KR20200098641A - 터치 센서 패널용 투명 필름 기재 및 그것을 이용한 터치 센서 패널 - Google Patents

터치 센서 패널용 투명 필름 기재 및 그것을 이용한 터치 센서 패널 Download PDF

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다카시 사쿠라이
사토시 오카모토
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스미또모 가가꾸 가부시키가이샤
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Abstract

이하의 구성에 의해, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성이 우수한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재를 제공한다. 즉 본 발명은, 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 함유하고, 황색도가 5 이하이며, 두께 방향 위상차(Rth)가 200㎚ 이하이고, 광탄성 계수의 절대값이 30×10-12Pa-1 이하이며, 선팽창 계수가 50ppm/℃ 이하인, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재에 관한 것이다. 또한 본 발명은, 당해 터치 센서 패널용 투명 필름 기재와, 당해 터치 센서 패널용 투명 필름 기재 상에 형성된, 검출 소자를 가지는 소자층을, 구비하는 터치 센서 패널에 관한 것이다.

Description

터치 센서 패널용 투명 필름 기재 및 그것을 이용한 터치 센서 패널
본 발명은 터치 센서 패널용 투명 필름 기재(基材) 및 그것을 이용한 터치 센서 패널에 관한 것이다.
종래, 터치 패널의 기재 재료로서 유리가 이용되어 왔다. 그러나, 유리는 깨지기 쉽다, 무겁다 등의 결점이 있음과 함께, 근래의 터치 패널의 박형화 및 경량화나 플렉시블화에 관하여, 충분한 재질을 가지고 있지 않았다. 그 때문에, 유리를 대신하는 터치 패널의 기재 재료로서, 폴리이미드 필름 등의 수지 필름의 사용이 검토되고 있다.
폴리이미드 필름에 이용되는 폴리이미드는, 내열성, 치수 안정성이 우수한 수지로 알려져 있다. 특히, 방향족 테트라카르본산 이무수물과 방향족 디아민류와의 중축합 반응에 의해 얻어지는 방향족 폴리이미드는, 400℃ 이상의 고온 조건 하에 있어서도 사용할 수 있음과 함께, 우수한 치수 안정성을 가지고 있다. 그러나, 방향족 폴리이미드는 일반적으로 연황색 내지 황색으로 착색하고 있기 때문에, 투명성이 필요한 전자 디바이스 등의 재료 등의 용도(예를 들면, 터치 센서 패널 등의 투명 전극용의 기판 필름의 재료 등)로의 응용에 적합하지 않았다. 그 때문에, 이러한 투명성이 필요한 용도에도 응용할 수 있도록, 투명성이 우수한 지방족 폴리이미드의 검토가 진척되고 있고, 지방족 폴리이미드로 이루어지는 기판 필름을 이용한 도전성 적층체 등이 개발되고 있다. 예를 들면 특허문헌 1에는, 지방족 폴리이미드로 이루어지는 기판 상에 투명 도전성 박막이 적층된, 투명성, 내열성 등이 우수한 투명 도전성 필름이 개시되어 있다.
일본공개특허 특개2004-111152호 공보
그러나, 상술한 바와 같은 종래의 폴리이미드 필름은, 굴곡 시의 시인성에 문제가 있어, 플렉시블한 터치 패널의 기재로서 이용하기에는 충분한 특성을 가지고 있지 않았다. 또한, 터치 패널의 기재에는, 내열성 및 내용제성 등의 터치 패널 제조 시의 프로세스 특성이 우수한 것도 요구된다.
본 발명은 이와 같은 사정을 고려하여 이루어진 것으로서, 굴곡 시의 시인성 및 터치 패널 제조 시의 프로세스 특성이 우수한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재, 및 그것을 이용한 터치 센서 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 함유하고, 황색도가 5 이하이며, 두께 방향 위상차(Rth)가 200㎚ 이하이고, 광탄성 계수의 절대값이 30×10-12Pa-1 이하이며, 선팽창 계수가 50ppm/℃ 이하인, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재를 제공한다.
상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재에 의하면, 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 함유함과 함께, 황색도, 두께 방향 위상차(Rth), 광탄성 계수의 절대값, 및 선팽창 계수가 상기 범위 내인 것에 의해, 굴곡 시의 시인성, 및, 내열성 및 내용제성 등의 터치 패널 제조 시의 프로세스 특성이 우수한 것이 된다. 특히, 굴곡 시의 우수한 시인성은, 예를 들면 필름 기재의 투명성이 높은 것만으로는 얻는 것이 곤란하다. 이에 대하여, 상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재에 있어서는, 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 병용함과 함께, 황색도, 두께 방향 위상차(Rth) 및 광탄성 계수의 절대값을 소정의 범위로 함으로써, 굴곡 시의 콘트라스트 변화 및 색상 변화를 충분히 억제하고, 그 결과, 우수한 시인성을 실현할 수 있다. 또한, 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 병용함과 함께, 선팽창 계수를 소정의 범위로 함으로써, 우수한 프로세스 특성도 얻을 수 있다.
상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재는, 광탄성 계수의 절대값이 23×10-12Pa-1 이하일 수 있다. 광탄성 계수의 절대값이 23×10-12Pa-1 이하이면, 응력에 의한 필름의 위상차 변화가 보다 작고, 광의 투과 특성이 보다 변화하기 어려워지기 때문에, 투명 필름 기재는, 굴곡 시의 보다 우수한 시인성을 얻을 수 있다.
상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재에 있어서, 상기 무기 성분은, 규소 원자를 포함하는 규소 재료일 수 있다. 또한, 상기 규소 재료는, 실리카 입자를 포함할 수 있다. 무기 성분이 규소 원자를 포함하는 규소 재료인 것에 의해, 또한, 실리카 입자를 포함하는 것에 의해, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성을 보다 향상시킬 수 있다.
상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재에 있어서, 상기 무기 성분의 함유량은, 투명 필름 기재의 고형분 전량을 기준으로 30∼60질량%일 수 있다. 무기 성분의 함유량이 상기 범위이면, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재는, 투명성, 굴곡성, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성이 보다 우수한 것이 된다.
상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재는, 두께가 20∼50㎛일 수 있다. 투명 필름 기재의 두께가 상기 범위 내이면, 투명성, 굴곡성, 굴곡 시의 시인성 및 터치 패널 제조 시의 프로세스 특성이 보다 우수한 것이 된다.
상기 터치 센서 패널용 투명 필름 기재에 있어서, 면 내 위상차(R0)는 20㎚ 이하일 수 있다. 면 내 위상차(R0)가 상기 범위이면, 굴곡 시의 시인성을 보다 양호하게 할 수 있다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명의 터치 센서 패널용 투명 필름 기재와, 당해 터치 센서 패널용 투명 필름 기재 상에 형성된, 검출 소자를 가지는 소자층을, 구비하는 터치 센서 패널을 제공한다. 이러한 터치 센서 패널은, 굴곡했을 때에 굴곡부의 콘트라스트 변화 및 색상 변화가 충분히 억제되고, 시인성이 우수한 것이 된다.
