KR20160113655A - 도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 터치 패널 - Google Patents

도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 터치 패널 Download PDF

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Abstract

이온 마이그레이션에 기인하는 오작동을 억제할 수 있으며, 예를 들면 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널에 이용하기에 적합한 도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 이 도전성 필름을 이용한 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다. 도전성 필름은, 기판 표면에 수지층이 적층되어, 수지층의 표면에 망 형상의 홈부가 형성되고, 이 홈부에 금속 세선이 충전되어 전극 패턴이 형성되어 있으며, 전극 패턴의 가로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 전극 패턴의 세로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 했을 때, ML과 MS 중 작은 쪽의 값에 의하여 큰 쪽의 값을 나눈 마이그레이션비가 1.0~1.4로 되어 있다.

Description

도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 터치 패널{CONDUCTIVE FILM, CONDUCTIVE FILM MANUFACTURING METHOD, AND TOUCH PANEL}
본 발명은, 도전성 필름 및 도전성 필름의 제조 방법에 관한 것으로, 예를 들면 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널에 이용하기에 적합한 도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 이 도전성 필름을 이용한 터치 패널에 관한 것이다.
스마트폰으로 대표되는 휴대형의 전자기기는 맨 머신 인터페이스로서 터치 패널을 탑재한다. 최근에는 데스크톱형이나 노트형의 PC(퍼스널 컴퓨터)도 터치 패널을 탑재하고 있다. 일반적으로, PC는 스마트폰과 비교하여 화면이 크기 때문에, 거기에 사용되는 터치 패널에는 높은 투명성과 높은 도전성이 요구된다.
터치 패널은, 소정 패턴의 금속 세선으로 이루어지는 전극이 투명 필름에 형성된 도전성 필름(도전 시트, 도전막 등이라고도 함)을 구비한다. 일반적으로, 도전성 필름은 ITO(인듐·틴·옥사이드)를 이용하여 제조된다. 그러나, ITO를 이용한 필름에는, 대화면에 있어서 필요로 하는 높은 도전성을 얻는 것이 어렵다는 문제나, 코스트가 상승한다는 문제가 있다.
최근, ITO 필름을 대신하는 도전성 필름으로서, 망 형상으로 형성된 도전성이 높은 금속 세선을 구비한 도전성 필름이 주목받고 있다. 특허문헌 1은, 수지층 표면에 형성된 망 형상의 홈부를 형성하고, 홈부 내에 도전성이 높은 금속 입자를 충전하여 도전성 필름을 제조하는 기술을 개시하고 있다. 이 기술은, 제방부와 홈부가 형성된 수지층의 표면에, 도전성이 높은 금속 입자와 바인더를 혼합한 잉크를 도포하는 공정과, 스퀴지로 제방부 표면을 문질러 홈부 내에 잉크를 충전하고, 또한 잉크를 닦아내는 공정과, 홈부 내의 잉크를 경화시키는 공정을 포함한다. 이 도전성 필름은, 금속 입자가 수지층 표면의 홈부 내에 충전되어 있기 때문에 산화되기 어렵다는 이점을 갖는다. 또, 진공 성막에 의하여 형성된 금속박을 에칭하는 것보다 제조 코스트가 저가라는 이점도 갖는다. 이러한 이점에서 상기 도전성 필름은 주목받고 있다.
특허문헌 1: 한국 공개특허공보 제10-2013-0011901호
일반적으로, 금속, 특히 은이나 구리가 이온 마이그레이션을 일으키는 것은 알려져 있다. 본 발명자들은, 특허문헌 1에 의하여 제조되는 도전성 필름과 같이 도전성 필름의 표층의 홈부 내에 금속 세선이 충전되어 있으면 이온 마이그레이션은 발생하기 어려워진다고 상정하고 있었다. 그러나 실제로는, 특허문헌 1의 기술에 의하여 도전성 필름을 제조하면, 스퀴지에 의하여 잉크를 충전하고 또한 닦아내는 공정 후에 수지층 표면의 제방부에 약간이지만 금속 입자가 잔류하는 경우가 있다. 제방부에 잔류하는 금속 입자는, 홈부 내의 금속 입자와 비교하여 산소나 물에 노출되기 때문에, 도전성 필름에 전압이 인가되었을 때에 이온화되기 쉽다. 이온화된 금속 입자는 일렉트로케미컬 마이그레이션, 이른바 이온 마이그레이션의 발생 원인이 되어, 결과적으로 터치 패널의 오동작이 발생한다.
또한, 특허문헌 1과 같이 스퀴지에 의하여 수지층 표면을 일정 방향으로 문질러 홈부 내에 잉크를 충전하고, 제방부로부터 잔류한 잉크를 제거하는 기술의 경우, 그 문지르는 방향과 직교하는 방향으로 나열되는 전극 사이보다 문지르는 방향과 평행한 방향으로 나열되는 전극 사이 쪽에 이온 마이그레이션이 발생하기 쉽다는 것을 알게 되었다.
이와 같이, 방향의 차이에 따라 이온 마이그레이션의 발생 용이성 및 발생 곤란성이 바뀌는 것에 대해서는, 일부의 전극의 간격을 넓게 하는 등 도전성 필름 내의 전극 배치를 변경한다는 대응을 생각할 수 있다. 그러나, 도전성 필름은 일정 이상의 검출 감도 및 검출 정밀도를 필요로 하고 있으며, 그러한 검출 감도 및 검출 정밀도의 필요 성능으로부터 전극 배치의 자유도는 한정되어 있다. 이로 인하여 전극 배치를 변경하여 이온 마이그레이션의 발생을 억제하는 것은 어렵다.
이러한 점에서, 특허문헌 1의 기술에 의하여 제작한 도전성 필름은, 이온 마이그레이션에 기인하는 오작동이 발생하기 쉽다는 문제를 갖고 있었다.
본 발명은 이러한 과제를 고려하여 이루어진 것으로, 이온 마이그레이션에 기인하는 오작동을 억제할 수 있으며, 예를 들면 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널에 이용하기에 적합한 도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 이 도전성 필름을 이용한 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
제1 본 발명에 관한 도전성 필름은, 기판과, 기판에 적층되어, 표면에 제방부와 망 형상의 홈부를 갖는 수지층과, 수지층의 홈부 내에 마련되는 금속 세선을 구비하고, 금속 세선이 전극 패턴을 형성하는 도전성 필름에 있어서, 전극 패턴의 가로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 전극 패턴의 세로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 했을 때, ML과 MS 중 작은 쪽의 값에 의하여 큰 쪽의 값을 나눈 마이그레이션비가 1.0~1.4인 것을 특징으로 한다.
제1 본 발명에 있어서, ML이 MS보다 작은 것이 바람직하다.
제1 본 발명에 있어서, 마이그레이션비가 1.0~1.2인 것이 바람직하다.
제1 본 발명에 있어서, 수지층이 금속을 포착하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
제1 본 발명에 있어서, 금속 세선이 금속을 포착하는 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
제1 본 발명에 있어서, 금속을 포착하는 재료가, 트라이아졸류, 이미다졸류, 테트라졸류, 트라이아자인돌리진류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
제2 본 발명에 관한 도전성 필름의 제조 방법은, 기판에 수지층을 적층하는 수지층 적층 공정과, 수지층의 표면에 제방부와 망 형상의 홈부를 형성하는 수지층 표면 형성 공정과, 수지층의 표면에 금속 입자를 함유하는 잉크를 공급한 후에 수지층의 표면을 따라 잉크 도포 부재를 슬라이딩시켜 홈부 내에 잉크를 충전하는 잉크 충전 공정과, 수지층의 표면을 따라 잉크 제거 부재를 슬라이딩시켜 제방부에 잔류한 잉크를 제거하는 잉크 제거 공정을 갖는 도전성 필름의 제조 방법에 있어서, 잉크 충전 공정에서 잉크 도포 부재를 슬라이딩시키는 방향과, 잉크 제거 공정에서 잉크 제거 부재를 슬라이딩시키는 방향이 서로 다른 방향인 것을 특징으로 한다.
제2 본 발명에 있어서, 잉크 충전 공정에서 잉크 도포 부재를 슬라이딩시키는 방향과, 잉크 제거 공정에서 잉크 제거 부재를 슬라이딩시키는 방향이 직교하는 것이 바람직하다.
제2 본 발명에 있어서, 잉크 충전 공정에서 잉크 도포 부재를 슬라이딩시키는 방향이, 전극 패턴의 가로 방향과 평행한 것이 바람직하다.
제3 본 발명에 관한 도전성 필름의 제조 방법은, 기판에 수지층을 적층하는 수지층 적층 공정과, 수지층의 표면에 제방부와 망 형상의 홈부를 형성하는 수지층 표면 형성 공정과, 수지층의 표면에 금속 입자를 함유하는 잉크를 공급한 후에 수지층의 표면을 따라 잉크 도포 부재를 슬라이딩시켜 홈부 내에 잉크를 충전하는 잉크 충전 공정과, 수지층의 표면을 따라 잉크 제거 부재를 슬라이딩시켜 제방부에 잔류한 잉크를 제거하는 잉크 제거 공정을 갖는 도전성 필름의 제조 방법에 있어서, 금속을 포착하는 재료를 부가하는 금속 포착 재료 부가 공정을 갖는 것을 특징으로 한다.
제3 본 발명에 있어서, 금속 포착 재료 부가 공정은, 수지층 적층 공정의 일부로서, 금속을 포착하는 재료를 수지층에 포함시키는 공정을 갖는 것이 바람직하다.
제3 본 발명에 있어서, 금속 포착 재료 부가 공정은, 홈부 형성 공정 후에, 금속을 포착하는 재료를 포함하는 처리액에 의하여 수지층의 표면을 처리하는 공정인 것이 바람직하다.
제3 본 발명에 있어서, 금속 포착 재료 부가 공정은, 잉크 제거 공정의 일부로서, 금속을 포착하는 재료를 함유하는 처리액을 함침시킨 잉크 제거 부재를 사용하는 공정인 것이 바람직하다.
제3 본 발명에 있어서, 금속 포착 재료 부가 공정은, 잉크 충전 공정의 일부로서, 금속을 포착하는 재료를 잉크에 포함시키는 공정인 것이 바람직하다.
제3 본 발명에 있어서, 금속을 포착하는 재료가, 트라이아졸류, 이미다졸류, 테트라졸류, 트라이아자인돌리진류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 터치 패널은, 제1 본 발명의 도전성 필름을 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 관한 도전성 필름 및 도전성 필름의 제조 방법에 의하면, 이온 마이그레이션에 기인하는 오작동을 억제할 수 있으며, 또, 터치 패널의 오작동을 억제할 수 있다.
