KR101161192B1 - 투명 도전성 필름, 그 제조 방법 및 그것을 구비한 터치 패널 - Google Patents
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Abstract
과제
투명 도전체층이 패턴화되어 있고, 또한, 외관이 양호한 투명 도전성 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것.
해결 수단
투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 갖는 투명 도전성 필름으로서, 상기 투명 도전체층은 패턴화되어 있고, 또한 상기 투명 도전체층을 갖지 않는 비패턴부에는 상기 1 층 이상의 언더코트층을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
투명 도전체층이 패턴화되어 있고, 또한, 외관이 양호한 투명 도전성 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것.
해결 수단
투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 갖는 투명 도전성 필름으로서, 상기 투명 도전체층은 패턴화되어 있고, 또한 상기 투명 도전체층을 갖지 않는 비패턴부에는 상기 1 층 이상의 언더코트층을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
Description
본 발명은, 가시광선 영역에 있어서 투명성을 갖고, 또한 필름 기재 상에 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층이 형성되는 투명 도전성 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 또한, 당해 투명 도전성 필름을 구비한 터치 패널에 관한 것이다.
본 발명의 투명 도전성 필름은, 액정 디스플레이, 일렉트로루미네선스 디스플레이 등의 디스플레이 방식이나 터치 패널 등에서의 투명 전극 외에, 투명 물품의 대전 방지나 전자파 차단 등을 위해 사용된다. 특히, 본 발명의 투명 도전성 필름은 터치 패널 용도에 있어서 바람직하게 사용된다. 그 중에서도, 정전 용량 결합 방식의 터치 패널 용도에 있어서 바람직하다.
터치 패널에는, 위치 검출의 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 저항막 방식의 터치 패널은, 투명 도전성 필름과 투명 도전체층이 부착된 유리가 스페이서를 개재하여 대향 배치되어 있고, 투명 도전성 필름에 전류를 흘려 투명 도전체층이 부착된 유리에서의 전압을 계측하는 구조로 되어 있다. 한편, 정전 용량 방식의 터치 패널은, 기재 상에 투명 도전층을 갖는 것을 기본적 구성으로 하고, 가동 부분이 없는 것이 특징이며, 고내구성, 고투과율을 갖기 때문에, 차재 용도 등에 있어서 적용되고 있다.
상기 터치 패널에는, 예를 들어, 투명한 필름 기재의 일방면에, 상기 필름 기재측에서부터 제 1 언더코트층, 제 2 언더코트층 및 투명 도전체층이 이 순서대로 형성되어 있는 투명 도전성 필름이 제안되고 있다 (특허 문헌 1).
상기 투명 도전성 필름은, 투명 도전체층을 패턴화하는 경우가 있다. 그러나, 투명 도전체층을 패턴화하는 패턴부와 비패턴화부의 상이가 명확하게 되고, 표시 소자로서의 외관이 악화된다. 특히, 정전 용량 결합 방식의 터치 패널에 있어서는, 투명 도전체층이 입사 표면측에 사용되기 때문에, 투명 도전체층을 패턴화했을 경우에도 표시 소자로서 외관이 양호할 것이 요구된다.
본 발명은, 투명 도전체층이 패턴화되어 있고, 또한, 외관이 양호한 투명 도전성 필름 및 그 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 당해 투명 도전성 필름을 구비한 터치 패널을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본원 발명자들은, 상기 과제를 해결하기 위하여 예의 검토한 결과, 하기의 구성을 채용함으로써 상기 목적을 달성할 수 있는 것을 알아내고, 본 발명을 완성시키기에 이르렀다.
즉, 본 발명은, 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 갖는 투명 도전성 필름으로서,
상기 투명 도전체층은 패턴화되어 있고, 또한 상기 투명 도전체층을 갖지 않는 비패턴부에는 상기 1 층 이상의 언더코트층을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
상기 투명 도전성 필름에 있어서, 언더코트층이 2 층 이상 있는 경우에는 적어도 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층은, 투명 도전체층과 동일하게 패턴화되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투명 도전성 필름에 있어서, 언더코트층이 2 층 이상 있는 경우에는 적어도 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층은, 무기물에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다. 무기물에 의해 형성된 언더코트층으로는, SiO2 막이 바람직하다.
상기 투명 도전성 필름에 있어서, 투명한 필름 기재에서부터 제 1 층째의 언더코트층은, 유기물에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
상기 투명 도전성 필름에 있어서, 투명 도전체층의 굴절률과 언더코트층의 굴절률의 차이가, 0.1 이상인 것이 바람직하다.