본 발명에 의하면, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성이 우수한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재, 및 그것을 이용한 터치 센서 패널을 제공할 수 있다.
도 1은, 터치 센서 패널을 구비한 표시 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다.
이하, 본 발명을 그 적합한 실시형태에 의거하여 상세하게 설명한다.
[터치 센서 패널용 투명 필름 기재]
본 실시형태에 관련되는 터치 센서 패널용 투명 필름 기재(이하, 간단히 「투명 필름 기재」라고도 함)는, 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 함유하고, 황색도가 5 이하이며, 두께 방향 위상차(Rth)가 200㎚ 이하이고, 광탄성 계수의 절대값이 30×10-12Pa-1 이하이며, 선팽창 계수가 50ppm/℃ 이하인 것이다. 또한, 투명 필름 기재의 면 내 위상차(R0)는 20㎚ 이하인 것이 바람직하다.
투명 필름 기재의 황색도(YI값)는, JIS K 7373:2006에 준거하여 구할 수 있다. 본 실시형태에 관련되는 투명 필름 기재의 황색도는, 5 이하이고, 바람직하게는 3 이하이다. 황색도가 5 이하임으로써, 투명 필름 기재는, 굴곡 시의 우수한 시인성을 얻을 수 있다.
투명 필름 기재의 두께 방향 위상차(Rth)는, 필름면 내의 1방향의 굴절률을 Nx, Nx와 직교하는 방향의 굴절률을 Ny, 필름의 두께 방향의 굴절률을 Nz, 필름의 두께를 d(㎚)로 하여, (A)식으로 계산된다. 여기서, Nx는 지상축(遲相軸) 방향의 굴절률, Ny는 진상축(進相軸) 방향의 굴절률이고, Nx>Ny를 충족한다.
Rth={(Nx+Ny)/2-Nz}×d(㎚) …(A)
투명 필름 기재의 면 내 위상차(R0)는, 필름면 내의 1개의 방향의 굴절률을 Nx, Nx와 직교하는 방향의 굴절률을 Ny, 필름의 두께를 d(㎚)로 하여, (B)식으로 계산된다. 여기서, Nx는 지상축 방향의 굴절률, Ny는 진상축 방향의 굴절률이고, Nx>Ny를 충족한다.
R0=(Nx-Ny)×d(㎚) …(B)
투명 필름 기재의 Rth는, 오우지계측기기(주)제의 위상차 측정 장치(상품명:KOBRA)에 의해 측정할 수 있다. 본 실시형태에 관련되는 투명 필름 기재의 두께 방향 위상차(Rth)는, 200㎚ 이하이고, 190㎚ 이하인 것이 바람직하며, 150㎚ 이하인 것이 보다 바람직하고, 120㎚ 이하인 것이 더 바람직하며, 50㎚ 이하인 것이 특히 바람직하고, 40㎚ 이하인 것이 극히 바람직하다. 두께 방향 위상차(Rth)가 200㎚ 이하임으로써, 굴곡 시의 우수한 시인성을 얻을 수 있다. 투명 필름 기재의 Rth는, 제막(製膜) 프로세스의 관점에서, 30㎚ 이상이어도 되고, 50㎚보다 커도 되며, 100㎚ 이상이어도 된다.
투명 필름 기재의 광탄성 계수의 절대값은, 투명 필름 기재에 건 응력과 복굴절의 관계로부터 구해진다. 여기서, 광탄성이란, 등방성의 물질에 외력을 가하여 내부에 응력을 일으키게 하면, 광학적 이방성을 띠고, 복굴절을 나타내는 현상을 말한다. 물질에 작용하는 응력(단위 면적당의 힘)을 σ라고 하고, 복굴절을 Δn이라고 한 경우에, 응력(σ)과 복굴절(Δn)은, 이론적으로는 비례 관계에 있어, Δn=Cσ로 나타낼 수 있고, 이 C가 광탄성 계수이다. 환언하면, 물질에 작용하는 응력(σ)을 가로축에 택하고, 그 응력이 작용했을 때의 물질의 복굴절(Δn)을 세로축에 택하면, 이론적으로는 양자의 관계는 직선이 되고, 이 직선의 구배가 광탄성 계수(C)이다. 투명 필름 기재의 광탄성 계수는, 오우지계측기기사제의 위상차 측정 장치(상품명:KOBRA)에 의해 측정할 수 있다. 본 실시형태에 관련되는 투명 필름 기재의 광탄성 계수의 절대값은, 30×10-12Pa-1 이하이고, 바람직하게는 29×10-12Pa-1 이하이며, 보다 바람직하게는 25×10-12Pa-1 이하이고, 더 바람직하게는 23×10-12Pa-1 이하이며, 특히 바람직하게는 20×10-12Pa-1 이하이다. 광탄성 계수의 절대값이 30×10-12Pa-1 이하이면, 응력에 의한 필름의 위상차 변화가 작고, 광의 투과 특성이 변화하기 어려워지기 때문에, 투명 필름 기재는, 굴곡 시의 우수한 시인성을 얻을 수 있다. 또한, 본 실시형태에 관련되는 투명 필름 기재의 광탄성 계수의 절대값은, 0Pa-1 이상일 수 있고, 바람직하게는 0.1×10-12Pa-1 이상이며, 보다 바람직하게는 1×10-12Pa-1 이상이고, 더 바람직하게는 10×10-12Pa-1 이상이며, 특히 바람직하게는 14×10-12Pa-1 이상이고, 극히 바람직하게는 15×10-12Pa-1 이상이다. 광탄성 계수의 절대값이 0.1×10-12Pa-1 이상인 투명 필름 기재는, 공업적으로 생산하기 쉬움과 함께, 보다 우수한 굴곡성이 얻어지기 쉽다.
투명 필름 기재의 광탄성 계수의 절대값을 30×10-12Pa-1 이하로 조정하는 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 용매 가용성의 폴리이미드계 고분자를 이용하거나, 투명 필름 기재의 탄성률을 높게 하거나, 무기 입자의 함유량을 늘림으로써, 투명 필름 기재의 광탄성 계수의 절대값을 낮출 수 있다.
투명 필름 기재의 선팽창 계수는, JIS K7197에 준거하여, 임의의 온도 범위에 있어서의 평균 선팽창 계수(평균 선팽창률이라고도 함)로서 측정되는 값이다. 본 실시형태의 선팽창 계수는, 90∼150℃의 온도 범위에 있어서의 값으로 한다. 본 실시형태에 관련되는 투명 필름 기재의 선팽창 계수는, 50ppm/℃ 이하이고, 바람직하게는 40ppm/℃ 이하이다. 선팽창 계수가 50ppm/℃ 이하임으로써, 투명 필름 기재는, 터치 패널 제조 시의 우수한 프로세스 특성을 얻을 수 있다.