도 1은 도전성 필름을 사용하는 터치 패널의 분해 사시도이다.
도 2는 제1 실시형태에 관한 도전성 필름을 일부 생략하여 나타내는 단면도이다.
도 3은 제1 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치를 나타내는 도이다.
도 4A~도 4C는 금형의 제조 공정을 나타내는 도이다.
도 5는 제1 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정을 나타내는 플로차트이다.
도 6은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름을 일부 생략하여 나타내는 단면도이다.
도 7은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (1)을 나타내는 도이다.
도 8은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (1)을 나타내는 플로차트이다.
도 9는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (2)를 나타내는 도이다.
도 10은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (2)를 나타내는 플로차트이다.
도 11은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (3)을 나타내는 도이다.
도 12는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (3)을 나타내는 플로차트이다.
도 13은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (4)를 나타내는 도이다.
도 14는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (4)를 나타내는 플로차트이다.
도 15는 본 발명에 관한 전극 패턴의 평가용 샘플 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 16은 오작동 평가에서 사용한 시험용 터치 패널의 전극 패턴을 나타내는 도이다.
도 17은 일반 도전성 필름의 이온 마이그레이션성을 특정하기 위하여 사용하는 샘플을 나타내는 도이다.
이하, 본 발명에 관한 도전성 필름 및 도전성 필름의 제조 방법을, 터치 패널에 적용한 실시의 형태예를 도 1~도 17을 참조하면서 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서 수치 범위를 나타내는 "~"는, 그 전후에 기재되는 수치를 하한값 및 상한값으로서 포함하는 의미로서 사용된다.
본 발명자들은, 이온 마이그레이션에 이방성이 발생하는 원인에 대하여 다음과 같이 고찰했다. 수지층의 제방부 표면에는 약간이지만 요철이 있으며, 또 스퀴지의 수지 접촉부에도 약간이지만 요철이 있다. 이로 인하여 스퀴지를 일 방향으로 이동시켜 제방부 표면을 문지르면, 그 이동 방향과 평행하게 선 형상으로 나열된 금속 입자가 잔류하기 쉽다. 금속 세선 사이에 약간이라도 금속 입자가 나열되면, 그 금속 세선 사이에 전압이 인가되었을 때에 도전(導電) 패스가 형성되기 쉬워진다. 본 발명자들은, 이러한 것에 의하여 이온 마이그레이션에 이방성이 발생하고 있는 것으로 예상했다. 그리고, 선 형상으로 나열된 금속 입자를 제거함으로써 터치 패널의 오작동을 억제하는 것을 목적으로 하고, 이 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 이르렀다.
<터치 패널의 구성>
도 1은 도전성 필름을 사용하는 터치 패널의 분해 사시도이다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 터치 패널(10)은, 센서 본체(12)와 제어 회로(도시하지 않음)를 갖는다. 센서 본체(12)는, 제1 도전성 필름(16A)과 제2 도전성 필름(16B)을 적층하여 구성된 적층 도전성 필름(18)과, 그 위에 적층된 예를 들면 유리제의 커버층(20)을 갖는다. 적층 도전성 필름(18) 및 커버층(20)은, 예를 들면 액정 디스플레이 등의 표시 장치(22)에 있어서의 표시 패널(24) 상에 배치되도록 되어 있다. 제1 도전성 필름(16A) 및 제2 도전성 필름(16B)은, 상면에서 보았을 때에, 표시 패널(24)의 표시 화면(24a)에 대응한 제1 센서 영역(26A) 및 제2 센서 영역(26B)과, 표시 패널(24)의 외주 부분에 대응하는 제1 단자 배선 영역(28A) 및 제2 단자 배선 영역(28B)(이른바 액자 부분)과, 제1 센서 영역(26A)부터 제1 단자 배선 영역(28A)에 걸쳐 형성된 제1 도전부(30A)와, 제2 센서 영역(26B)부터 제2 단자 배선 영역(28B)에 걸쳐 형성된 제2 도전부(30B)를 갖는다.
제1 센서 영역(26A)에는, 금속 세선으로 구성된 투명 도전층에 의한 복수의 전극 패턴이 형성되어 있다. 각 전극 패턴은, 다수의 셀이 조합되어 구성된 망 형상이며, 도 1에서 나타내는 제1 방향(y 방향)으로 뻗어 있다. 또, 복수의 전극 패턴은, 제1 방향과 직교하는 제2 방향(x 방향)으로 배열되어 있다. 여기에서, "셀"이란, 복수의 금속 세선에 의하여 이차원적으로 구획된 형상을 가리킨다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 도전성 필름(16A)은, 제1 전극 패턴(36A)의 각 한쪽 단부에 각각 제1 결선부(42a)를 통하여 금속 세선에 의한 제1 단자 배선부(44a)가 전기적으로 접속되어 있다. 각 제1 결선부(42a)로부터 도출된 제1 단자 배선부(44a)는, 제1 도전성 필름(16A)의 한쪽 장변에 있어서의 대략 중앙부를 향하여 인회되고, 각각 대응하는 제1 단자부(46a)에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제1 단자 배선 영역(28A)에는, 전극막(48)이 형성되고, 이 전극막(48)과 제1 접지 단자부(50a)가 전기적으로 접속되어 있다.
제2 센서 영역(26B)에는, 금속 세선으로 구성된 투명 도전층에 의한 복수의 전극 패턴이 형성되어 있다. 각 전극 패턴은, 다수의 셀이 조합되어 구성된 망 형상이며, 도 1에서 나타내는 제2 방향(x 방향)으로 뻗어 있다. 또 복수의 전극 패턴은, 제1 방향(y 방향)으로 배열되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제2 도전성 필름(16B)은, 각 제2 전극 패턴(36B)의 한쪽 단부에 각각, 제2 결선부(42b)를 통하여 금속 배선에 의한 제2 단자 배선부(44b)가 전기적으로 접속되어 있다. 각 제2 결선부(42b)로부터 도출된 제2 단자 배선부(44b)는, 제2 도전성 필름(16B)의 한쪽 장변에 있어서의 대략 중앙부를 향하여 인회되고, 각각 대응하는 제2 단자부(46b)에 전기적으로 접속되어 있다. 또, 제2 단자 배선부(44b)의 외측에는, 한쪽의 제2 접지 단자부(50b)부터 다른 한쪽의 제2 접지 단자부(50b)에 걸쳐, 제2 센서 영역(26B)을 둘러싸도록, 실드 효과를 목적으로 한 접지 라인(52)이 형성되어 있다.
도 1에 나타내는 바와 같이, 제1 도전성 필름(16A)과 제2 도전성 필름(16B)의 예를 들면 각 코너부에, 제1 도전성 필름(16A)과 제2 도전성 필름(16B)의 첩합 시에 사용하는 위치 결정용의 제1 얼라인먼트 마크(62a) 및 제2 얼라인먼트 마크(62b)를 형성하는 것이 바람직하다. 이 제1 얼라인먼트 마크(62a) 및 제2 얼라인먼트 마크(62b)는, 제1 도전성 필름(16A)과 제2 도전성 필름(16B)을 첩합하여 적층 도전성 필름(18)으로 한 경우에, 새로운 복합 얼라인먼트 마크가 되고, 이 복합 얼라인먼트 마크는, 그 적층 도전성 필름(18)을 표시 패널(24)에 설치할 때에 사용하는 위치 결정용의 얼라인먼트 마크로서 이용해도 된다.
또한, 제1 전극 패턴(36A)과 제2 전극 패턴(36B) 외에 더미 전극이 형성되어 있어도 된다. 더미 전극은, 제1 전극 패턴(36A)과 제2 전극 패턴(36B)의 검출 기능과 동작 기능에 영향을 주지 않도록 다른 전극과 전기적으로 절연된다.
이하에 있어서, 도전성 필름의 구성이나 제조 장치, 제조 방법에 대하여 제1 및 제2 실시형태를 설명한다.
[제1 실시형태]
<제1 실시형태에 관한 도전성 필름>
도 2는 제1 실시형태에 관한 도전성 필름을 일부 생략하여 나타내는 단면도이다. 도전성 필름(16)은, 기판(72)과, 기판(72)에 적층되어, 제방부(74a)와 망 형상의 홈부(74b)를 갖는 수지층(74)과, 수지층(74)의 홈부(74b)의 내부에 마련되는 금속 세선(76)을 구비하고, 금속 세선(76)이 수지층(74)의 표층을 따라 망 형상의 전극 패턴을 형성하고 있다. 도전성 필름(16)은, 전극 패턴의 가로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 전극 패턴의 세로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 했을 때, ML과 MS 중 작은 쪽의 값에 의하여 큰 쪽의 값을 나눈 마이그레이션비가 1.0~1.4가 된다.
"이온 마이그레이션성"이라고 하는 것은, 절연이 필요한 도체 사이, 예를 들면 인접하는 전극 패턴 사이나 전극 패턴으로부터 인출되는 배선 사이 등에 발생하는 이온 마이그레이션의 정도를 나타내는 지표이며, 인접하는 도체 사이에 소정의 전압을 인가했을 때에 소정의 저항값을 하회한 시간을 측정함으로써 수치화할 수 있다. 본 명세서에서는 이 수치를, 이온 마이그레이션성을 나타내는 값 또는 이온 마이그레이션성의 값이라고 한다. 전극 패턴이 일 방향으로 뻗어 있는 경우는, 전극 패턴이 뻗어 있는 방향 즉 가로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 뻗어 있는 방향과 직교하는 방향 즉 세로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 한다. 도 1의 제1 도전성 필름(16A)의 경우, 제1 전극 패턴(36A)의 가로 방향인 y 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 제1 전극 패턴(36A)의 세로 방향인 x 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 한다. 또, 제2 도전성 필름(16B)의 경우, 제2 전극 패턴(36B)의 가로 방향 즉 x 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 제2 전극 패턴(36B)의 세로 방향 즉 y 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 한다. 또한, 일반 도전성 필름에 있어서의 이온 마이그레이션성의 측정 방법에 대해서는, 본 명세서의 마지막에 설명한다.
기판(72)은 소정의 투명도와 가요성을 갖는 필름 형상의 부재이다. 기판(72)에 사용할 수 있는 재료로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리이미드(PI), 아크릴(Acryl), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 트라이아세테이트셀룰로스(TAC), 폴리에터설폰(PES) 등의 수지를 들 수 있다. 기판(72)의 두께는 25μm~250μm가 바람직하다. 또, 기판(72)의 광선투과율은 80% 이상이 바람직하고, 90% 이상이 보다 바람직하다.