상기 투명 도전성 필름에 있어서,
패턴화된 투명 도전체층이, 2 층의 언더코트층을 개재하여 형성되어 있는 경우에는,
투명한 필름 기재에서부터 제 1 층째의 언더코트층은, 굴절률 (n) 이 1.5 ~ 1.7, 두께 (d) 가 100 ~ 220nm 이며,
투명한 필름 기재에서부터 제 2 층째의 언더코트층은, 굴절률 (n) 이 1.4 ~ 1.5, 두께 (d) 가 20 ~ 80nm 이며,
투명 도전체층은, 굴절률 (n) 이 1.9 ~ 2.1, 두께 (d) 가 15 ~ 30nm 이며,
상기 각층 광학 두께 (n × d) 의 합계가, 208 ~ 554nm 인 것이 바람직하다.
또, 패턴화된 투명 도전체층과 2 층의 언더코트층에 관련되는 상기 광학 두께의 합계와, 비패턴부의 언더코트층의 광학 두께의 차이 (Δnd) 가, 40 ~ 130nm 인 것이 바람직하다.
본 발명의 투명 도전성 필름으로는, 적어도 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층이 배치되도록, 투명한 점착제층을 개재하여 상기 투명 도전성 필름이 2장 이상 적층되어 있는 것을 사용할 수 있다.
또 본 발명의 투명 도전성 필름으로는, 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층이 배치되도록, 상기 투명 도전성 필름의 편면에, 투명한 점착제층을 개재하여 투명기체가 부착되어 있는 것을 사용할 수 있다.
상기 투명 도전성 필름은, 터치 패널에 바람직하게 사용된다. 터치 패널로는, 정전 용량 결합 방식의 터치 패널에 바람직하다.
또 본 발명은, 상기 투명 도전성 필름의 제조 방법으로서,
투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에, 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 갖는 투명 도전성 필름을 조제하는 공정, 및
상기 투명 도전체층을, 산에 의해 에칭하여 패턴화하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
상기 제조 방법에 있어서, 언더코트층이 2 층 이상 있는 경우에는,
투명 도전체층을, 산에 의해 에칭하여 패턴화하는 공정 후,
적어도, 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층을 알칼리에 의해 에칭하는 공정을 갖는다.
상기 투명 도전성 필름의 제조 방법에 있어서, 투명 도전체층을 패턴화하는 공정 후에, 패턴화된 투명 도전체층을 어닐화 처리하여 결정화시키는 공정을 가질 수 있다.
또 본 발명은, 상기 투명 도전성 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 터치 패널에 관한 것이다.
투명 도전성 필름에 있어서, 투명 도전체층이 패턴화되어 형성되었을 경우에는, 패턴부와 비패턴부의 반사율 차이에 의해 패턴 사이가 명확하게 되어 외관이 손상되어 있었다. 본 발명의 투명 도전성 필름에서는, 투명 도전체층을 패턴화하고 있지만, 비패턴부에는 언더코트층이 형성되어 있어, 패턴부와 비패턴부의 반사율 차이를 작게 억제할 수 있고, 패턴 사이의 명확화에 의한 문제가 해소되어 외관이 양호해진다. 또, 비패턴부에 언더코트층이 형성됨으로써, 필름 기재가 노출 상태가 되지 않아, 필름 기재 중의 올리고머의 발생을 억제할 수 있어, 외관 면에서 양호하다. 또, 비패턴부에 언더코트층이 형성됨으로써, 패턴화된 투명 도전체층은, 각각의 사이가 절연화되고, 패턴화된 투명 도전체층에 의해, 투명 도전성 필름의 사용 양태가 넓어진다. 이러한 투명 도전성 필름은, 터치 패널에 있어서 바람직하게 사용된다. 특히 정전 용량 결합 방식의 터치 패널에 바람직하게 사용된다.
도 1 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 4 는 비교예 1 에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 13 은 본 발명의 투명 도전성 필름의 패턴의 일례를 나타내는 상면도.
도 2 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 3 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 4 는 비교예 1 에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 5 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 6 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 7 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 8 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 9 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 10 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 11 은 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 12 는 본 발명의 일 실시형태에 관련되는 투명 도전성 필름을 나타내는 단면도.
도 13 은 본 발명의 투명 도전성 필름의 패턴의 일례를 나타내는 상면도.