(폴리이미드계 고분자)
투명 필름 기재는 폴리이미드계 고분자를 함유한다. 투명 필름 기재에 있어서, 폴리이미드계 고분자의 함유량은, 투명 필름 기재 전량을 기준으로, 40질량% 이상일 수 있고, 40∼70질량%인 것이 바람직하며, 45∼65질량%인 것이 보다 바람직하고, 50∼60질량%인 것이 더 바람직하다. 이에 의해, 투명 필름 기재는, 투명성, 굴곡성, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성이 보다 우수한 것이 된다.
본 명세서에 있어서, 폴리이미드계 고분자란, 식(PI), 식(a), 식(a') 또는 식(b)로 나타내어지는 반복 구조 단위를 적어도 1종 포함하는 중합체를 의미한다. 그 중에서도, 식(PI)로 나타내어지는 반복 구조 단위가, 폴리이미드계 고분자의 주된 구조 단위이면, 투명 필름 기재의 강도 및 투명성의 관점에서 바람직하다. 식(PI)로 나타내어지는 반복 구조 단위는, 폴리이미드계 고분자의 전체 반복 구조 단위를 기준으로, 바람직하게는 40몰% 이상이고, 보다 바람직하게는 50몰% 이상이며, 더 바람직하게는 70몰% 이상이고, 특히 바람직하게는 90몰% 이상이며, 특히 더 바람직하게는 98몰% 이상이다.
Figure pct00001
식(PI) 중의 G는 4가의 유기기를 나타내고, A는 2가의 유기기를 나타낸다. 식(a) 중의 G2는 3가의 유기기를 나타내고, A2는 2가의 유기기를 나타낸다. 식(a') 중의 G3은 4가의 유기기를 나타내고, A3은 2가의 유기기를 나타낸다. 식(b) 중의 G4 및 A4는, 각각 2가의 유기기를 나타낸다.
식(PI) 중, G로 나타내어지는 4가의 유기기의 유기기(이하, G의 유기기라고 하는 경우가 있음)는, 비환식 지방족기, 환식 지방족기, 및 방향족기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 기를 들 수 있다. 투명 필름 기재의 투명성 및 굴곡성의 관점에서, G는, 4가의 환식 지방족기 및 4가의 방향족기인 것이 바람직하다. 방향족기로서는, 단환식 방향족기, 축합 다환식 방향족기, 및 방향족기가 직접 또는 결합기에 의해 상호 연결된 비축합 다환식 방향족기 등을 들 수 있다. 투명 필름 기재의 투명성 및 착색의 억제의 관점에서, G의 유기기는, 환식 지방족기, 불소계 치환기를 가지는 환식 지방족기, 불소계 치환기를 가지는 단환식 방향족기, 불소계 치환기를 가지는 축합 다환식 방향족기 또는 불소계 치환기를 가지는 비축합 다환식 방향족기여도 된다. 본 명세서에 있어서 불소계 치환기란, 불소 원자를 포함하는 기를 의미한다. 불소계 치환기는, 바람직하게는 플루오로기(불소 원자, -F) 및 퍼플루오로알킬기이고, 더 바람직하게는 플루오로기 및 트리플루오로메틸기이다.
보다 구체적으로는, G의 유기기는, 예를 들면, 포화 또는 불포화 시클로알킬기, 포화 또는 불포화 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 헤테로알킬아릴기, 및 이들 중의 임의의 2개의 기(동일해도 됨)를 가지고 이들이 직접 또는 결합기에 의해 상호 연결된 기로부터 선택된다. 결합기로서는, -O-, 탄소수 1∼10의 알킬렌기, -SO2-, -CO- 또는 -CO-NR-(R은, 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소수 1∼3의 알킬기 또는 수소 원자를 나타냄)을 들 수 있다.
G로 나타내어지는 4가의 유기기의 탄소수는 통상 2∼32이고, 바람직하게는 4∼15이며, 보다 바람직하게는 5∼10이고, 더 바람직하게는 6∼8이다. G의 유기기가 환식 지방족기 및 방향족기인 경우, 이들의 기를 구성하는 탄소 원자 중의 적어도 1개가 헤테로 원자에 의해 치환되어 있어도 된다. 헤테로 원자로서는, O, N 또는 S를 들 수 있다.
G의 구체예로서는, 식(20), 식(21), 식(22), 식(23), 식(24), 식(25) 및 식(26)으로 나타내어지는 기를 들 수 있다. 식 중의 *은 결합손을 나타낸다. 식(26) 중의 Z는, 단결합, -O-, -CH2-, -C(CH3)2-, -Ar-O-Ar-, -Ar-CH2-Ar-, -Ar-C(CH3)2-Ar- 또는 -Ar-SO2-Ar-을 나타낸다. Ar은 탄소수 6∼20의 아릴기를 나타내고, 예를 들면 페닐렌기를 들 수 있다. 이러한 기의 수소 원자 중 적어도 1개가, 불소계 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
Figure pct00002
식(PI) 중, A로 나타내어지는 2가의 유기기의 유기기(이하, A의 유기기라고 하는 경우가 있음)는, 비환식 지방족기, 환식 지방족기 및 방향족기로 이루어지는 군으로부터 선택되는 2가의 유기기를 들 수 있다. A로 나타내어지는 2가의 유기기는, 2가의 환식 지방족기 및 2가의 방향족기인 것이 바람직하다. 방향족기로서는, 단환식 방향족기, 축합 다환식 방향족기, 및 2 이상의 방향족환을 가지고 그들이 직접 또는 결합기에 의해 상호 연결된 비축합 다환식 방향족기를 들 수 있다. 투명 필름 기재의 투명성 및 착색의 억제의 관점에서, A의 유기기에는, 불소계 치환기가 도입되어 있는 것이 바람직하다.
보다 구체적으로는, A의 유기기는, 예를 들면, 포화 또는 불포화 시클로알킬기, 포화 또는 불포화 헤테로시클로알킬기, 아릴기, 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 헤테로알킬아릴기, 및 이들 중의 임의의 2개의 기(동일해도 됨)를 가지고 그들이 직접 또는 결합기에 의해 상호 연결된 기로부터 선택된다. 헤테로 원자로서는, O, N 또는 S를 들 수 있고, 결합기로서는, -O-, 탄소수 1∼10의 알킬렌기, -SO2-, -CO- 또는 -CO-NR-(R은 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소수 1∼3의 알킬기 또는 수소 원자를 나타냄)을 들 수 있다.
A로 나타내어지는 2가의 유기기의 탄소수는, 통상 2∼40이고, 바람직하게는 5∼32이며, 보다 바람직하게는 12∼28이고, 더 바람직하게는 24∼27이다.