수지층(74)은 기판(72)의 일면에 적층된다. 수지층(74)에는 소정의 투명도와 가요성을 갖는 수지를 사용할 수 있다. 특히, 분자 중에 중합성 불포화 결합 또는 에폭시기를 갖는 프리폴리머, 올리고머, 및/또는 모노머, 또 필요에 따라 광중합 개시제나 첨가제를 혼합한 자외선 경화 수지가 적합하다. 자외선 경화 수지는 감광성을 갖고, 자외선의 에너지에 반응하여 단시간에 경화되는 것이 바람직하다.
자외선 경화 수지 중의 프리폴리머, 올리고머로서는, 예를 들면, 불포화 다이카복실산과 다가 알코올의 축합물 등의 불포화 폴리에스터류, 폴리에스터메타크릴레이트, 폴리에터메타크릴레이트, 폴리올메타크릴레이트, 멜라민메타크릴레이트 등의 메타크릴레이트류, 폴리에스터아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 유레테인아크릴레이트, 폴리에터아크릴레이트, 폴리올아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트 등의 아크릴레이트, 양이온 중합형 에폭시 화합물을 들 수 있다.
자외선 경화 수지 중의 모노머로서는, 예를 들면, 스타이렌, α-메틸스타이렌 등의 스타이렌계 모노머, 아크릴산 메틸, 아크릴산-2-에틸헥실, 아크릴산 메톡시에틸, 아크릴산 뷰톡시에틸, 아크릴산 뷰틸, 아크릴산 메톡시뷰틸, 아크릴산 페닐 등의 아크릴산 에스터류, 메타크릴산 메틸, 메타크릴산 에틸, 메타크릴산 프로필, 메타크릴산 메톡시에틸, 메타크릴산 에톡시메틸, 메타크릴산 페닐, 메타크릴산 라우릴 등의 메타크릴산 에스터류, 아크릴산-2-(N,N-다이에틸아미노)에틸, 아크릴산-2-(N,N-다이메틸아미노)에틸, 아크릴산-2-(N,N-다이벤질아미노)메틸, 아크릴산-2-(N,N-다이에틸아미노)프로필 등의 불포화 치환의 치환 아미노알코올에스터류, 아크릴아마이드, 메타크릴아마이드 등의 불포화 카복실산 아마이드, 에틸렌글라이콜다이아크릴레이트, 프로필렌글라이콜다이아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜다이아크릴레이트, 1,6-헥세인다이올다이아크릴레이트, 트라이에틸렌글라이콜다이아크릴레이트 등의 화합물, 다이프로필렌글라이콜다이아크릴레이트, 에틸렌글라이콜다이아크릴레이트, 프로필렌글라이콜다이메타크릴레이트, 다이에틸렌글라이콜다이메타크릴레이트 등의 다관능성 화합물, 및/또는 분자 중에 2개 이상의 싸이올기를 갖는 폴리싸이올 화합물, 예를 들면, 트라이메틸올프로페인트라이싸이오글라이콜레이트, 트라이메틸올프로페인트라이싸이오프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라싸이오글라이콜레이트 등을 들 수 있다.
광중합 개시제로서는, 예를 들면, 아세토페논류, 벤조페논류, 미힐러 벤조일벤조에이트, o-벤조일벤조산 메틸, 알독심, 테트라메틸튜람모노설파이드, 싸이오잔톤, 및/또는 광증감제인 n-뷰틸아민, 트라이에틸아민, 트라이-뷰틸포스핀 등을 들 수 있다.
또한, 자외선 경화 수지에 관해서는 국제 공개공보 제2007/034643호에 개시되어 있다.
수지층(74)은 표면에, 망 형상의 전극 패턴으로 구획되는 제방부(74a)와, 망 형상의 전극 패턴과 일치하도록 형성되는 홈부(74b)를 갖는다. 홈부(74b)와 제방부(74a)는 수지층(74)의 표면으로의 금형의 압압에 의하여 형성된다. 홈부(74b)의 단면 형상은 직사각형, 삼각형, 사다리꼴 등이 대표적이며, 원호 형상이어도 된다. 홈부(74b)의 개구부의 폭 및 깊이는 모두 1μm~10μm인 것이 바람직하다.
금속 세선(76)은 홈부(74b)에 충전되어 망 형상의 전극 패턴을 형성한다. 본 실시형태의 금속 세선(76)의 재료로서는, 도전성 은 페이스트, 예를 들면 도요 잉크사 제조의 REXALPHA(등록상표) RF FS 015가 경화된 것을 사용할 수 있다. 도전성 은 페이스트 외에는 페이스트상의 구리, 은-카본, 알루미늄, 니켈, 크로뮴, 니켈-인, 카본 블랙 등이 사용 가능하다. 금속 세선(76)의 선폭은 홈부(74b)의 폭과 동일한 1μm~10μm인 것이 바람직하다. 한편, 금속 세선(76)의 폭 및 깊이는 홈부(74b)와 동일한 1μm~10μm인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 도전성 필름의 우량품 및 불량품을 판별하기 위하여, 일 방향과 타 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값의 비를 연산하고 있다. 구체적으로는, 전극 패턴(36A 및 36B)의 가로 방향의 이온 마이그레이션성의 값 ML과 세로 방향의 이온 마이그레이션성의 값 MS 중 작은 쪽의 값에 의하여 큰 쪽의 값을 나눈 마이그레이션비를 연산하고 있다. 본 실시형태의 도전성 필름(16)의 마이그레이션비는 1.0~1.4이며, 바람직하게는 1.0~1.2이다. 또, 전극 패턴(36A 및 36B)의 가로 방향은 전압차가 발생하기 어렵기 때문에, 다소 이온 마이그레이션이 발생해도 문제는 발생하지 않는다. 한편, 전극 패턴(36A 및 36B)의 세로 방향의 이온 마이그레이션성이 낮으면(단시간에 저항이 저하되면), 쇼트의 원인이 된다. 이로 인하여, ML이 MS보다 작은 것이 좋다.
<제1 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치>
도 3은 제1 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치를 나타내는 도이다. 여기에서 나타내는 것은 롤 투 롤 방식의 장치이다. 또한, 이하의 설명에서는 각 가공 스테이션 사이에서 반송(搬送)하는 필름 형상의 가공품, 예를 들면 필름 형상의 기판이나 수지층이 적층된 필름 형상의 기판 등을 간단히 필름이라고 한다.
도전성 필름 제조 장치(100)에는 필름의 반송 방향 상류측으로부터 하류측을 향하여 순서대로, 기판 이송부(110), 수지층 적층부(120), 수지층 표면 형성부(130), 잉크 충전부(140), 잉크 제거부(150), 잉크 경화부(160), 세정부(170), 기판 권취부(180)와 같은 각 스테이션이 배치된다.
기판 이송부(110)는, 롤 형상으로 감겨진 필름 형상의 기판(72)을 구비하고 있으며, 이 기판(72)을 소정의 이송 속도에 의하여 하류측으로 내보낸다.
기판 이송부(110)의 필름 반송 방향 하류측에는 수지층 적층부(120)가 배치된다. 수지층 적층부(120)는, 액상의 자외선 경화 수지를 기판(72)의 표면에 도포함으로써 액상의 수지층(74')을 적층하는 도포부(122)를 구비한다. 도포부(122)로서는, 예를 들면, 롤 코터나 압출 성막 장치 등이 사용된다.
수지층 적층부(120)의 필름 반송 방향 하류측에는 수지층 표면 형성부(130)가 배치된다. 수지층 표면 형성부(130)는, 압압부(132)와 자외선 조사부(138)를 구비한다.
압압부(132)는, 필름의 표면측 즉 수지층(74)측에 배치되는 원통 형상의 금형(134)을 갖는다. 금형(134)은, 원통 형상의 롤러(135)와, 롤러(135)의 외주면에 감겨 고정되는 금속제의 시트 형상 금형(136)을 갖는다. 시트 형상 금형(136)의 외주면에는 수지층(74')에 전사되는 홈 패턴과 일치하는 볼록부(136b)가 형성된다.
여기에서 시트 형상 금형(136)을 만드는 방법을 설명한다.
도 4A~도 4C는 시트 형상 금형의 제조 공정을 나타내는 도이다.
먼저, 도 4A에서 나타내는 바와 같이, 유리판(137)의 일면에 리소그래피나 기계 가공에 의하여 망 형상의 전극 패턴과 동일 패턴의 홈(137b)을 형성하여, 시트 형상 금형(136)의 원형(原型)을 만든다. 이어서 도 4B에서 나타내는 바와 같이, 전주(電鑄)에 의하여 유리판(137)의 홈(137b)측 표면에 Ni(니켈)을 전착(電着)시켜, Ni 시트(136')를 형성한다. 이어서 도 4C에서 나타내는 바와 같이, 유리판(137)의 홈(137b)측 표면에 필요한 두께의 Ni 시트(136')가 형성되면, Ni 시트(136')로부터 유리판(137)을 제거하여 시트 형상 금형(136)으로 한다. Ni제의 시트 형상 금형(136)을 롤러(135)의 외주면에 감아 고정하면 금형(134)이 완성된다.
또한, Ni제의 시트 형상 금형(136)의 표면에 표면 처리를 실시해 두면, 도전성 필름(16)의 제조 시에 도전성 필름(16)의 수지층(74)과 금형(134)의 분리가 용이해진다. 표면 처리로서는, 예를 들면 스퍼터링에 의하여 두께 1200~1500Å 정도의 SiO2를 성막하는 것이 가능하며, 그 밖에도 다양한 방식의 표면 처리를 실시해 둘 수 있다.
자외선 조사부(138)는, 필름의 이면측 즉 기판(72)측에 배치되고, 또, 압압부(132)와 동일 위치 또는 약간 필름의 반송 방향 하류측에 배치된다. 자외선 조사부(138)는 필름을 향하여 약 100~400nm의 자외광(139)을 조사한다. 자외광(139)은 수지층(74')과 화학 반응(광중합 반응)을 일으켜 이들을 경화시킨다. 자외선 조사부(138)의 광원으로서는, 초고압 수은등, 고압 수은등, 저압 수은등, 카본 아크, 제논 아크 또는 메탈할라이드 램프 등을 사용할 수 있다. 이들 광원은 공랭식과 수랭식 중 어느 것이어도 되지만, 수랭식인 것이 보다 바람직하다.
수지층 표면 형성부(130)의 필름 반송 방향 하류측에는 잉크 충전부(140)가 배치된다. 잉크 충전부(140)는, 잉크 공급부(142)와 스퀴지부(144)를 구비한다.