본 발명의 실시형태에 대해, 도면을 참조하면서 이하에 설명한다. 도 1 은, 본 발명의 투명 도전성 필름의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 1 의 투명 도전성 필름은, 투명한 필름 기재 (1) 의 편면에, 언더코트층 (2) 을 개재하여 투명 도전체층 (3) 을 갖는다. 투명 도전체층 (3) 은 패턴화되어 있다. 또한, 각 도면에 있어서, 투명 도전체층 (3) 이 패턴화되어 있는 것은, 투명 도전체층 (3) 을 갖는 패턴부 (a) 와 투명 도전체층 (3) 을 갖지 않는 비패턴부 (b) 를 가짐으로써 나타내고 있다. 또, 상기 비패턴부 (b) 에는 상기 언더코트층 (2) 을 갖는다. 도 2 및 도 3 은, 언더코트층 (2) 이 2 층 있는 경우이다. 도 2 및 도 3 에서는, 투명한 필름 기재 (1) 의 측에서부터 언더코트층 (21, 22) 이 이 순서대로 형성되어 있다. 도 2 에서는, 비패턴부 (b) 에 언더코트층 (21, 22) 을 갖는 경우이다. 도 3 은, 투명한 필름 기재 (1) 에서부터 가장 떨어진 언더코트층 (22) 은 투명 도전체층 (3) 과 동일하게 패턴화되어 있다. 도 3 에서는, 비패턴부 (b) 에 언더코트층 (21) 을 갖는다. 즉, 언더코트층 (2) 이 2 층인 경우에는, 비패턴부 (b) 에는, 투명한 필름 기재 (1) 측에서부터 제 1 층째의 언더코트층 (21) 을 적어도 갖는다. 도 2 및 도 3 에서는, 언더코트층 (2) 이 2 층인 경우를 예시하고 있는데, 언더코트층 (2) 은 3층 이상이어도 된다. 언더코트층 (2) 이 3층 이상인 경우에도 비패턴부 (b) 에는, 투명한 필름 기재 (1) 측에서부터 제 1 층째의 언더코트층 (21) 을 적어도 갖는다. 제 1 층째보다 상측의 언더코트층은, 패턴화되어 있어도 되고, 패턴화되어 있지 않아도 된다. 언더코트층 (2) 이 2 층 이상인 경우에는, 패턴부 (a) 와 비패턴부 (b) 의 반사율 차이를 작게 제어함에 있어서 바람직하다. 특히 언더코트층 (2) 이 2 층 이상인 경우에는, 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층 (도 3 과 같이, 언더코트층 (2) 이 2 층인 경우에는, 언더코트층 (22)) 은, 투명 도전체층 (3) 과 동일하게 패턴화되어 있는 것이, 패턴부 (a) 와 비패턴부 (b) 의 반사율 차이를 작게 제어함에 있어서 바람직하다. 또한, 도 4 는, 투명한 필름 기재 (1) 의 편면에, 언더코트층 (2) 을 개재하지 않고, 패턴화된 투명 도전체층 (3) 을 갖는 경우이다.
도 5 도, 본 발명의 투명 도전성 필름의 일례를 나타내는 단면도이다. 또한, 도 5 에서는 도 1 과 동일한 구성을 갖고 설명하고 있지만, 도 5 에 있어서도, 당연히, 도 2, 도 3 에서 설명한 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다. 도 5 의 투명 도전성 필름은, 투명한 필름 기재 (1) 의 양면에, 언더코트층 (2) 을 개재하여 패턴화된 투명 도전체층 (3) 을 갖는 경우이다. 또한, 도 5 의 투명 도전성 필름은, 양측에, 패턴화된 투명 도전체층 (3) 을 갖지만, 편측만이 패턴화되어 있어도 된다. 또, 도 5 의 투명 도전성 필름은, 양측의 패턴화된 투명 도전체층 (3) 의 패턴부 (a) 와 비패턴부 (b) 가 일치되어 있지만, 이들은 일치되어 있지 않아도 되고, 각종 양태로서 양측에서 적절하게 패턴화할 수 있다. 다른, 도면에 있어서도 동일하다.
도 6 내지 도 9 도, 본 발명의 투명 도전성 필름의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 6 내지 도 9 의 투명 도전성 필름은, 상기 도 1 또는 도 5 에서 나타내는 투명 도전성 필름이, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 2장 적층되어 있다. 또, 도 6 내지 도 9 에서는 적층하여 얻어지는 투명 도전성 필름은, 적어도 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록 적층되어 있다. 도 6 내지 도 7 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름 2장을 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 적층하고 있다. 도 6 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름의 투명한 필름 기재 (1) 에, 다른 투명 도전성 필름의 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 적층된 경우이다. 도 7 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름의 투명한 필름 기재 (1) 끼리가, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 적층된 경우이다. 도 8 내지 도 9 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름과 도 5 에 나타내는 투명 도전성 필름을 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 적층하고 있다. 도 8 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름의 패턴화된 투명 도전체층 (3) 과 도 5 에 나타내는 투명 도전성 필름의 편면의 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 적층된 경우이다. 도 9 에서는, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름의 투명한 필름 기재 (1) 와 도 5 에 나타내는 투명 도전성 필름의 편면의 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 적층된 경우이다. 도 6 내지 도 9 에서는, 도 1 또는 도 5 에서 나타내는 투명 도전성 필름이, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 2장 적층되어 있는 경우가 예시되고 있지만, 도 1 또는 도 5 에서 나타내는 투명 도전성 필름은, 상기 도 6 내지 도 9 의 양태에 따라, 적절하게 3장 이상을 조합시킬 수 있다. 또한, 도 6 내지 도 9 에서는, 도 1 과 동일한 구성을 갖고 설명하고 있지만, 도 6 내지 도 9 에 있어서도, 당연히, 도 2 및 도 3 에서 설명한 구성과 동일한 구성을 적용할 수 있다.