A의 구체예로서는, 식(30), 식(31), 식(32), 식(33) 및 식(34)로 나타내어지는 기를 들 수 있다. 식 중의 *은 결합손을 나타낸다. Z1∼Z3은, 각각 독립적으로, 단결합, -O-, -CH2-, -C(CH3)2-, -SO2-, -CO- 또는 -CO-NR-(R은 메틸기, 에틸기, 프로필기 등의 탄소수 1∼3의 알킬기 또는 수소 원자를 나타냄)을 나타낸다. 하기의 기에 있어서, Z1과 Z2, 및, Z2와 Z3은, 각각, 각 환에 대하여 메타 위치 또는 파라 위치에 있는 것이 바람직하다. 또한, Z1과 말단의 단결합, Z2와 말단의 단결합, 및 Z3과 말단의 단결합은, 각각 메타 위치 또는 파라 위치에 있는 것이 바람직하다. A의 1개의 예는, Z1 및 Z3이 -O-이고, 또한, Z2가 -CH2-, -C(CH3)2- 또는 -SO2-이다. 이러한 기의 수소 원자의 1개 또는 2개 이상이, 불소계 치환기에 의해 치환되어 있어도 된다.
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A 및 G의 적어도 일방은, 이들을 구성하는 수소 원자 중의 적어도 1개의 수소 원자가, 불소계 치환기, 수산기, 술폰기, 탄소수 1∼10의 알킬기 등으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 관능기에 의해 치환되어 있어도 된다. 또한, A의 유기기 및 G의 유기기가 각각 환식 지방족기 또는 방향족기인 경우에, A 및 G의 적어도 일방이 불소계 치환기를 가지는 것이 바람직하고, A 및 G의 양방이 불소계 치환기를 가지는 것이 보다 바람직하다.
식(a) 중의 G2는 3가의 유기기이다. 이 유기기는, 3가인 점 이외에는, 식(PI) 중의 G의 유기기와 마찬가지의 기로부터 선택할 수 있다. G2의 예로서는, G의 구체예로서 들어진 식(20), 식(21), 식(22), 식(23), 식(24), 식(25) 및 식(26)으로 나타내어지는 기의 4개의 결합손 중, 어느 1개가 수소 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 식(a) 중의 A2는, 식(PI) 중의 A와 마찬가지의 기로부터 선택할 수 있다.
식(a') 중의 G3은, 식(PI) 중의 G와 마찬가지의 기로부터 선택할 수 있다. 식(a') 중의 A3은, 식(PI) 중의 A와 마찬가지의 기로부터 선택할 수 있다.
식(b) 중의 G4는 2가의 유기기이다. 이 유기기는, 2가의 기인 점 이외에는, 식(PI) 중의 G의 유기기와 마찬가지의 기로부터 선택할 수 있다. G4의 예로서는, G의 구체예로서 들어진 식(20), 식(21), 식(22), 식(23), 식(24), 식(25) 및 식(26)으로 나타내어지는 기의 4개의 결합손 중 어느 2개가 수소 원자로 치환된 기를 들 수 있다. 식(b) 중의 A4는, 식(PI) 중의 A와 마찬가지의 기로부터 선택할 수 있다.
투명 필름 기재에 포함되는 폴리이미드계 고분자는, 디아민류와, 테트라카르본산 화합물(산 클로라이드 화합물 및 테트라카르본산 이무수물 등의 테트라카르본산 화합물 유연체(類緣體)를 포함함) 또는 트리카르본산 화합물(산 클로라이드 화합물 및 트리카르본산 무수물 등의 트리카르본산 화합물 유연체를 포함함)의 적어도 1종류를 중축합함으로써 얻어지는 축합형 고분자여도 된다. 또한 디카르본산 화합물(산 클로라이드 화합물 등의 유연체를 포함함)을 중축합시켜도 된다. 식(PI) 또는 식(a')로 나타내어지는 반복 구조 단위는, 통상, 디아민류 및 테트라카르본산 화합물로부터 유도된다. 식(a)로 나타내어지는 반복 구조 단위는, 통상, 디아민류 및 트리카르본산 화합물로부터 유도된다. 식(b)로 나타내어지는 반복 구조 단위는, 통상, 디아민류 및 디카르본산 화합물로부터 유도된다.
테트라카르본산 화합물로서는, 방향족 테트라카르본산 화합물, 지환식 테트라카르본산 화합물 및 비환식 지방족 테트라카르본산 화합물을 들 수 있다. 테트라카르본산 화합물은, 2종 이상을 병용해도 된다. 테트라카르본산 화합물은, 바람직하게는 테트라카르본산 이무수물이다. 테트라카르본산 이무수물로서는, 방향족 테트라카르본산 이무수물, 지환식 테트라카르본산 이무수물 및 비환식 지방족 테트라카르본산 이무수물을 들 수 있다.
폴리이미드계 고분자의 용매에 대한 용해성, 투명 필름 기재를 형성한 경우의 투명성 및 굴곡성의 관점에서, 테트라카르본산 화합물은, 지환식 테트라카르본산 화합물 및 방향족 테트라카르본산 화합물인 것이 바람직하다. 투명 필름 기재의 투명성 및 착색의 억제의 관점에서, 테트라카르본산 화합물은, 불소계 치환기를 가지는 지환식 테트라카르본산 화합물 및 불소계 치환기를 가지는 방향족 테트라카르본산 화합물인 것이 바람직하고, 지환식 테트라카르본산 화합물인 것이 더 바람직하다.
트리카르본산 화합물로서는, 방향족 트리카르본산, 지환식 트리카르본산, 비환식 지방족 트리카르본산 및 그들의 유연(類緣)의 산 클로라이드 화합물, 산 무수물 등을 들 수 있다. 트리카르본산 화합물은, 바람직하게는 방향족 트리카르본산, 지환식 트리카르본산, 비환식 지방족 트리카르본산 및 그들의 유연의 산 클로라이드 화합물이다. 트리카르본산 화합물은, 2종 이상 병용해도 된다.
폴리이미드계 고분자의 용매에 대한 용해성, 투명 필름 기재를 형성한 경우의 투명성 및 굴곡성의 관점에서, 트리카르본산 화합물은, 지환식 트리카르본산 화합물 또는 방향족 트리카르본산 화합물인 것이 바람직하다. 투명 필름 기재의 투명성 및 착색의 억제의 관점에서, 트리카르본산 화합물은, 불소계 치환기를 가지는 지환식 트리카르본산 화합물 및 불소계 치환기를 가지는 방향족 트리카르본산 화합물인 것이 바람직하다.
디카르본산 화합물로서는, 방향족 디카르본산, 지환식 디카르본산, 비환식 지방족 디카르본산 및 그들의 유연의 산 클로라이드 화합물, 산 무수물 등을 들 수 있다. 디카르본산 화합물은, 바람직하게는 방향족 디카르본산, 지환식 디카르본산, 비환식 지방족 디카르본산 및 그들의 유연의 산 클로라이드 화합물이다. 디카르본산 화합물은, 2종 이상 병용해도 된다.