잉크 공급부(142)는, 금속 세선(76)의 재료가 되는 금속 입자를 포함하는 페이스트상의 잉크(76')를 수지층(74)의 표면에 도포한다. 잉크(76')의 공급은 연속적으로 행해도 되고, 불연속, 예를 들면 소정의 간격으로 행해도 된다. 잉크(76')의 공급량은 필름의 반송 속도에 따라 결정된다.
스퀴지부(144)는, 잉크 공급부(142)에 대하여 필름 반송 방향 하류측에 배치된다. 스퀴지부(144)는, 수지층(74)의 표면에 공급된 잉크(76')를 수지층(74)의 표면에 펼쳐 도포하는 제1 스퀴지 블레이드(146)와, 제1 스퀴지 블레이드(146)를 유지하는 제1 스퀴지 홀더(148)를 갖는다. 제1 스퀴지 블레이드(146)는 유레테인 고무, 실리콘 고무, 메탈 등에 의하여 형성되고, 그 폭은 필름의 폭과 동일하거나 또는 그것보다 크다. 제1 스퀴지 블레이드(146)는, 블레이드 폭 방향이 필름 반송 방향과 직교하도록, 또한 블레이드 선단부가 수지층(74)의 표면에 접촉하도록, 또한 블레이드와 수지층(74)의 표면의 각도가 소정 각도가 되도록 배치된다. 이와 같은 배치로 하면, 필름의 반송에 따라, 제1 스퀴지 블레이드(146)의 선단부가 수지층(74)의 표면에 접촉하면서 수지층(74)의 표면에 대하여 필름 반송 방향과 반대 방향으로 상대적으로 이동한다. 즉, 제1 스퀴지 블레이드(146)는 수지층(74)의 표면을 따라 슬라이딩한다. 이때 제1 스퀴지 블레이드(146)는, 수지층(74)의 표면을 필름 반송 방향과 반대 방향으로 문지르면서, 일부의 잉크(76')를 수지층(74)의 홈부(74b)의 내부로 밀어넣어 충전하고, 동시에 수지층(74)의 제방부(74a)의 표면으로부터 잉크(76')를 제거한다.
또한, 제1 스퀴지 블레이드(146)가 구동하도록 스퀴지부(144)에 구동 장치를 마련해도 된다. 이 경우, 제1 스퀴지 블레이드(146)의 구동 방향을 자유롭게 설정할 수 있다.
잉크 충전부(140)의 필름 반송 방향 하류측에는 잉크 제거부(150)가 배치된다. 잉크 제거부(150)는, 수지층(74)의 제방부(74a)의 표면에 잔류한 잉크(76')를 제거하는 제2 스퀴지 블레이드(152)와, 제2 스퀴지 블레이드(152)를 유지하는 제2 스퀴지 홀더(154)와, 제2 스퀴지 홀더(154)를 유지하고, 또한 제2 스퀴지 블레이드(152) 및 제2 스퀴지 홀더(154)를 필름 반송 방향과 직교하는 방향으로 구동하는 구동부(156)를 갖는다. 제2 스퀴지 블레이드(152)는 유레테인 고무, 실리콘, 메탈 등에 의하여 형성된다. 제2 스퀴지 블레이드(152)의 폭에 특별한 한정은 없지만, 너무 크면 잉크 제거에 필요한 압압력을 얻기 위하여 큰 힘이 필요하게 되고, 또, 너무 작으면 1회의 처리에 의하여 잉크(76')를 제거할 수 있는 면적이 적어지게 된다. 이로 인하여 도전성 필름 제조 시에 적합한 폭을 적절히 설정하면 된다. 제2 스퀴지 블레이드(152)는, 블레이드 폭 방향이 필름 반송 방향과 평행하도록, 또한 블레이드 선단부가 수지층(74)의 표면에 접촉하도록, 또한 블레이드와 수지층(74)의 표면의 각도가 소정 각도가 되도록 배치된다. 이와 같은 배치로 하면, 구동부(156)에 의한 제2 스퀴지 블레이드(152)의 구동에 따라, 제2 스퀴지 블레이드(152)의 선단부가 수지층(74)의 표면에 접촉하면서 이동한다. 즉, 제2 스퀴지 블레이드(152)는 수지층(74)의 표면을 따라 슬라이딩한다. 이때 제2 스퀴지 블레이드(152)는, 수지층(74)의 표면을 필름 반송 방향과 직교하는 방향으로 문질러 제방부(74a)의 표면에 잔류하는 잉크(76')를 제거한다.
잉크 제거부(150)의 필름 반송 방향 하류측에는 잉크 경화부(160)가 배치된다. 잉크 경화부(160)는 히터(162)를 구비한다. 히터(162)는 수지층(74)의 홈부(74b)에 충전된 잉크(76')를 경화시키기 위하여 필요한 열, 열풍, 적외선, 또는 근적외선을 수지층(74)을 향하여 방사한다.
잉크 경화부(160)의 필름 반송 방향 하류측에는 세정부(170)가 배치된다. 세정부(170)는, 지지 롤(172)과 세정 롤(174)을 구비한다. 지지 롤(172)은 필름을 기판(72)측으로부터 지지한다. 세정 롤(174)은 수지층(74)의 표면에 접촉하여 제방부(74a)를 세정한다. 세정을 효과적으로 행하기 위하여, 세정 롤(174)이 세정액을 포함하고 있어도 된다. 세정액으로서는, 예를 들면, 아이소프로필알코올과 아세톤을 9:1~8:2로 혼합한 혼합액을 이용할 수 있다. 또, 세정부(170)가 지지 롤(172)을 복수 구비하고 있어도 된다.
세정부(170)의 필름 반송 방향 하류측에는 기판 권취부(180)가 배치된다. 기판 권취부(180)는, 세정된 필름, 즉 도전성 필름(16)을 롤에 권취한다.
이상이 본 실시형태에 있어서 사용하는 도전성 필름 제조 장치이지만, 다른 형태의 장치를 사용하는 것도 가능하다. 예를 들면, 잉크 충전부(140)와 잉크 제거부(150)와 잉크 경화부(160)를 하나의 유닛으로 하고, 복수의 유닛을 수지층 표면 형성부(130)와 세정부(170)의 사이에 나열해도 된다. 이 경우, 잉크 충전 공정, 잉크 제거 공정, 잉크 경화 공정이 복수 회 행해지게 되며, 수지층(74)의 홈부(74b)에 충전되는 금속 세선(76)이 복수층이 된다. 또한 유닛 사이에 있어서 금속 재료의 종류를 변경하면, 수지층(74)의 홈부(74b)에 충전되는 금속 세선(76)이 이종(異種) 금속층이 된다.
또한, 도전성 필름 제조 장치(100)에서는, 잉크 충전부(140)의 제1 스퀴지 블레이드(146)로 수지층(74)의 표면을 문지르는 방향과, 잉크 제거부(150)의 제2 스퀴지 블레이드(152)로 수지층(74)의 표면을 문지르는 방향이 서로 직교한다. 그러나, 양 방향이 서로 직교하지 않아도 되고, 양 방향이 서로 평행한 방향이 아니면, 이온 마이그레이션의 방지 효과를 어느 정도 기대할 수 있다.
또, 도 3의 도전성 필름 제조 장치(100)는 롤 투 롤 방식이지만, 매엽식(枚葉式)의 장치도 사용할 수 있다.
<제1 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법>
도 5는 제1 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정을 나타내는 플로차트이다. 도 5에서 나타내는 제1 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법을 도 3을 적절히 참조하여 설명한다.
먼저, 기판 이송부(110)로부터 수지층 적층부(120)로 필름을 반송한다. 수지층 적층부(120)에서는, 기판(72)에 수지층(74')을 적층하는 수지층 적층 공정을 행한다(스텝 S51). 구체적으로는, 기판(72)에 자외선 경화 수지를 도포하여 수지층(74')을 적층한다. 이 단계에서 수지층(74')은 경화되어 있지 않다.
수지층 적층 공정(스텝 S51)이 종료되면, 수지층 적층부(120)로부터 수지층 표면 형성부(130)로 필름을 반송한다. 수지층 표면 형성부(130)에서는, 수지층(74')의 표면에 제방부(74a)와 망 형상의 홈부(74b)를 형성하는 수지층 표면 형성 공정을 행한다(스텝 S52). 구체적으로는, 금형(134)의 회전 속도를 필름의 반송 속도와 동기시키면서, 수지층(74')의 표면에 금형(134)을 소정압으로 압압하여 금형(134)의 표면에 형성되는 패턴을 수지층(74')의 표면에 전사한다. 또한 금형(134)에 의한 수지층(74')의 압압과 동시에 또는 직후에 자외선 조사부(138)로부터 필름 이면측 즉 기판(72)측에 자외광(139)을 조사한다. 자외광(139)이 기판(72)을 투과하여 수지층(74')에 도달하면, 수지층(74')은 화학 반응을 일으켜, 경화된 수지층(74)이 된다.
수지층 표면 형성 공정(스텝 S52)이 종료되면, 수지층 표면 형성부(130)로부터 잉크 충전부(140)로 필름을 반송한다. 잉크 충전부(140)에서는, 수지층(74)의 표면에 금속 입자를 함유하는 잉크(76')를 공급한 후에 수지층(74)의 표면을 따라 잉크 도포 부재 즉 제1 스퀴지 블레이드(146)를 슬라이딩시켜 홈부(74b) 내에 잉크(76')를 충전하는 잉크 충전 공정을 행한다(스텝 S53). 구체적으로는, 잉크 공급부(142)로부터 수지층(74)의 표면에 소정량의 잉크(76')를 공급한다. 그리고, 잉크 공급 위치보다 필름 반송 방향 하류측에서 제1 스퀴지 블레이드(146)를, 그 선단의 폭 방향이 필름 반송 방향과 직교하도록 배치하고, 또한 선단을 수지층(74)의 표면, 엄밀하게는 제방부(74a)의 표면에 소정압으로 접촉시킨다. 그러면, 필름의 반송에 따라, 상대적으로, 제1 스퀴지 블레이드(146)가 수지층(74)에 대하여 필름 반송 방향과 반대 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 하여 제1 스퀴지 블레이드(146)를 수지층(74)의 표면에서 필름 반송 방향과 반대 방향으로 슬라이딩시킴으로써, 제방부(74a)를 문질러 잉크(76')를 제거하면서, 홈부(74b)에 잉크(76')를 충전한다.