또, 본 발명의 투명 도전성 필름은, 점착제층 (4) 을 형성한 양태에서 사용할 수 있다. 점착제층 (4) 은, 투명 도전성 필름의 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록 적층된다. 도 10 은, 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름의 투명한 필름 기재 (1) 에, 투명한 점착제층 (4) 이 적층된 경우이다. 도 11 은, 도 5 에 나타내는 투명 도전성 필름의 편면의 패턴화된 투명 도전체층 (3) 에, 투명한 점착제층 (4) 이 적층된 경우이다. 도 10 및 도 11 에서는 점착제층 (4) 에 세퍼레이터 (S) 가 형성되어 있다. 또한, 도 6 내지 도 9 에 나타내는 바와 같은, 투명 도전성 필름을 2장 이상 적층된 것에 대해서도, 동일하게, 투명 도전성 필름의 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록 점착제층 (4) 을 적층할 수 있다.
또, 상기 투명 도전성 필름의 편면에는, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 투명 기체 (5) 를 부착할 수 있다. 투명 기체 (5) 가 부착된 투명 도전성 필름은, 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록, 투명 기체 (5) 가 부착되어 있다. 도 12 는, 도 1 의 투명 도전성 필름의 투명한 필름 기재 (1)(투명 도전체층 (3) 이 형성되지 않은 면) 에 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 투명 기체 (5) 가 부착된 구조의 투명 도전성 필름이다. 투명 기체 (5) 는, 1장의 기체 필름으로 이루어져 있어도 되고, 2장 이상의 기체 필름의 적층체 (투명한 점착제층을 개재하여 적층한 것) 이어도 된다. 또, 도 12 는, 투명 기체 (5) 의 외표면에 하드코트층 (수지층)(6) 이 형성되어 있는 경우이다. 도 12 에서는, 도 1 의 투명 도전성 필름에 대한 예시이지만, 동일한 구조를 도 2 및 도 3 의 투명 도전성 필름에도 적용할 수 있다. 또, 도 5 내지 도 9 등의 구조의 투명 도전성 필름에도 적용할 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, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐알콜계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌설파이드계 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서 특히 바람직한 것은, 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리올레핀계 수지이다.
또, 일본 공개특허공보 2001-343529호 (WO 01/37007) 에 기재된 고분자 필름, 예를 들어, (A) 측사슬에 치환 및/또는 비치환 이미드기를 갖는 열가소성 수지와, (B) 측사슬에 치환 및/비치환 페닐 그리고 니트릴기를 갖는 열가소성 수지를 함유하는 수지 조성물을 들 수 있다. 구체적으로는, 이소부티렌 및 N-메틸말레이미드로 이루어지는 교호 공중합체와, 아크릴로니트릴ㆍ스티렌 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 언더코트층 (2), 투명 도전체층 (3) 을 연속적으로 형성하는 조작이 곤란해지는 경우가 있다. 한편, 두께가 200㎛ 를 초과하면, 투명 도전체층 (3) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성의 향상이 도모되지 않는 경우가 있다.
상기 필름 기재 (1) 에는, 표면에 미리 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성(化成), 산화 등의 에칭 처리나 하도 (下塗) 처리를 실시하여, 이 위에 형성되는 언더코트층 (2) 의 상기 필름 기재 (1) 에 대한 밀착성을 향상시키도록 해도 된다. 또, 언더코트층 (2) 을 형성하기 전에, 필요에 따라 용제 세정이나 초음파 세정 등에 의해 제진, 청정화해도 된다.
본 발명에서는, 투명 도전체층 (3) 을 패턴화했을 경우에도 언더코트층 (2) 을 가짐으로써, 표시 소자로서 외관이 양호한 것을 얻을 수 있다. 이러한 관점에서, 언더코트층 (2) 의 굴절률은, 투명 도전체층 (3) 의 굴절률과 언더코트층의 굴절률의 차이가, 0.1 이상을 갖는 것이 바람직하다. 투명 도전체층 (3) 의 굴절률과 언더코트층의 굴절률의 차이는, 0.1 이상 0.9 이하, 나아가서는 0.1 이상 0.6 이하인 것이 바람직하다. 또한, 언더코트층 (2) 의 굴절률은, 통상, 1.3 ~ 2.5, 더욱이 1.38 ~ 2.3, 특히 1.4 ~ 2.3 인 것이 바람직하다.
언더코트층 (2) 은, 무기물, 유기물 또는 무기물과 유기물의 혼합물에 의해 형성할 수 있다. 예를 들어, 무기물로서 NaF(1.3), Na3AlF6(1.35), LiF(1.36), MgF2(1.38), CaF2(1.4), BaF2(1.3), SiO2(1.46), LaF3(1.55), CeF3(1.63), Al2O3(1.63) 등의 무기물〔상기 각 재료 ( ) 내의 수치는 광의 굴절률임〕을 들 수 있다. 이들 중에서도, SiO2, MgF2, Al2O3 등이 바람직하게 사용된다. 특히, SiO2 가 바람직하다. 상기 외에, 산화 인듐에 대해서, 산화 세륨을 10 ~ 40 중량부 정도, 산화 주석을 0 ~ 20 중량부 정도 함유하는 복합 산화물을 사용할 수 있다.