폴리이미드계 고분자의 용매에 대한 용해성, 투명 필름 기재를 형성한 경우의 투명성 및 굴곡성의 관점에서, 디카르본산 화합물은, 지환식 디카르본산 화합물 및 방향족 디카르본산 화합물인 것이 바람직하다. 투명 필름 기재의 투명성 및 착색의 억제의 관점에서, 디카르본산 화합물은, 불소계 치환기를 가지는 지환식 디카르본산 화합물 및 불소계 치환기를 가지는 방향족 디카르본산 화합물인 것이 바람직하다.
디아민류로서는, 방향족 디아민, 지환식 디아민 및 지방족 디아민을 들 수 있다. 디아민류는, 2종 이상 병용해도 된다. 폴리이미드계 고분자의 용매에 대한 용해성, 투명 필름 기재를 형성한 경우의 투명성 및 굴곡성의 관점에서, 디아민류는, 지환식 디아민 및 불소계 치환기를 가지는 방향족 디아민인 것이 바람직하다.
이와 같은 폴리이미드계 고분자를 사용하면, 특히 우수한 굴곡성을 가지고, 높은 광투과율(예를 들면, 550㎚의 광에 대하여 85% 이상, 바람직하게는 88% 이상), 및, 낮은 황색도(YI값, 예를 들면 5 이하, 바람직하게는 3 이하), 낮은 헤이즈(예를 들면 1.5% 이하, 바람직하게는 1.0% 이하)의 투명 필름 기재가 얻어지기 쉽다.
폴리이미드계 고분자는, 상이한 종류의 복수의 상기의 반복 단위를 포함하는 공중합체여도 된다. 폴리이미드계 고분자의 중량 평균 분자량은, 통상 10,000∼500,000이다. 폴리이미드계 고분자의 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 50,000∼500,000이고, 더 바람직하게는 70,000∼400,000이다. 중량 평균 분자량은, GPC로 측정한 표준 폴리스티렌 환산 분자량이다. 폴리이미드계 고분자의 중량 평균 분자량이 큰 쪽이 높은 굴곡성을 얻기 쉬운 경향이 있지만, 폴리이미드계 고분자의 중량 평균 분자량이 너무 크면, 바니시의 점도가 높아지고, 가공성이 저하하는 경향이 있다.
폴리이미드계 고분자는, 상술의 불소계 치환기 등에 의해 도입할 수 있는 불소 원자 등의 할로겐 원자를 포함하고 있어도 된다. 폴리이미드계 고분자가 할로겐 원자를 포함함으로써, 투명 필름 기재의 탄성률을 향상시키고 또한 황색도를 저감시킬 수 있다. 이에 의해, 투명 필름 기재에 상처 및 주름 등이 발생하는 것을 억제하고, 또한, 투명 필름 기재의 투명성을 향상시킬 수 있다. 할로겐 원자로서 바람직하게는 불소 원자이다. 폴리이미드계 고분자에 있어서의 할로겐 원자의 함유량은, 폴리이미드계 고분자의 전체 질량을 기준으로, 1∼40질량%인 것이 바람직하고, 1∼30질량%인 것이 보다 바람직하다.
폴리이미드계 고분자는, 당해 폴리이미드계 고분자로 이루어지는 두께 50㎛의 막(층)을 형성한 경우에, 당해 폴리이미드계 고분자막의 전광선 투과율이 85% 이상이 되고, 또한, 당해 폴리이미드계 고분자막의 황색도(YI값)가 10 이하가 되는 투명 폴리이미드계 고분자인 것이 바람직하다. 상기 전광선 투과율은 90% 이상인 것이 바람직하다. 상기 황색도는 5 이하인 것이 바람직하다. 이러한 투명 폴리이미드계 고분자를 이용함으로써, 투명성이 높은 투명 필름 기재를 얻을 수 있다. 나아가서는, 상기 폴리이미드계 고분자막의 전광선 투과율은, 91% 이상이 되는 것이 보다 바람직하고, 92% 이상이 되는 것이 더 바람직하다. 황색도는 3 이하가 되는 것이 보다 바람직하고, 2.5 이하인 것이 특히 바람직하다. 여기서, 폴리이미드계 고분자막은, 폴리이미드계 고분자를 용매에 용해시킨 것을 도포 및 건조함으로써 형성할 수 있다. 폴리이미드계 고분자막의 전광선 투과율은, JIS K7105:1981에 준거하여 구할 수 있다. 폴리이미드계 고분자막의 황색도(YI)는, JIS K 7373:2006에 준거하여 구할 수 있다.
(무기 성분)
투명 필름 기재는, 무기 성분을 추가로 함유한다. 무기 성분을 함유함으로써, 투명 필름 기재의 강도를 높일 수 있음과 함께, 내열성 및 내용제성 등의 터치 패널 제조 시의 프로세스 특성을 높일 수 있다.
무기 성분은 규소 원자를 포함하는 규소 재료인 것이 바람직하다. 또한, 무기 성분은 무기 입자를 포함하는 것이 바람직하다. 무기 입자의 예는 규소 원자를 포함하는 입자이다. 규소 원자를 포함하는 입자의 예는, 실리카 입자이다. 무기 입자의 다른 예는, 티타니아 입자, 알루미나 입자, 지르코니아 입자이다.
무기 입자의 평균 1차 입자경은, 200㎚ 이하일 수 있고, 10∼100㎚인 것이 바람직하며, 20∼50㎚인 것이 보다 바람직하다. 무기 입자의 평균 1차 입자경이 상기의 범위 내인 것이 바람직한 이유는, 평균 1차 입자경이 200㎚ 이하이면 필름의 투명성이 향상함과 함께, 평균 1차 입자경이 10㎚ 이상이면 필름의 강도가 향상하기 때문이다. 1차 입자경의 측정은, 투과형 전자 현미경(TEM)에 의한 정방향(定方向) 직경으로 할 수 있다. 평균 1차 입자경은, TEM 관찰에 의해 1차 입자경을 10점 측정하고, 그들의 평균값으로서 구할 수 있다.
투명 필름 기재가 무기 입자를 함유하는 경우, 폴리이미드계 고분자와 무기 입자의 함유량비는, 질량비로 1:9∼9:1일 수 있고, 3:7∼8:2인 것이 바람직하다. 폴리이미드계 고분자와 무기 입자의 배합비가 상기의 범위 내이면, 투명성이나 기계적 강도가 향상하는 경향을 나타낸다.
무기 입자끼리는, 실록산 결합(-SiOSi-)을 가지는 분자에 의해 결합되어 있어도 된다.