잉크 충전 공정(스텝 S53)이 종료되면, 잉크 충전부(140)로부터 잉크 제거부(150)로 필름을 반송한다. 잉크 제거부(150)에서는, 수지층(74)의 표면을 따라 잉크 제거 부재 즉 제2 스퀴지 블레이드(152)를 슬라이딩시켜 제방부(74a)에 잔류한 잉크(76')를 제거하는 잉크 제거 공정을 행한다(스텝 S54). 구체적으로는, 제2 스퀴지 블레이드(152)의 선단을, 그 폭 방향이 필름 반송 방향과 평행하도록 배치하고, 수지층(74)의 표면, 엄밀하게는 제방부(74a)의 표면에 소정압으로 접촉시켜 둔다. 또한 제2 스퀴지 블레이드(152)를 필름 반송 방향과 직교하는 방향으로 이동시킨다. 이와 같이 하여 제2 스퀴지 블레이드(152)를 수지층(74)의 표면에서 필름 반송 방향과 직교하는 방향으로 슬라이딩시킴으로써, 제방부(74a)를 문질러 잔류하는 잉크(76')를 제거한다.
잉크 제거 공정(스텝 S54)이 종료되면, 잉크 제거부(150)로부터 잉크 경화부(160)로 필름을 반송한다. 잉크 경화부(160)에서는, 홈부(74b)의 내부에 충전된 잉크(76')를 열처리에 의하여 경화시키는 잉크 경화 공정을 행한다(스텝 S55). 예를 들면 150℃, 3~10min 정도의 열처리를 행하여, 잉크(76')를 경화시켜 금속 세선(76)으로 한다.
잉크 경화 공정(스텝 S55)이 종료되면, 잉크 경화부(160)로부터 세정부(170)로 필름을 반송한다. 세정부(170)에서는, 수지층(74)의 표면을 세정 롤(164)에 의하여 세정하는 세정 공정을 행한다(스텝 S56).
세정 공정(스텝 S56)이 종료되면, 도전성 필름(16)은 완성된다. 기판 권취부(180)에 의하여 도전성 필름(16)을 권취하여 일련의 처리는 종료된다.
또한, 본 실시형태에서는 잉크 충전 공정(스텝 S53)에 있어서 제1 스퀴지 블레이드(146)가 제방부(74a)를 문지르는 방향과, 잉크 제거 공정(스텝 S54)에 있어서 제2 스퀴지 블레이드(152)가 제방부(74a)를 문지르는 방향을 서로 직교시키고 있는데, 양쪽의 문지르는 방향이 동일하지 않으면, 잉크 잔류에 기인하는 이온 마이그레이션의 억제 효과를 어느 정도는 기대할 수 있다. 즉, 제1 스퀴지 블레이드(146)로 제방부(74a)를 문지르는 방향과 제2 스퀴지 블레이드(152)로 제방부(74a)를 문지르는 방향이 서로 다른 방향이면 된다. 예를 들면, 제1 스퀴지 블레이드(146)와 제2 스퀴지 블레이드(152) 중 어느 한쪽의 선단을 필름 반송 방향과 직교시켜 고정하고, 다른 한쪽을 필름 반송 방향 이외의 방향으로 구동해도 된다. 또, 제1 스퀴지 블레이드(146)와 제2 스퀴지 블레이드(152)의 양쪽을 서로 다른 방향으로 구동해도 된다.
제1 실시형태에 의하면, 잉크 충전 시에 수지층 표면을 스퀴지로 문지르는 방향과 잉크 제거 시에 수지층 표면을 스퀴지로 문지르는 방향을 다르게 하고 있다. 이로 인하여, 잉크 충전 후에 수지층 표면에 잔류한 금속 입자이며, 특히 스퀴지로 문지른 방향으로 늘어선 선 형상의 금속 입자를, 잉크 제거 시에 효과적으로 제거할 수 있다. 또, 다소 잔류했다고 하더라도 금속 입자가 일렬로 나열되어 도전 패스를 형성하기 쉬운 상태를 저해할 수 있다. 이렇게 하여 제작된 도전성 필름은 특정의 방향으로 이온 마이그레이션이 발생하기 쉽다는 상황을 회피할 수 있어, 도전층의 이온 마이그레이션성의 면내 이방성을 저감할 수 있다.
[제2 실시형태]
제1 실시형태에서는, 잉크 충전 시와 잉크 제거 시에 있어서 수지층 표면을 스퀴지로 문지르는 방향을 다르게 함으로써, 제방부(74a)에 잔류하는 금속 입자를 제거하여, 이온 마이그레이션을 억제하도록 하고 있다. 제2 실시형태에서는, 잉크 충전 시와 잉크 제거 시에 있어서 수지층 표면을 스퀴지로 문지르는 방향을 다르게 할 필요는 없고, 대신에, 금속을 포착하는 재료를 사용하여 이온 마이그레이션을 억제하도록 한다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름>
도 6은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름을 일부 생략하여 나타내는 단면도이다. 도전성 필름(216)은 많은 부분에서 제1 실시형태의 도전성 필름(16)과 일치한다. 도 6에서 나타내는 도전성 필름(216) 중 도 2에서 나타내는 제1 실시형태의 도전성 필름(16)과 일치하는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 제2 실시형태의 도전성 필름(216) 중 제1 실시형태의 도전성 필름(16)과 상이한 부분은 수지층(274)과 금속 세선(276)에 포함되는 물질이다.
도전성 필름(216)은, 기판(72)과, 기판(72)에 적층되어, 제방부(274a)와 망 형상의 홈부(274b)를 갖는 수지층(274)과, 수지층(274)의 홈부(274b)의 내부에 마련되는 금속 세선(276)을 구비하고, 금속 세선(276)이 수지층(274)의 표층을 따라 망 형상의 전극 패턴을 형성하고 있다. 수지층(274)에는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 소정의 투명도와 가요성을 갖는 자외선 경화 수지를 사용할 수 있다. 또, 금속 세선(276)의 재료로서는, 제1 실시형태와 마찬가지로, 도전성 은 페이스트, 예를 들면 도요 잉크사 제조의 REXALPHA(등록상표) RF FS 015가 경화된 것을 사용할 수 있다. 도전성 은 페이스트 외에는 페이스트상의 구리, 은-카본, 알루미늄, 니켈, 크로뮴, 니켈-인, 카본 블랙 등이 사용 가능하다. 금속 세선(76)의 선폭은 홈부(74b)의 폭과 동일한 1μm~10μm이다. 한편, 금속 세선(76)의 폭 및 깊이는 홈부(74b)와 동일한 1μm~10μm이다.
금속을 포착하는 재료로서는, 이미다졸류, 트라이아졸류, 테트라졸류 및 트라이아자인돌리진류로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 하나의 화합물(이하, "금속 포착 재료"라고 함)을 사용할 수 있다.
이미다졸류의 구체예로서는, 2-머캅토이미다졸, 2-머캅토이미다졸-5-설폰산 나트륨, 6-나이트로벤조이미다졸 등을 들 수 있다. 트라이아졸류의 구체예로서는, 2-머캅토트라이아졸, 벤조트라이아졸, 5-메틸벤조트라이아졸, 5-나이트로벤조트라이아졸, 5-클로로벤조트라이아졸, 5-브로모벤조트라이아졸 등을 들 수 있다. 테트라졸류의 구체예로서는, 2-머캅토테트라졸, 2-머캅토테트라졸-5-설폰산 나트륨, 1-페닐-5-머캅토테트라졸 등을 들 수 있다. 트라이아자인돌리진류의 구체예로서는, 5-메틸-7-옥시-1,3,4-트라이아자인돌리진 등을 들 수 있다.
상기의 금속 포착 재료를 첨가함으로써, 이온 마이그레이션성의 면내 이방성이 저감되는 것을 알 수 있다. 본 발명자들은, 그 메커니즘으로서 이하와 같은 것을 추측하고 있다. 금속 포착 재료는 금속과 착체를 형성하여 안정화시키는 재료이다. 따라서, 금속 포착 재료를 첨가함으로써, 잉크 충전 공정 후에 제방부에 일렬로 나열되어 있던 소량의 금속 입자가 금속 포착 재료의 농도가 높은 영역에 자연스럽게 확산되어, 일렬로 나열된 상태가 완화되는 것이라고 생각하고 있다. 금속 포착 재료 부가 공정은 수지 적층 공정에 있어서 행하는 것으로도 효과가 있지만, 그 실시 시기나 첨가 방법은 특별히 한정되지 않으며, 수지층 표면 형성 공정 후에 실시해도 되고, 잉크 충전 공정에 있어서 금속 입자 함유 잉크에 첨가해도 되며, 잉크 제거 공정에서 제거액에 첨가해도 동일한 효과를 기대할 수 있다.
도전성 필름(216)은 몇 개의 제조 장치 및 제조 방법에 따라 제조 가능하다. 본 명세서에서는 4개의 제조 장치 및 제조 방법을 설명한다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (1)>
도 7은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (1)을 나타내는 도이다. 이 도전성 필름 제조 장치(300)는 많은 부분에서 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치한다. 도 7에서 나타내는 도전성 필름 제조 장치(300) 중, 도 3에서 나타내는 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치하는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 도전성 필름 제조 장치(300) 중 도전성 필름 제조 장치(100)와 상이한 부분은 수지층 적층부(320)이다.
기판 이송부(110)의 필름 반송 방향 하류측에는 수지층 적층부(320)가 배치된다. 수지층 적층부(320)는, 자외선 경화 수지에 금속 포착 재료를 첨가하는 첨가부(324)와, 액상의 자외선 경화 수지를 기판(72)의 표면에 도포함으로써 액상의 수지층(274')을 적층하는 도포부(122)를 구비한다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (1)>
도 8은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (1)을 나타내는 플로차트이다. 이 제조 공정 (1)은 많은 부분에서 제1 실시형태의 제조 공정과 일치한다. 도 8에서 나타내는 제조 공정 (1) 중, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 제조 공정과 일치하는 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 제2 실시형태의 제조 공정 (1) 중 제1 실시형태의 제조 공정과 상이한 부분은 수지층 적층 공정(스텝 S81)이 금속 포착 재료 부가 공정을 포함한다는 점에 있다. 도 8에서 나타내는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (1)을, 도 7을 적절히 참조하여 설명한다.
먼저, 기판 이송부(110)로부터 수지층 적층부(320)로 필름을 반송한다. 수지층 적층부(320)에서는, 기판(72)에 수지층(274)을 적층하는 수지층 적층 공정 및 금속 포착 재료 부가 공정을 행한다(스텝 S81). 구체적으로는, 도포부(122)의 자외선 경화 수지에 첨가부(324)의 금속 포착 재료를 첨가한 후에, 기판(72)에 금속 포착 재료를 포함하는 수지층(274')을 성막한다. 이 단계에서 수지층(274')은 경화되어 있지 않다.