또 유기물로는 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 실록산계 폴리머, 유기 실란 축합물 등을 들 수 있다. 이들 유기물은, 1 종 이상이 사용된다. 특히, 유기물로는, 멜라민 수지와 알키드 수지와 유기 실란 축합물의 혼합물로 이루어지는 열경화형 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
언더코트층 (2) 은, 투명한 필름 기재 (1) 와 투명 도전체층 (3) 사이에 형성되는 것으로서, 도전체층으로서의 기능을 갖지 않는 것이다. 즉, 언더코트층 (2) 은, 패턴화된 투명 도전체층 (3) 사이에서 절연할 수 있도록 유전체층으로서 형성된다. 따라서, 언더코트층 (2) 은, 통상, 표면 저항이, 1 × 106Ω/□ 이상이며, 바람직하게는 1 × 107Ω/□ 이상, 더욱 바람직하게는 1 × 108Ω/□ 이상이다. 또한, 언더코트층 (2) 의 표면 저항의 상한은 특별히 없다. 일반적으로는, 언더코트층 (2) 의 표면 저항의 상한은 측정 한계인, 1 × 1013Ω/□ 정도이지만, 1 × 1013Ω/□ 를 초과하는 것이어도 된다.
투명한 필름 기재 (1) 에서부터 제 1 층째의 언더코트층은, 유기물에 의해 형성되어 있는 것이, 투명 도전체층 (3) 을 에칭에 의해 패턴화하는 점에서 바람직하다. 따라서, 언더코트층 (2) 이 1 층인 경우에는, 언더코트층 (2) 은, 유기물에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
또 언더코트층 (2) 이 2 층 이상 있는 경우에는 적어도 투명한 필름 기재 (1) 에서부터 가장 떨어진 언더코트층은, 무기물에 의해 형성되어 있는 것이, 투명 도전체층 (3) 을 에칭에 의해 패턴화하므로 바람직하다. 언더코트층 (2) 이 3층 이상 있는 경우에는, 투명한 필름 기재 (1) 에서부터 제 2 층째보다 위의 언더코트층에 대해서도 무기물에 의해 형성되어 있는 것이 바람직하다.
무기물에 의해 형성된 언더코트층은, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법 등의 드라이 프로세스로서, 또는 웨트법 (도공법) 등으로서 형성할 수 있다. 언더코트층을 형성하는 무기물로는, 상기 서술한 바와 같이, SiO2 가 바람직하다. 웨트법에서는, 실리카졸 등을 도공함으로써 SiO2 막을 형성할 수 있다.
이상에서, 언더코트층 (2) 을 2 층 형성하는 경우에는, 제 1 언더코트층 (21) 을 유기물에 의해 형성하고, 제 2 언더코트층 (22) 을 무기물에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
언더코트층 (2) 의 두께는, 특별히 제한되는 것은 아니지만, 광학 설계, 상기 필름 기재 (1) 에서부터의 올리고머 발생 방지 효과 면에서, 통상, 1 ~ 300nm 정도이며, 바람직하게는 5 ~ 300nm 이다. 또한, 언더코트층 (2) 을 2 층 이상 형성하는 경우, 각층 두께는, 5 ~ 250nm 정도이며, 바람직하게는 10 ~ 250nm 이다.
투명 도전체층 (3) 은, 상기 서술한 바와 같이, 언더코트층 (2) 과의 굴절률의 차이가 0.1 이상인 것이 바람직하다. 투명 도전체층 (3) 의 굴절률은, 통상, 1.95 ~ 2.05 정도이다.
상기 투명 도전체층 (3) 의 구성 재료로는 특별히 한정되지 않고, 인듐, 주석, 아연, 갈륨, 안티몬, 티탄, 규소, 지르코늄, 마그네슘, 알루미늄, 금, 은, 구리, 팔라듐, 텅스텐으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 금속의 금속 산화물이 사용된다. 당해 금속 산화물에는, 필요에 따라, 추가로 상기 군에 나타난 금속 원자를 포함하고 있어도 된다. 예를 들어 산화 주석을 함유하는 산화 인듐, 안티몬을 함유하는 산화 주석 등이 바람직하게 사용된다.
투명 도전체층 (3) 의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 그 표면 저항을 1 × 103Ω/□ 이하의 양호한 도전성을 갖는 연속 피막으로 하려면, 두께 10nm 이상으로 하는 것이 바람직하다. 막두께가, 지나치게 두꺼워지면 투명성의 저하 등을 초래하기 때문에, 15 ~ 35nm 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 20 ~ 30nm 의 범위 내이다. 두께가 15nm 미만이면 표면 전기 저항이 높아지고, 또한 연속 피막이 되기 어려워진다. 또, 35nm 을 초과하면 투명성의 저하 등을 초래하게 된다.