무기 성분은, 오르토규산 테트라에틸 등의 4급 알콕시실란 등의 유기 규소 화합물이나, 아미노기를 가지는 금속 알콕시드 등의 금속 알콕시드로부터 유도되는 무기 성분을 포함하고 있어도 된다. 이와 같은 무기 성분은, 예를 들면 SiO2 또는 실록산 결합(-SiOSi-)을 가지는 분자일 수 있다. 투명 필름 기재를 형성하기 위한 바니시에 무기 입자와 유기 규소 화합물을 배합한 경우, 얻어지는 투명 필름 기재 중에는, 무기 입자끼리가 실록산 결합을 가지는 분자에 의해 결합된 구조가 형성된다. 이와 같은 구조를 가짐으로써, 투명 필름 기재는, 투명성, 굴곡성, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성이 보다 우수한 것이 된다.
투명 필름 기재에 있어서, 무기 성분의 함유량은, 투명 필름 기재의 고형분 전량을 기준으로, 30∼60질량%일 수 있고, 35∼55질량%인 것이 바람직하며, 40∼50질량%인 것이 보다 바람직하다. 이에 의해, 투명 필름 기재는, 투명성, 굴곡성, 굴곡 시의 시인성 및 프로세스 특성이 보다 우수한 것이 된다.
투명 필름 기재는, 투명성 및 굴곡성을 손상하지 않는 범위에서, 추가로 다른 성분을 함유하고 있어도 된다. 다른 성분으로서는, 예를 들면, 산화 방지제, 이형제, 안정제, 블루잉제, 난연제나 활제(滑劑), 레벨링제 등을 들 수 있다.
투명 필름 기재의 두께는, 용도에 따라 적절히 조정되지만, 예를 들면, 20∼50㎛일 수 있고, 22∼45㎛인 것이 바람직하며, 25∼40㎛인 것이 보다 바람직하다. 투명 필름 기재의 두께가 상기 범위 내이면, 투명성, 굴곡성, 굴곡 시의 시인성 및 터치 패널 제조 시의 프로세스 특성이 보다 우수한 것이 된다.
이 투명 필름 기재는, JIS K7361-1:1997에 준거한 전광선 투과율이 85% 이상일 수 있고, 바람직하게는 90% 이상이다. 또한, 이 투명 필름 기재는, JIS K 7136:2000에 준거한 헤이즈(Haze)가 1.5% 이하일 수 있고, 바람직하게는 1.0% 이하이다.
(제조 방법)
다음에, 본 실시형태의 투명 필름 기재의 제조 방법의 일례를 설명한다.
공지의 폴리이미드계 고분자의 합성 방법을 이용하여 중합된 용매 가용의 폴리이미드계 고분자를 용매에 용해하여, 폴리이미드계 바니시를 조제한다. 용매로서는, 폴리이미드계 고분자를 용해하는 용매이면 되고, 예를 들면, DMAc, DMF, DMSO, γ-부티로락톤, 또는 그들의 조합을 이용할 수 있다. 폴리이미드계 고분자로서는, 용매 가용의 폴리이미드계 고분자이면 되고, 지환식 테트라카르본산 이무수물과, 방향족 디아민류, 지환식 디아민류, 비환식 지방족 디아민류의 단독 또는 2종 이상을 병용한 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
폴리이미드계 바니시는, 상기 용매 이외에 물을 함유하고 있어도 된다. 바니시가 물을 함유함으로써, 황색도, 두께 방향 위상차(Rth), 광탄성 계수의 절대값, 및 선팽창 계수가 상술한 조건을 충족하는 투명 필름 기재를 얻기 쉽다.
폴리이미드계 바니시는, 또한, 상술한 무기 입자를 함유할 수 있다. 또한, 폴리이미드계 바니시는, 상술한 오르토규산테트라에틸 등의 4급 알콕시실란 등의 유기 규소 화합물을 함유할 수도 있다.
폴리이미드계 바니시가 무기 입자를 함유하는 경우, 바니시는, 또한, 무기 입자끼리를 실록산 결합에 의해 결합하기 위한 링커를 함유할 수 있다. 링커의 예는, 알콕시실란 등의 금속 알콕시드이다. 금속 알콕시드의 예는, 아미노기를 가지는 금속 알콕시드이고, 그 예는, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란이다. 링커의 아미노기는, 무기 입자와 링커의 반응을 촉매할 수 있다.
링커의 첨가량은, 폴리이미드계 바니시의 고형분(폴리이미드계 고분자 및 무기 입자) 100질량부에 대하여, 0.1∼100질량부로 할 수 있고, 0.5∼50질량부로 하는 것이 바람직하다.
또한, 폴리이미드계 바니시에는, 가일층의 첨가제가 첨가되어 있어도 되고, 첨가제로서, 예를 들면, 산화 방지제, 이형제, 안정제, 블루잉제, 난연제나 활제, 레벨링제 등을 첨가해도 된다.
이어서, 공지의 롤·투·롤이나 배치(batch) 방식에 의해, PET 기재, SUS 벨트, 또는 유리 기재 상에, 상기의 폴리이미드계 바니시를 도포하여 도막을 형성하고, 그 도막을 건조하여, 기재로부터 박리함으로써, 필름을 얻는다.
도막의 건조는, 온도 50∼350℃에서, 적절히, 불활성 분위기 또는 감압의 조건 하에 용매를 증발시킴으로써 행한다. 도막의 건조는, 온도 조건을 변경하여 다단계로 행해도 된다. 그 경우, 후단에 어느 정도 온도를 높일 수 있다.
또한, 도막의 건조는, 기재로부터 박리한 후에 추가로 행해도 된다. 즉, 도막은, 제 1 건조로서 기재 상에서 건조시킨 후, 기재로부터 박리하고, 제 2 건조로서 더 건조시킬 수 있다. 제 2 건조는, 기재로부터 박리한 도막에 금속틀을 장착하는 등 하여 행할 수 있다. 제 2 건조는 제 1 건조보다 고온에서 행할 수 있고, 예를 들면, 제 1 건조를 50∼150℃에서 행하고, 제 2 건조를 180∼350℃에서 행할 수 있다. 또한, 제 1 건조 및 제 2 건조의 각각도, 온도 조건을 변경하여 다단계로 행해도 된다.
[터치 센서 패널 및 표시 장치]
도 1은, 터치 센서 패널을 구비한 표시 장치의 일 실시형태를 나타내는 개략 단면도이다. 도 1에 나타내는 표시 장치(100)는, 유기 EL 장치(50)와, 터치 센서 패널(70)과, 전면판(90)을 가지며, 미도시의 박스체에 수용되어 있다. 유기 EL 장치(50)와 터치 센서 패널(70)의 사이, 및 터치 센서 패널(70)과 전면판(90)의 사이는, 예를 들면 미도시의 광학 접착제(Optical Clear Adhesive, OCA)로 접착되어 있다.
유기 EL 장치(50)는, 유기 EL 소자(51)와, 제 1 기판(55), 제 2 기판(56) 및 밀봉재(59)를 가지고 있다.