수지층 적층 공정 및 금속 포착 재료 부가 공정(스텝 S81) 후의 각 공정, 즉 수지층 표면 형성 공정(스텝 S82)부터 세정 공정(스텝 S86)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 수지층 표면 형성 공정(스텝 S52)부터 세정 공정(스텝 S56)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (2)>
도 9는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (2)를 나타내는 도이다. 이 도전성 필름 제조 장치(400)는 많은 부분에서 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치한다. 도 9에서 나타내는 도전성 필름 제조 장치(400) 중, 도 3에서 나타내는 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치하는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 도전성 필름 제조 장치(400) 중 도전성 필름 제조 장치(100)와 상이한 부분은 금속 포착 재료 부가부(440)이다.
수지층 표면 형성부(130)의 필름 반송 방향 하류측에는 금속 포착 재료 부가부(440)가 배치된다. 금속 포착 재료 부가부(440)는, 표면 처리 장치(442)로 수지층(274)의 표면에 금속 포착 재료를 피막한다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (2)>
도 10은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (2)를 나타내는 플로차트이다. 이 제조 공정 (2)는 많은 부분에서 제1 실시형태의 제조 공정과 일치한다. 도 10에서 나타내는 제조 공정 (2) 중, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 제조 공정과 일치하는 부분에 대해서는 설명을 생략한다. 제2 실시형태의 제조 공정 (2) 중 제1 실시형태의 제조 공정과 상이한 부분은 금속 포착 재료 부가 공정(스텝 S103)이 더해진 점에 있다. 도 10에서 나타내는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (2)를, 도 9를 적절히 참조하여 설명한다.
수지층 적층 공정(스텝 S101)부터 수지층 표면 형성 공정(스텝 S102)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 수지층 적층 공정(스텝 S51)부터 수지층 표면 형성 공정(스텝 S52)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
수지층 표면 형성 공정(스텝 S102)이 종료되면, 수지층 표면 형성부(130)로부터 금속 포착 재료 부가부(440)로 필름을 반송한다. 금속 포착 재료 부가부(440)에서는, 수지층(274)의 표면, 즉 제방부(274a)의 표면 및 홈부(274b)의 바닥면과 측벽면에 금속 포착 재료를 피막하는 금속 포착 재료 부가 공정(스텝 103)을 행한다.
금속 포착 재료 부가 공정(스텝 S103) 후의 각 공정, 즉 잉크 충전 공정(스텝 S104)부터 세정 공정(스텝 S107)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 잉크 충전 공정(스텝 S53)부터 세정 공정(스텝 S56)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (3)>
도 11은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (3)을 나타내는 도이다. 이 도전성 필름 제조 장치(500)는 많은 부분에서 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치한다. 도 11에서 나타내는 도전성 필름 제조 장치(500) 중, 도 3에서 나타내는 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치하는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 도전성 필름 제조 장치(500) 중 도전성 필름 제조 장치(100)와 상이한 부분은 잉크 제거부(550)이다.
잉크 충전부(140)의 필름 반송 방향 하류측에는 잉크 제거부(550)가 배치된다. 잉크 제거부(550)는, 수지층(274)의 제방부(274a)에 잔류한 잉크(276')를 제거하는 제2 스퀴지 블레이드(152)와, 제2 스퀴지 블레이드(152)를 유지하는 제2 스퀴지 홀더(154)를 갖는다. 제2 스퀴지 블레이드(152)의 선단으로서 수지층(274)과 접촉하는 부분에는 도포 부재(556)가 마련된다. 도포 부재(556)는 금속 포착 재료를 포함한다. 예를 들면, 1질량%의 금속 포착 재료를 용해시킨 용매(IPA)를 면제(綿製)의 천에 스며들게 하고, 그 천을 도포 부재(556)로서, 제2 스퀴지 블레이드(152)에 감을 수 있다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (3)>
도 12는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (3)을 나타내는 플로차트이다. 이 제조 공정 (3)은 많은 부분에서 제1 실시형태의 제조 공정과 일치한다. 도 12에서 나타내는 제조 공정 (3) 중, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 제조 공정과 일치하는 부분의 설명을 생략한다. 제2 실시형태의 제조 공정 (3) 중 제1 실시형태의 제조 공정과 상이한 부분은 잉크 제거 공정(스텝 S124)이 금속 포착 재료 부가 공정을 포함하는 점에 있다. 도 12에서 나타내는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (3)을, 도 11을 적절히 참조하여 설명한다.
수지층 적층 공정(스텝 S121)부터 잉크 충전 공정(스텝 S123)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 수지층 적층 공정(스텝 S51)부터 잉크 충전 공정(스텝 S53)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
잉크 충전 공정(스텝 S123)이 종료되면, 잉크 충전부(140)로부터 잉크 제거부(550)로 필름을 반송한다. 잉크 제거부(550)에서는, 금속 포착 재료를 포함하는 처리액을 도포 부재(556)에 함침시킨 후에, 제2 스퀴지 블레이드(152)에 의하여 수지층(274)의 표면을 문지른다. 이렇게 하여 수지층(274)의 표면으로부터 잉크(276')를 제거하는 잉크 제거 공정 및 금속 포착 재료 부가 공정을 행하며, 동시에, 수지층(274)의 표면 및 홈부(274b) 내의 잉크(276')에 금속 포착 재료를 포함시키는 처리를 행한다(스텝 S124).
잉크 제거 공정 및 금속 포착 재료 부가 공정(스텝 S124) 후의 각 공정, 즉 잉크 경화 공정(스텝 S125)부터 세정 공정(스텝 S126)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 잉크 경화 공정(스텝 S55)부터 세정 공정(스텝 S56)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (4)>
도 13은 제2 실시형태에 관한 도전성 필름 제조 장치 (4)를 나타내는 도이다. 이 도전성 필름 제조 장치(600)는 많은 부분에서 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치한다. 도 13에서 나타내는 도전성 필름 제조 장치(600) 중, 도 3에서 나타내는 제1 실시형태의 도전성 필름 제조 장치(100)와 일치하는 부분에 대해서는 동일 부호를 붙여 그 설명을 생략한다. 도전성 필름 제조 장치(600) 중 도전성 필름 제조 장치(100)와 상이한 부분은 잉크 충전부(640)이다.
수지층 표면 형성부(130)의 필름 반송 방향 하류측에는 잉크 충전부(640)가 배치된다. 잉크 충전부(640)는, 제1 실시형태의 잉크 충전부(140)와 마찬가지로, 잉크 공급부(142)와 스퀴지부(144)를 구비하는 것 외에, 첨가부(646)를 구비한다. 첨가부(646)는, 잉크 공급부(142)로부터 수지층(274)의 표면에 공급되는 잉크(276')에 금속 포착 재료를 첨가한다.
<제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (4)>
도 14는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 공정 (4)를 나타내는 플로차트이다. 이 제조 공정 (4)는 많은 부분에서 제1 실시형태의 제조 공정과 일치한다. 도 14에서 나타내는 제조 공정 (4) 중, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 제조 공정과 일치하는 부분의 설명을 생략한다. 제2 실시형태의 제조 공정 (4) 중 제1 실시형태의 제조 공정과 상이한 부분은 잉크 충전 공정(스텝 S143)이 금속 포착 재료 부가 공정을 포함한다는 점에 있다. 도 14에서 나타내는 제2 실시형태에 관한 도전성 필름의 제조 방법 (4)를, 도 13을 적절히 참조하여 설명한다.
수지층 적층 공정(스텝 S141)부터 수지층 표면 형성 공정(스텝 S142)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 수지층 적층 공정(스텝 S51)부터 수지층 표면 형성 공정(스텝 S52)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
수지층 표면 형성 공정(스텝 S142)이 종료되면, 수지층 표면 형성부(130)로부터 잉크 충전부(640)로 필름을 반송한다. 잉크 충전부(640)에서는, 첨가부(646)의 금속 포착 재료를 잉크 공급부(142)의 잉크에 첨가하여 금속 포착 재료를 포함하는 잉크(276')를 제작하고, 그 잉크(276')를 수지층(274)의 표면에 공급한다. 그리고, 잉크 공급 위치보다 필름 반송 방향 하류측에 있어서 제1 스퀴지 블레이드(146)를, 그 선단의 폭 방향이 필름 반송 방향과 직교하도록 배치하고, 또한 선단을 수지층(274)의 표면, 엄밀하게는 제방부(274a)의 표면에 소정압으로 접촉시킨다. 그러면, 필름의 반송에 따라, 상대적으로, 제1 스퀴지 블레이드(146)가 수지층(274)에 대하여 필름 반송 방향과 반대 방향으로 이동하게 된다. 이와 같이 하여 제1 스퀴지 블레이드(146)를 수지층(274)의 표면에서 슬라이딩시킴으로써, 제방부(274a)를 문질러 잉크(276')를 제거하면서, 홈부(274b)에 잉크(276')를 충전한다(스텝 S143).
잉크 충전 공정 및 금속 포착 재료 부가 공정(스텝 S143) 후의 각 공정, 즉 잉크 제거 공정(스텝 S144)부터 세정 공정(스텝 S146)까지의 각 공정은, 도 5에서 나타내는 제1 실시형태의 잉크 제거 공정(스텝 S54)부터 세정 공정(스텝 S56)까지의 각 공정과 실질적으로 동일하다.
이상, 제2 실시형태에 의하면, 수지층과 금속 세선 중 적어도 한쪽에 금속 포착 재료를 포함시킨다. 수지층 표면에 잔류한 금속 입자는 수지층이나 금속 세선에 포함되는 금속 포착 재료에 포착된다. 이렇게 하여 제작된 도전성 필름은 금속 포착 재료에 의하여 수지층 표면에 잔류한 금속 입자가 확산되고, 일렬로 나열되어 도전 패스를 형성하는 것을 저해하기 때문에 이온 마이그레이션이 발생하기 어렵고, 또, 이온 마이그레이션성의 이방성을 저감할 수 있다. 그와 같은 도전성 필름을 사용한 터치 패널은 오작동이 발생하기 어려워진다.
또한, 도 8, 도 10, 도 12, 및 도 14에서 나타나는 4개의 잉크 충전 공정(스텝 S83, S104, S123, S143)에 있어서 스퀴지로 수지층 표면을 문지르는 방향과, 잉크 제거 공정(스텝 S84, S105, S124, S144)에 있어서 스퀴지로 수지층 표면을 문지르는 방향을 일치시킬 필요는 없다. 그러나, 제1 실시형태와 같이 서로의 방향을 직교시키면, 이온 마이그레이션이 발생하기 더 어려워진다.