투명 도전체층 (3) 의 형성 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지된 방법을 채용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법을 예시할 수 있다. 또, 필요로 하는 막두께에 따라 적절한 방법을 채용할 수도 있다. 또한, 투명 도전체층 (3) 을 형성한 후, 필요에 따라, 100 ~ 150℃ 의 범위 내에서 어닐 처리를 실시하여 결정화할 수 있다. 이 때문에, 필름 기재 (1) 는, 100℃ 이상, 더욱이 150℃ 이상의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. 본 발명에서, 투명 도전체층 (3) 은 에칭하여 패턴화된다. 투명 도전체층 (3) 을 결정화하면 에칭이 곤란해지는 경우가 있기 때문에, 투명 도전체층 (3) 의 어닐화 처리는, 투명 도전체층 (3) 을 패턴화한 후에 실시하는 것이 바람직하다. 또 언더코트층 (2) 을 에칭하는 경우에는, 언더코트층 (2) 의 에칭 후에 투명 도전체층 (3) 의 어닐화 처리를 실시하는 것이 바람직하다.
투명 도전체층 (3) 은, 언더코트층 (2) 상에서 패턴화되어 있다. 패턴화는, 각종 양태를, 투명 도전성 필름이 적용되는 용도에 따라, 각종 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 투명 도전체층 (3) 의 패턴화에 의해, 패턴부와 비패턴부가 형성되지만, 패턴부의 형상으로는, 예를 들어, 스트라이프상 등을 들 수 있다. 도 13 은, 본 발명의 투명 도전성 필름의 상면도와 관련하여, 투명 도전체층 (3) 으로서 스트라이프상으로 형성했을 경우의 일례로서, 투명 도전체층 (3) 의 패턴부 (a) 와 비패턴부 (b) 가 스트라이프상으로 형성되어 있다. 또한, 도 13 에서는, 패턴부 (a) 의 폭이 비패턴부 (b) 의 폭보다 크지만, 이 범위에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 제조 방법은, 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에, 언더코트층 및 투명 도전체층이 상기 구조를 갖는 것이면, 그 제조 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 통상에 따라, 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에, 필름 기재측에서부터 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 갖는 투명 도전성 필름을 조제한 후에, 상기 투명 도전체층을, 에칭하여 패턴화함으로써 제조할 수 있다. 에칭할 때에는, 패턴을 형성하기 위한 마스크에 의해 투명 도전체층을 덮고, 에칭액에 의해, 투명 도전체층을 에칭한다.
투명 도전체층은, 산화 주석을 함유하는 산화 인듐, 안티몬을 함유하는 산화 주석이 바람직하게 사용되기 때문에, 에칭액으로는, 산이 바람직하게 사용된다. 산으로는, 예를 들어, 염화 수소, 브롬화 수소, 황산, 질산, 인산 등의 무기산, 아세트산 등의 유기산, 및 이들의 혼합물, 그리고 그들의 수용액을 들 수 있다.
언더코트층이 2 층 이상 있는 경우에는, 투명 도전체층만을 에칭하여 패턴화할 수 있는 것 외에, 투명 도전체층을, 산에 의해 에칭하여 패턴화한 후에, 적어도, 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층을 투명 도전체층과 동일하게 에칭하여 패턴화할 수 있다. 바람직하게는, 투명한 필름 기재에서부터 제 1 층째의 언더코트층 이외의 투명 도전체층을 투명 도전체층과 동일하게 에칭하여 패턴화할 수 있다.
언더코트층의 에칭시에는, 투명 도전체층을 에칭한 경우와 동일한 패턴을 형성하기 위한 마스크에 의해 언더코트층을 덮고, 에칭액에 의해, 언더코트층을 에칭한다. 제 2 층째보다 위의 언더코트층은, 상기 서술한 바와 같이, SiO2 등의 무기물이 바람직하게 사용되기 때문에, 에칭액으로는, 알칼리가 바람직하게 사용된다. 알칼리로는, 예를 들어, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 암모니아, 수산화 테트라메틸암모늄 등의 수용액, 및 이들의 혼합물을 들 수 있다. 또한, 제 1 층째의 투명 도전체층은, 산 또는 알칼리에 의해, 에칭되지 않는 유기물에 의해 형성하는 것이 바람직하다.
본 발명의 투명 도전성 필름에 있어서, 2 층의 언더코트층을 개재하여 패턴화된 투명 도전체층이 형성되어 있는 경우, 당해 패턴부에서의, 각층 굴절률 (n), 두께 (d) 는, 상기 각층 광학 두께 (n × d) 의 합계가, 이하와 같지만, 패턴부와 비패턴부의 반사율의 차이가 작게 설계될 수 있다는 점에서 바람직하다.