유기 EL 소자(51)는, 한 쌍의 전극(제 1 전극(52) 및 제 2 전극(53))과, 발광층(54)을 가지고 있다. 발광층(54)은, 제 1 전극(52)과 제 2 전극(53)의 사이에 배치되어 있다.
제 1 전극(52)은, 광 투과성을 가지는 도전성 재료를 형성 재료로 한다. 제 2 전극(53)은, 광 투과성을 가지고 있어도 된다. 제 1 전극(52) 및 제 2 전극(53)으로서는, 공지의 재료를 채용할 수 있다.
발광층(54)은, 유기 EL 소자를 구성하는 공지의 발광 재료를 형성 재료로 할 수 있고, 저분자 화합물과 고분자 화합물 중 어느 것이어도 된다.
유기 EL 장치(50)에 있어서, 제 1 전극(52)과 제 2 전극(53)의 사이에 전력이 공급되면, 발광층(54)에 캐리어(전자 및 정공)가 공급되고, 발광층(54)에 광이 발생한다. 발광층(54)에서 생긴 광은, 제 1 전극(52) 및 제 1 기판(55)을 통하여 유기 EL 장치(50)의 외부에 사출된다.
제 1 기판(55)은, 광 투과성을 가지는 재료를 형성 재료로 한다. 제 2 기판(56)은, 광 투과성을 가지고 있어도 된다. 제 1 기판(55)과 제 2 기판(56)은, 유기 EL 소자의 주위를 둘러싸도록 배치되어 있는 밀봉재(59)에 의해 맞붙여지고, 유기 EL 소자를 내부에 밀봉하는 밀봉 구조를 형성하고 있다.
제 1 기판(55) 및 제 2 기판(56) 중 어느 일방 또는 양방의 형성 재료로서, 아크릴계 수지와 같은 공지의 투명 수지를 이용할 수 있다.
터치 센서 패널(70)은, 기판(71)과, 기판(71) 상에 형성된 검출 소자를 가지는 소자층(72)를 가지고 있다.
기판(71)에는, 본 실시형태의 터치 센서 패널용 투명 필름 기재가 이용된다.
소자층(72)에는, 반도체 소자, 배선, 저항 등으로 구성되는 공지의 검출 소자가 형성되어 있다. 검출 소자의 구성으로서는, 매트릭스 스위치, 저항막 방식, 정전 용량식 등, 공지의 검출 방식을 실현하는 구성을 채용할 수 있다.
기판(71)에 본 실시형태의 터치 센서 패널용 투명 필름 기재를 이용한 터치 센서 패널(70)은, 굴곡했을 때에 굴곡부의 콘트라스트 변화 및 색상 변화가 충분히 억제되고, 시인성이 우수한 것이 된다.
전면판(90)은, 광 투과성을 가지는 재료를 형성 재료로 하고, 표시 장치를 보호하는 보호 부재로서 기능한다. 전면판(90)으로서는, 아크릴계 수지와 같은 공지의 투명 수지를 이용할 수 있다.
또한, 표시 장치(100)는, 상술한 각 부재의 일부로서, 또는, 다른 부재로서, 자외선 흡수층, 하드 코팅층, 점착층, 색상 조정층, 굴절률 조정층 등의 다양한 기능층을 부가한 층을 구비할 수도 있다.
표시 장치(100)는, 본 실시형태의 터치 센서 패널용 투명 필름 기재를 이용한 터치 센서 패널(70)을 구비하기 때문에, 굴곡했을 때에 굴곡부의 콘트라스트 변화 및 색상 변화가 충분히 억제되고, 유기 EL 장치(50)에 의한 표시의 시인성이 우수한 것이 된다.
[실시예]
이하, 실시예 및 비교예에 의해 본 발명을 더 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되지 않는다.
[실시예 1]
(폴리이미드계 바니시의 조제)
390℃의 유리 전이 온도를 가지는 폴리이미드(미츠비시가스화학(주)제 「네오푸림」, 식(PI)의 반복 구조 단위를 포함하는 폴리이미드계 고분자)의 20질량% γ-부티로락톤 용액, γ-부티로락톤에 고형분 농도 30질량%의 실리카 입자(평균 1차 입자경 30㎚)를 분산한 분산액, 아미노기를 가지는 알콕시실란의 디메틸아세트아미드 용액을 혼합하고, 30분간 교반함으로써 폴리이미드계 바니시를 조제했다.
여기서, 상기 각 성분의 배합량은, 실리카 입자의 함유량이, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자(폴리이미드계 바니시의 고형분)의 총량을 기준(100질량%)으로 50질량%가 되도록 조정했다. 또한, 폴리이미드계 바니시에 있어서, 아미노기를 가지는 알콕시실란의 첨가량은, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자(폴리이미드계 바니시의 고형분)의 총량 100질량부에 대하여 1.5질량부로 했다.
(터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작)
폴리이미드계 바니시를, 유리 기판에 도포하고, 50℃에서 30분, 이어서 140℃에서 10분 가열한 후, 추가로 210℃에서 1시간 가열하여, 유리 기판으로부터 박리함으로써, 두께 25㎛의 폴리이미드계 필름을 얻었다. 이 폴리이미드계 필름을 터치 센서 패널용 투명 필름 기재로 했다.
[실시예 2]
폴리이미드계 바니시의 조제 시에, 각 성분의 배합량을, 실리카 입자의 함유량이, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자의 총량을 기준으로 55질량%가 되도록 조정한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리이미드계 바니시의 조제 및 그것을 이용한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작을 행했다.
[실시예 3]
폴리이미드계 바니시의 조제 시에, 각 성분의 배합량을, 실리카 입자의 함유량이, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자의 총량을 기준으로 30질량%가 되도록 조정한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리이미드계 바니시의 조제 및 그것을 이용한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작을 행했다.
[실시예 4]
가와무라산업(주)제의 폴리이미드 「KPI-MX300F(100)」의 18질량% γ-부티로락톤 용액, γ-부티로락톤에 고형분 농도 30질량%의 실리카 입자(평균 1차 입자경 30㎚)를 분산한 분산액, 아미노기를 가지는 알콕시실란의 디메틸아세트아미드 용액을 혼합하고, 30분간 교반함으로써 폴리이미드계 바니시를 조제했다.
여기서, 상기 각 성분의 배합량은, 실리카 입자의 함유량이, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자의 총량을 기준으로 50질량%가 되도록 조정했다. 또한, 폴리이미드계 바니시에 있어서, 아미노기를 가지는 알콕시실란의 첨가량은, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자의 총량 100질량부에 대하여 1.5질량부로 했다.
(터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작)
폴리이미드계 바니시를, 유리 기판에 도포하고, 50℃에서 30분, 이어서 140℃에서 10분 가열한 후, 추가로 210℃에서 1시간 가열하여, 유리 기판으로부터 박리함으로써, 두께 25㎛의 폴리이미드계 필름을 얻었다. 이 폴리이미드계 필름을 터치 센서 패널용 투명 필름 기재로 했다.