또, 도 8에서 나타내는 제조 방법 (1)의 수지층 적층 공정(스텝 S81)과, 도 10에서 나타내는 제조 방법 (2)의 금속 포착 재료 부가 공정(스텝 S103)과, 도 12에서 나타내는 제조 방법 (3)의 잉크 제거 공정(스텝 S124)과, 도 14에서 나타내는 제조 방법 (4)의 잉크 충전 공정(스텝 S143) 중 2 이상의 공정을 적절히 조합하는 것도 가능하다.
실시예
이하에, 본 발명의 실시예를 들어 본 발명을 더 구체적으로 설명한다. 또한, 이하의 실시예에 나타나는 재료, 사용량, 비율, 처리 내용, 처리 순서 등은, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의하여 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
도 15는 본 발명에 관한 전극 패턴의 평가용 샘플 패턴을 나타내는 평면도이다. x 방향과 y 방향은 서로 직교한다. 본 발명자들은 본 발명을 평가하기 위하여, 도 15에서 나타내는 평가용 전극 패턴을 형성한 평가용 도전성 필름을, 조건을 변경하여 복수 제작하고, 각각의 도전성 필름에 대하여 오작동의 평가를 행했다. 평가용 도전성 필름에 형성한 전극 패턴은 이하와 같다.
·전극 패턴 E1: 전극 패턴의 외형이 15mm×5mm의 직사각형이며, 외형의 장변이 x 방향과 평행하고, 외형의 단변이 y 방향과 평행하다.
·전극 패턴 E2: 전극 패턴의 외형이 5mm×5mm의 직사각형이며, 외형의 한 변이 x 방향과 평행하고, 상기 한 변과 직교하는 한 변이 y 방향과 평행하며, 전극 패턴 E1의 1개의 단변의 연장선 상에 한 변을 갖는다.
·전극 패턴 E3: 전극 패턴의 외형이 5mm×5mm의 직사각형이며, 외형의 한 변이 x 방향과 평행하고, 상기 한 변과 직교하는 한 변이 y 방향과 평행하며, 전극 패턴 E1의 2개의 장변의 연장선 상에 평행한 두 변을 갖는다.
·전극 패턴 E1-E2의 간격 및 전극 패턴 E1-E3의 간격은 각각 10μm이다.
·각 전극 패턴 E1, E2, 및 E3의 선폭은 5μm, 망 형상 패턴에 포함되는 셀의 피치는 200μm이다. 도 15에 있어서, 전극 패턴 E1의 기점은 오른쪽 위에 위치하고, 전극 패턴 E2의 기점은 오른쪽 아래에 위치하며, 전극 패턴 E3의 기점은 왼쪽 위에 위치하고, 각각의 기점에 망 형상 패턴의 교점이 위치하도록 설계하고 있다.
각 평가용 도전성 필름의 제작은, 대략적으로 다음과 같은 순서로 행했다. PET 기판 상에 본 명세서에 기재된 자외선 경화 수지를 적층하고, 수지층의 표면에, 국제 공개공보 제2007/034643호에 기재되는 유리 엠보스 시트로 전극 패턴 E1, E2, 및 E3과 일치하는 홈 패턴을 형성했다. 수지층의 경화 후에, 수지층 표면에 은 입자를 포함하는 페이스트를 공급하고, 스퀴지 블레이드를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시켜 홈 패턴에 은 입자를 충전하면서 자외선 경화 수지 표면에 잔류하는 은 입자를 제거하고, 그 후, 추가로 스퀴지 블레이드를 X 방향 또는 Y 방향으로 이동시켜 자외선 경화 수지 표면에 잔류하는 은 입자를 제거했다. 그리고, 페이스트를 건조시켜 전극 패턴 E1, E2, 및 E3을 형성했다. 각 실시예에 있어서 다른 부분은 이하와 같다.
[실시예 1](제1 실시형태에 상당함)
기판으로서 100μm 두께의 PET를 사용했다. 자외선 경화 수지로서 하기의 조성의 수지 조성물을 채용했다. 도 5에 기재된 공정에 따라, 먼저, 수지층 적층 공정으로서 하기 자외선 경화 수지 조성물을 PET 기판에 30μm 두께(건조막 두께)로 도포했다. 다음으로, 수지층 표면 형성 공정으로서, 미리 제작한 엠보스 시트를 자외선 경화 수지 조성물에 압압하여, 표면에 폭 5μm, 깊이 3μm의 홈부를 형성하고, 자외선으로 경화시켰다(전극 패턴은 도 15를 참조). 다음으로, 잉크 충전 공정으로서, 도요 잉크사 제조의 REXALPHA(등록상표) RF FS 015(은 페이스트)를 홈부 내에 충전했다. 다음으로, 잉크 제거 공정으로서, 에탄올을 스며들게 한 제거 부재를 스퀴지 블레이드에 장착하여, 제방부에 잔류한 잉크의 제거를 행했다. 마지막에 80℃에서 3분간 건조를 행하여, 잉크를 경화시켰다. 또한, 잉크 충전 공정에서는, x 방향 즉 전극 패턴 E1의 가로 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시키고, 잉크 제거 공정에서는, y 방향 즉 전극 패턴 E1의 세로 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
《자외선 경화 수지 조성물》
다이펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 70질량부
트라이메틸올프로페인트라이아크릴레이트 30질량부
광중합 개시제(이르가큐어(등록상표) 184(치바 스페셜티 케미컬즈(주)제)) 4질량부
아세트산 에틸 150질량부
프로필렌글라이콜모노메틸에터 150질량부
[실시예 2-1](제1 실시형태+제2 실시형태 (1)에 상당함)
실시예 1의 수지층 적층 공정 시에, 자외선 경화 수지 조성물에 1질량퍼센트의 1,2,3-벤조트라이아졸을 함유시켰다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 실시예 1과 동일하게, 잉크 충전 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시키고, 잉크 제거 시에, y 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 2-2](제1 실시형태+제2 실시형태 (2)에 상당함)
실시예 1의 잉크 충전 공정 전에, 에탄올에 대하여 0.1질량%의 2-머캅토이미다졸을 함유시켜 수지층의 표면 처리를 행했다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 실시예 1과 동일하게, 잉크 충전 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시키고, 잉크 제거 시에, y 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 2-3](제1 실시형태+제2 실시형태 (3)에 상당함)
실시예 1의 잉크 제거 공정에 있어서, 에탄올에 대하여 0.1질량%의 1-페닐-5-머캅토테트라졸을 함침시킨 제거 부재를 스퀴지 블레이드에 장착하여, 잉크 제거 처리를 행했다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 실시예 1과 동일하게, 잉크 충전 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시키고, 잉크 제거 시에, y 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 2-4](제1 실시형태+제2 실시형태 (4)에 상당함)
실시예 1의 잉크 충전 공정 시에, 은 페이스트에 1질량퍼센트의 1,2,3-벤조트라이아졸을 함유시켰다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 실시예 1과 동일하게, 잉크 충전 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시키고, 잉크 제거 시에, y 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 3-1](제2 실시형태 (1)에 상당함)
실시예 1의 수지층 적층 공정 시에, 자외선 경화 수지 조성물에 1질량퍼센트의 1,2,3-벤조트라이아졸을 함유시켰다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 잉크 충전 시와 잉크 제거 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 3-2](제2 실시형태 (2)에 상당함)
실시예 1의 잉크 충전 공정 전에, 에탄올에 대하여 0.1질량%의 2-머캅토이미다졸을 함유시켜 수지층의 표면 처리를 행했다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 잉크 충전 시와 잉크 제거 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 3-3](제2 실시형태 (3)에 상당함)
실시예 1의 잉크 제거 공정 시에, 에탄올에 대하여 0.1질량%의 1-페닐-5-머캅토테트라졸을 함침시킨 제거 부재를 제2 스퀴지 블레이드에 장착하여, 잉크 제거 처리를 행했다(금속 포착 재료 부가 공정). 또, 잉크 충전 시와 잉크 제거 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[실시예 3-4](제2 실시형태 (4)에 상당함)
실시예 1의 잉크 충전 공정 시에, 은 페이스트에 1질량퍼센트의 1,2,3-벤조트라이아졸을 함유시켰다. 또, 잉크 충전 시와 잉크 제거 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[비교예 1-1]
실시예 1의 잉크 충전 공정 시와 잉크 제거 공정 시에, x 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
[비교예 1-2]
실시예 1의 잉크 충전 공정 시와 잉크 제거 공정 시에, y 방향과 평행한 방향으로 스퀴지 블레이드를 이동시켰다.
각 실시예, 각 비교예에 있어서 제작한 도전성 필름에 대하여 전압 3V의 일정 전압을 인가하여, 전극 패턴 E1-E2 사이의 저항값의 변화와 전극 패턴 E1-E3 사이의 저항값의 변화를 각각 관측했다. 전극 패턴 E1-E2 사이의 저항값이 10MΩ을 하회한 시간(MS)을 1로 하고, 그에 대하여, 전극 패턴 E1-E3 사이의 저항값이 10MΩ을 하회한 상대 시간(ML)을 산출하고, 추가로 마이그레이션비(ML≤1의 경우는 MS/ML, ML>1의 경우는 ML/MS)를 산출했다.
또, 상기 각 실시예, 각 비교예의 조건으로 제작한 도전성 필름을 이용하여 터치 패널을 제작하고, 오작동 발생률을 조사했다.