투명한 필름 기재에서부터 제 1 층째의 언더코트층은, 굴절률 (n) 이 1.5 ~ 1.7 인 것이 바람직하고, 더욱이 1.5 ~ 1.65 인 것이 바람직하며, 특히 1.5 ~ 1.6 인 것이 바람직하다. 두께 (d) 는 100 ~ 220nm 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 120 ~ 215nm 이고, 특히 130 ~ 210nm 인 것이 바람직하다.
투명한 필름 기재에서부터 제 2 층째의 언더코트층은, 굴절률 (n) 이 1.4 ~ 1.5 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.41 ~ 1.49 이고, 특히 1.42 ~ 1.48 인 것이 바람직하다. 두께 (d) 는 20 ~ 80nm 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 20 ~ 70nm 이고, 특히 20 ~ 60nm 인 것이 바람직하다.
투명 도전체층은, 굴절률 (n) 이 1.9 ~ 2.1 이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1.9 ~ 2.05 이고, 특히 1.9 ~ 2.0 인 것이 바람직하다. 두께 (d) 는 15 ~ 30nm 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 15 ~ 28nm 이고, 특히 15 ~ 25nm 인 것이 바람직하다.
상기 각층 (제 1 층째의 언더코트층, 제 2 층째의 언더코트층, 투명 도전체층) 의 광학 두께 (n × d) 의 합계는 208 ~ 554nm 가 바람직하고, 더욱 바람직하게는 230 ~ 500nm 이고, 특히 250 ~ 450nm 인 것이 바람직하다.
또, 상기 패턴부의 광학 두께의 합계와, 비패턴부의 언더코트층의 광학 두께의 차이 (Δnd) 가, 40 ~ 130nm 인 것이 바람직하다. 상기 광학 두께의 차이 (Δnd) 는 더욱이 40 ~ 120nm 인 것이 바람직하고, 특히 40 ~ 110nm 인 것이 바람직하다.
상기 서술한 바와 같이, 본 발명의 투명 도전성 필름은, 적어도 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 2장 이상을 적층할 수 있다. 또, 본 발명의 투명 도전성 필름에는 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록, 투명한 점착제층 (4) 을 적층할 수 있다.
또 본 발명의 투명 도전성 필름의 편면에는, 투명 기체 (5) 가 부착된 투명 도전성 필름의 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층 (3) 이 배치되도록, 투명한 점착제층 (4) 을 개재하여 투명 기체 (5) 를 부착할 수 있다. 투명 기체 (5) 는, 2장 이상의 투명한 기체 필름을 투명한 점착제층에 의해 부착시킨 복합 구조이어도 된다. 또한, 상기 투명 도전체층 (3) 의 패턴화는, 이러한 구조로 한 투명 도전성 필름에 대해서 실시할 수 있다.
투명 기체 (5) 의 두께는, 통상, 90 ~ 300㎛ 인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 100 ~ 250㎛ 로 제어된다. 또, 투명 기체 (5) 를 형성하는 복수의 기체 필름에 의해 형성하는 경우, 각 기체 필름의 두께는 10 ~ 200㎛, 더욱 바람직하게는 20 ~ 150㎛ 이며, 이들 기체 필름에 투명한 점착제층을 포함하는 투명 기체 (5) 로서의 총 두께가 상기 범위에 들어가도록 제어된다. 기체 필름으로는, 상기한 필름 기재 (1) 와 동일한 것을 들 수 있다.
투명 도전성 필름 (예를 들어, 필름 기재 (1)) 과 투명 기체 (5) 의 부착은, 투명 기체 (5) 측에 상기 점착제층 (4) 을 형성해 놓고, 이것에 상기 필름 기재 (1) 를 부착하도록 해도 되고, 반대로 필름 기재 (1) 측에 상기 점착제층 (4) 을 형성해 놓고, 이것에 투명 기체 (5) 를 부착하도록 해도 된다. 후자의 방법에서는, 점착제층 (4) 의 형성을, 필름 기재 (1) 를 롤상으로 하여 연속적으로 실시할 수 있으므로, 생산성 면에서 더욱 유리하다. 또, 필름 기재 (1) 에, 순차적으로 복수의 기체 필름을 점착제층에 의해 부착함으로써 투명 기체 (5) 를 적층할 수도 있다. 또한, 기체 필름의 적층에 사용하는 투명한 점착제층, 하기의 투명한 점착제층 (4) 과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또, 투명 도전성 필름끼리 부착할 때, 적절하게 점착제층 (4) 을 적층하는 투명 도전성 필름을 적층하는 면을 선택하여, 투명 도전성 필름끼리를 부착시킬 수 있다.