[비교예 1]
폴리이미드계 바니시의 조제 시에, 실리카 및 아미노기를 가지는 알콕시실란을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 하여, 폴리이미드계 바니시의 조제 및 그것을 이용한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작을 행했다.
[비교예 2]
터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 두께를 50㎛로 한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 하여, 폴리이미드계 바니시의 조제 및 그것을 이용한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작을 행했다.
[비교예 3]
폴리이미드계 바니시의 조제 시에, 실리카 및 아미노기를 가지는 알콕시실란을 첨가하지 않은 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 하여, 폴리이미드계 바니시의 조제 및 그것을 이용한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작을 행했다.
[비교예 4]
폴리이미드계 바니시의 조제 시에, 각 성분의 배합량을, 실리카 입자의 함유량이, 실리카 입자 및 폴리이미드계 고분자의 총량을 기준으로 40질량%가 되도록 조정한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 하여, 폴리이미드계 바니시의 조제 및 그것을 이용한 터치 센서 패널용 투명 필름 기재의 제작을 행했다.
[두께 방향 위상차(Rth)의 측정]
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재의 두께 방향 위상차(Rth)를, 위상차 측정 장치(오우지계측기기(주)제, 상품명:KOBRA)를 이용하여 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[광탄성 계수의 측정]
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재를, 폭 20㎜, 길이 150㎜로 절단하여 시험편으로 했다. 이 시험편의 장변 방향으로, 0MPa, 3MPa, 6MPa, 9MPa, 및 12MPa의 인장 응력을 가한 상태에서, 각각 면 내 위상차(R0)를 측정했다. 각 면 내 위상차(R0)를 시험편의 두께로 나눈 몫이 복굴절(Δn)이다. 가로축에 인장 응력(σ)을, 세로축에 그 응력이 시험편에 작용했을 때의 복굴절(Δn)을 택하여 플롯하고, 양자의 관계를 Δn=Cσ가 되도록 최소 제곱법으로 근사했을 때의 기울기(C)의 절대값을 구하여, 이것을 광탄성 계수로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[광학 특성의 측정]
(황색도)
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재의 황색도(Yellow Index:YI)를, 일본분광(주)제의 자외가시근적외 분광 광도계 V-670에 의해 측정했다. 샘플이 없는 상태로 백그라운드 측정을 행한 후, 투명 필름 기재를 샘플 홀더에 세팅하여, 300∼800㎚의 광에 대한 투과율 측정을 행하고, 3자극값(X, Y, Z)을 구했다. 이 3자극값으로부터, YI를 하기 식에 기초하여 산출했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
YI=100×(1.2769X-1.0592Z)/Y
(전광선 투과율)
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재의 전광선 투과율은, 일본분광(주)제의 자외가시근적외 분광 광도계 V-670을 이용하여, 300∼800㎚의 광에 대한 투과율을 측정했다. 실시예 및 비교예의 투명 필름 기재의 전광선 투과율(Tt)은, 모두 90% 초과였다.
[선팽창 계수의 측정]
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재를, 폭 5㎜, 길이 20㎜로 절단하여 시험편으로 했다. JIS K7197에 준거하여, 에스아이아이나노테크놀로지(주)제의 열기계 분석 장치(Thermo-Mechanical Analyzer:TMA) “EXSTAR-6000”을 이용하여, 25℃부터 180℃까지 10℃/분의 속도로 승온하여, 시험편의 각 온도에 있어서의 변형량을 측정했다. 90∼150℃의 온도 범위에 있어서의 변형량으로부터, 시험편의 선팽창 계수(평균 선팽창 계수)를 구했다. 또한, 온도 상승에 따라 필름 치수가 커지는(팽창하는) 경우를 양(플러스)으로 하고, 온도 상승에 따라 필름 치수가 작아지는(수축하는) 경우를 음(마이너스)으로 했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[유리 전이 온도의 측정]
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재의 유리 전이 온도(Tg)를, TA Instruments제의 DSC Q200을 이용하여, 측정 시료량:5mg, 온도 영역:실온에서부터 400℃, 승온 속도:10℃/min의 조건에서 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 유리 전이 온도가 높을수록, 투명 필름 기재는 내열성이 높고, 프로세스 특성이 우수하다고 할 수 있다.
[탄성률의 측정]
탄성률의 측정 장치로서, (주)시마즈제작소제, 오토그래프 AG-IS를 이용했다. 폭 10㎜, 길이 100㎜의 직사각 형상의 투명 필름 기재를 시험편으로서 준비했다. 척간 거리 50㎜, 인장 속도 20㎜/분의 조건에서 인장 시험을 행하여, 투명 필름 기재의 인장 탄성률을 측정했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[내용제성의 평가]
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재를 폭 50㎜, 길이 50㎜로 절단하여 시험편으로 했다. 이들 시험편을 각각, 대과잉량의 메틸에틸케톤(MEK)에 침지하여, 25℃에서 1시간 방치한 후, 시험편의 변화를 관찰했다. 시험편에 변화가 보이지 않은 것을 「A」, 시험편의 용해 또는 백화가 보인 것을 「B」로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 평가 결과가 A이면, 투명 필름 기재는 내용제성이 높고, 프로세스 특성이 우수하다고 할 수 있다.
[굴곡 시의 시인성의 평가]
실시예 및 비교예의 투명 필름 기재를 폭 10㎜, 길이 100㎜로 절단하여 시험편으로 했다. 이 시험편을, 길이 방향의 중앙부에서 180° 구부리고, 굴곡부의 콘트라스트 변화 및 색상 변화의 유무를 육안으로 관찰했다. 굴곡부의 콘트라스트 변화 및 색상 변화가 적고 시인성이 양호한 것을 「A」, 굴곡부의 콘트라스트 변화 또는 색상 변화가 크고 시인성이 떨어지는 것을 「B」로 평가했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure pct00004
50 : 유기 EL 장치
70 : 터치 센서 패널
71 : 기판
72 : 소자층
90 : 전면판
100 : 표시 장치

Claims (5)

  1. 폴리이미드계 고분자와 무기 성분을 함유하고, 황색도가 5 이하이며, 두께 방향 위상차(Rth)가 200㎚ 이하이고, 광탄성 계수의 절대값이 30×10-12Pa-1 이하이며, 선팽창 계수가 50ppm/℃ 이하인, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    광탄성 계수의 절대값이 23×10-12Pa-1 이하인, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 무기 성분이 실리카 입자를 포함하고, 상기 무기 성분의 함유량이, 투명 필름 기재의 고형분 전량을 기준으로 30∼60질량%인, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    두께가 20∼50㎛인, 터치 센서 패널용 투명 필름 기재.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 기재된 터치 센서 패널용 투명 필름 기재와, 당해 터치 센서 패널용 투명 필름 기재 상에 형성된, 검출 소자를 가지는 소자층을, 구비하는 터치 센서 패널.
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