각 실시예, 각 비교예에 있어서 제작한 도전성 필름과 동일한 제조 방법으로 제조한 도전성 필름을 패터닝하여 도 16에 나타내는 시험용 터치 패널을 제작했다. 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한 2개의 도전성 필름(16A, 16B)을 준비했다. 한쪽의 제1 도전성 필름(16A)에는, 망 형상의 금속 세선으로 이루어지는 제1 전극 패턴(36A)과 제1 단자 배선부(44a)를 패터닝했다. 제1 전극 패턴(36A)의 전극폭을 10mm, 길이를 7.5cm, 서로 인접하는 전극 사이 거리를 5mm로 하여 상방 전극으로 했다. 다른 한쪽의 제2 도전성 필름(16B)에는, 망 형상의 금속 세선으로 이루어지는 제2 전극 패턴(36B)과 제2 단자 배선부(44b)를 패터닝했다. 제1 전극 패턴(36A)과 동일하게, 제2 전극 패턴(36B)의 폭을 10mm, 길이를 7.5cm로 하고, 서로 인접하는 전극 사이 거리를 5mm로 하여 하방 전극으로 했다. 그리고, 제1 도전성 필름(16A)의 제1 단자 배선부(44a)와 제2 도전성 필름(16B)의 제2 단자 배선부(44b)는 구동 회로(32)에 접속했다. 2개의 도전성 필름(16A, 16B)을, 서로의 전극 패턴(36A, 36B)의 가로 방향이 직교하도록 배치하고, 3M(등록상표)사제의 OCA 테이프(8146) 100μm 두께에 의하여 첩합하여, 단자 부분에 FPC(Flexible printed circuits)를 접속했다. 또한, 접촉면에 보호 유리(두께 0.7mm)를 3M(등록상표)사제의 OCA 테이프(8146) 100μm 두께에 의하여 첩합하여 터치 패널을 시작(試作)했다. 제조한 터치 패널을 온도 85℃, 습도 85%의 환경하에 500h 방치했다. 고온 고습 환경으로부터 꺼낸 터치 패널을 실온으로 되돌린 후에, 터치 영역을 랜덤으로 100개소 터치하고, 터치 개소와 검출 개소에 어긋남이 발생한 경우와, 검출 자체가 되지 않은 경우를 오작동으로 하여, 오작동 비율을 구했다. 이때, 오작동 평가의 판단 기준을 다음의 A, B, 및 C와 같이 정했다. 실용 가능한 평가는 B 이상이다.
A: 오작동 비율이 1% 미만이며, 동작에 문제는 없다.
B: 오작동 비율이 1% 이상, 5% 미만이며, 동작시킬 수 있는 레벨이다.
C: 오동작 비율이 5% 이상이며, 동작에 문제가 있다.
[표 1]
Figure pct00001
표 1로부터, 실시예 1과 같이 잉크 충전 시와 잉크 제거 시의 스퀴지 이동 방향을 서로 직교시키고, 또한 금속 포착 재료를 사용한 경우, 가장 오작동이 발생하기 어려운 것을 알 수 있다. 또, 실시예 2-1~2-4와 같이 잉크 충전 시와 잉크 제거 시의 스퀴지 이동 방향을 서로 직교시키거나, 또는 실시예 3-1~3-4와 같이 금속 포착 재료를 사용하는 것만으로도 오작동 방지 효과를 기대할 수 있는 것을 알 수 있다.
<일반 도전성 필름에 있어서의 이온 마이그레이션성의 특정 방법>
통상, 터치 패널에 사용되는 도전성 필름의 전극 패턴은 다양하며, 단순하게 ML과 MS를 비교할 수 있는 패턴이 없다. 이로 인하여 ML과 MS의 비교를 올바르게 행하는 것은 어렵다. 따라서, 본 발명자들은 다음의 순서에 따라 측정하는 것으로 한다.
본 명세서에 기재된 각 실시형태와 동일하게 제방부와 홈부를 갖는 도전성 필름에 있어서, 배선이 형성되어 있지 않으며, 수지층이 마련되어 있는 영역(이후, 영역 A라고 부름)에 대하여, 이하의 작업을 하여 ML과 MS의 측정을 행한다.
먼저 이하의 공정에서 샘플을 제조한다. 도전성 필름의 표면을 덮는 보호 기판이나 수지층을 제거하여, 영역 A를 노출시킨다. 예를 들면, 도전성 필름을 40℃ 정도에서 가열하면서 도전성 필름을 덮는 OCA(Optical Clear Adhesive)와 같은 수지를 제거한다.
노출된 영역 A에 진공 증착에 의하여 도 17에서 나타내는 은 패턴을 형성한다. 즉, 길이 1cm, 폭 50μm의 2개의 직사각형의 은 패턴을, 각각의 가로 방향을 일치시킴과 함께 ML 방향과 평행시키고, 또한 서로의 단부 사이에 50μm의 간격을 마련하여, 도 17에서 나타내는 바와 같이 a-b 사이에 형성한다. 또, 길이 1cm, 폭 50μm의 2개의 직사각형의 은 패턴을, 각각의 가로 방향을 일치시킴과 함께 MS 방향과 평행시키고, 또한 서로의 단부 사이에 50μm의 간격을 마련하여, 도 17에서 나타내는 바와 같이 c-d 사이에 형성한다. 은두께는 100nm로 한다. 패턴 형성에는, 도 17의 패턴과 동일한 개구를 갖는 금속 마스크를 기판에 밀착시켜 사용한다.
외부 환경에 의한 영향을 저감하기 위하여, 3M(등록상표)사제의 OCA 테이프(8146) 100μm 두께를 첩부한다.
제조한 샘플을 85℃, 습도 85%의 환경에 설치한다. ML 방향의 이온 마이그레이션성을 측정하는 경우에는 a-b 사이에 5V의 전압을 인가하여, 저항값이 1MΩ을 하회한 시간을 기록한다. MS 방향의 이온 마이그레이션성을 측정하는 경우에는 c-d 사이에 5V의 전압을 인가하여, 저항값이 1MΩ을 하회한 시간을 기록한다. 그 기록한 시간을 각각 ML 및 MS로 하고, 마이그레이션비 ML/MS 또는 MS/ML을 산출한다.
또한, 본 발명에 관한 도전성 필름, 도전성 필름의 제조 방법 및 터치 패널은, 상술한 실시형태에 한정하지 않으며, 본 발명의 요지를 일탈하지 않고, 다양한 구성을 채용할 수 있는 것은 물론이다.
16, 216…도전성 필름
72…기판
74, 274…수지층
74a, 274a…제방부
74b, 274b…홈부
76, 276…금속 세선
100, 300, 400, 500, 600…도전성 필름 제조 장치
120, 320…수지층 적층부
130…수지층 표면 형성부
140, 640…잉크 충전부
150, 550…잉크 제거부
440…금속 포착 재료 부가부

Claims (16)

  1. 기판과,
    상기 기판에 적층되어, 표면에 제방부와 망 형상의 홈부를 갖는 수지층과,
    상기 수지층의 상기 홈부 내에 마련되는 금속 세선을 구비하고,
    상기 금속 세선이 전극 패턴을 형성하는 도전성 필름에 있어서,
    상기 전극 패턴의 가로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 ML로 하고, 상기 전극 패턴의 세로 방향의 이온 마이그레이션성을 나타내는 값을 MS로 했을 때, 상기 ML과 상기 MS 중 작은 쪽의 값에 의하여 큰 쪽의 값을 나눈 마이그레이션비가 1.0~1.4인 것을 특징으로 하는 도전성 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 ML이 상기 MS보다 작은, 도전성 필름.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 마이그레이션비가 1.0~1.2인, 도전성 필름.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지층이 금속을 포착하는 재료를 포함하는, 도전성 필름.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 세선이 금속을 포착하는 재료를 포함하는, 도전성 필름.
  6. 청구항 4 또는 청구항 5에 있어서,
    상기 금속을 포착하는 재료가, 트라이아졸류, 이미다졸류, 테트라졸류, 트라이아자인돌리진류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는, 도전성 필름.
  7. 기판에 수지층을 적층하는 수지층 적층 공정과,
    상기 수지층의 표면에 제방부와 망 형상의 홈부를 형성하는 수지층 표면 형성 공정과,
    상기 수지층의 표면에 금속 입자를 함유하는 잉크를 공급한 후에 상기 수지층의 표면을 따라 잉크 도포 부재를 슬라이딩시켜 상기 홈부 내에 상기 잉크를 충전하는 잉크 충전 공정과,
    상기 수지층의 표면을 따라 잉크 제거 부재를 슬라이딩시켜 상기 제방부에 잔류한 상기 잉크를 제거하는 잉크 제거 공정을 갖는 도전성 필름의 제조 방법에 있어서,
    상기 잉크 충전 공정에서 상기 잉크 도포 부재를 슬라이딩시키는 방향과, 상기 잉크 제거 공정에서 상기 잉크 제거 부재를 슬라이딩시키는 방향이 서로 다른 방향인 것을 특징으로 하는 도전성 필름의 제조 방법.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 잉크 충전 공정에서 상기 잉크 도포 부재를 슬라이딩시키는 방향과, 상기 잉크 제거 공정에서 상기 잉크 제거 부재를 슬라이딩시키는 방향이 직교하는, 도전성 필름의 제조 방법.
  9. 청구항 7 또는 청구항 8에 있어서,
    상기 잉크 충전 공정에서 상기 잉크 도포 부재를 슬라이딩시키는 방향이, 전극 패턴의 가로 방향과 평행한, 도전성 필름의 제조 방법.
  10. 기판에 수지층을 적층하는 수지층 적층 공정과,
    상기 수지층의 표면에 제방부와 망 형상의 홈부를 형성하는 수지층 표면 형성 공정과,
    상기 수지층의 표면에 금속 입자를 함유하는 잉크를 공급한 후에 상기 수지층의 표면을 따라 잉크 도포 부재를 슬라이딩시켜 상기 홈부 내에 상기 잉크를 충전하는 잉크 충전 공정과,
    상기 수지층의 표면을 따라 잉크 제거 부재를 슬라이딩시켜 상기 제방부에 잔류한 상기 잉크를 제거하는 잉크 제거 공정을 갖는 도전성 필름의 제조 방법에 있어서,
    금속을 포착하는 재료를 부가하는 금속 포착 재료 부가 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 도전성 필름의 제조 방법.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속 포착 재료 부가 공정은, 상기 수지층 적층 공정의 일부로서, 상기 금속을 포착하는 재료를 상기 수지층에 포함시키는 공정을 갖는, 도전성 필름의 제조 방법.
  12. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속 포착 재료 부가 공정은, 상기 홈부 형성 공정 후에, 상기 금속을 포착하는 재료를 포함하는 처리액에 의하여 상기 수지층의 표면을 처리하는 공정인, 도전성 필름의 제조 방법.
  13. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속 포착 재료 부가 공정은, 상기 잉크 제거 공정의 일부로서, 상기 금속을 포착하는 재료를 함유하는 처리액을 함침시킨 상기 잉크 제거 부재를 사용하는 공정인, 도전성 필름의 제조 방법.
  14. 청구항 10에 있어서,
    상기 금속 포착 재료 부가 공정은, 상기 잉크 충전 공정의 일부로서, 상기 금속을 포착하는 재료를 상기 잉크에 포함시키는 공정인, 도전성 필름의 제조 방법.
  15. 청구항 11 내지 청구항 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속을 포착하는 재료가, 트라이아졸류, 이미다졸류, 테트라졸류, 트라이아자인돌리진류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료를 포함하는, 도전성 필름의 제조 방법.
  16. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 도전성 필름을 갖는 터치 패널.
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