점착제층 (4) 으로는, 투명성을 갖는 것이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 아크릴계 폴리머, 실리콘계 폴리머, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산 비닐/염화 비닐코폴리머, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 폴리머를 베이스폴리머로 하는 것을 적절하게 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 (4) 의 구성 재료인 점착제의 종류에 따라서는, 적당한 점착용 하도제를 사용함으로써 투묘력(投錨力) 을 향상시킬 수 있는 것이 있다. 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 분자내에 아미노기, 비닐기, 에폭시기, 메르캅토기, 클로르기 등의 반응성 관능기와 가수분해성의 알콕시실릴기를 갖는 실란계 커플링제, 동일 분자내에 티탄을 함유하는 가수분해성의 친수성기와 유기 관능성기를 갖는 티타네이트계 커플링제, 및 동일 분자내에 알루미늄을 함유하는 가수분해성의 친수성기와 유기 관능성기를 갖는 알루미네이트계 커플링제 등의 이른바 커플링제, 에폭시계 수지, 이소시아네이트계 수지, 우레탄계 수지, 에스테르 우레탄계 수지 등의 유기 반응성기를 갖는 수지를 사용할 수 있다. 공업적으로 취급하기 쉽다는 관점에서는, 실란계 커플링제를 함유하는 층이 특히 바람직하다.
또, 상기 점착제층 (4) 에는, 베이스폴리머에 따른 가교제를 함유시킬 수 있다. 또, 점착제층 (4) 에는 필요에 따라 예를 들어 천연물이나 합성물의 수지류, 유리 섬유나 유리 비즈, 금속 가루나 그 외의 무기 분말 등으로 이루어지는 충전제, 안료, 착색제, 산화 방지제 등의 적절하게 첨가제를 배합할 수도 있다. 또 투명 미립자를 함유시켜 광확산성이 부여된 점착제층 (4) 으로 할 수도 있다.
또한, 상기 투명 미립자에는, 예를 들어 평균 입경이 0.5 ~ 20㎛ 인 실리카, 산화칼슘, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 산화 주석, 산화 인듐, 산화 카드뮴, 산화 안티몬 등의 도전성의 무기계 미립자나, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리우레탄과 같은 적절하게 폴리머로 이루어지는 가교 또는 미가교의 유기계 미립자 등 적절한 것을 1종 또는 2종 이상 사용할 수 있다.
상기 점착제층 (4) 은, 통상, 베이스폴리머 또는 그 조성물을 용제에 용해 또는 분산시킨 고형분 농도가 10 ~ 50 중량% 정도의 점착제 용액으로서 사용된다. 상기 용제로는, 톨루엔이나 아세트산 에틸 등의 유기용제나 물 등의 점착제의 종류에 따른 것을 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.
이 점착제층 (4) 은, 예를 들어, 투명 기체 (5) 의 접착 후에 있어서는, 그 쿠션 효과에 의해, 필름 기재 (1) 의 일방면에 형성된 투명 도전체층의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성, 이른바 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 기능을 갖는다. 이 기능을 보다 양호하게 발휘시키는 관점에서, 점착제층 (4) 의 탄성 계수를 1 ~ 100N/㎠ 의 범위, 두께를 1㎛ 이상, 통상 5 ~ 100㎛ 의 범위로 설정하는 것이 바람직하다. 상기 두께이면 상기 효과가 충분히 발휘되고, 투명 기체 (5) 와 필름 기재 (1) 의 밀착력도 충분하다. 상기 범위보다 얇으면 상기 내구성이나 밀착성을 충분히 확보할 수 없고, 또 상기 범위보다 두꺼우면 투명성 등의 외관에 문제가 발생해 버릴 우려가 있다. 또한, 투명 도전성 필름에 적용하는 점착제층 (4) 의 탄성 계수, 두께는 다른 양태에 있어서도 상기와 동일하다.
상기 탄성 계수가 1N/㎠ 미만이면, 점착제층 (4) 은 비탄성이 되기 때문에, 가압에 의해 용이하게 변형되어 필름 기재 (1), 나아가서는 투명 도전체층 (3) 에 요철을 발생시킨다. 또, 가공 절단면으로부터의 점착제의 스며나옴 등이 발생하기 쉬워지고, 게다가 투명 도전체층 (3) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성의 향상 효과가 저감된다. 한편, 탄성 계수 100N/㎠ 를 초과하면, 점착제층 (4) 이 딱딱해져, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없게 되기 때문에, 투명 도전체층 (3) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 것이 곤란해지는 경향이 있다.
또, 점착제층 (4) 의 두께가 1㎛ 미만이 되면, 그 쿠션 효과를 기대할 수 없기 때문에, 투명 도전체층 (3) 의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 펜 입력 내구성 및 면압 내구성을 향상시키는 것이 곤란해지는 경향이 있다. 한편, 지나치게 두꺼워지면, 투명성을 손상시키거나 점착제층 (4) 의 형성이나 투명 기체 (5) 의 부착 작업성, 추가로 비용 면에서도 좋은 결과를 얻기 어렵다.
이와 같은 점착제층 (4) 을 개재하여 부착되는 투명 기체 (5) 는, 필름 기재 (1) 에 대해서 양호한 기계적 강도를 부여하고, 펜 입력 내구성 및 면압 내구성 외에, 특히, 컬 등의 발생 방지에 기여하는 것이다.
상기 세퍼레이터 (S) 를 사용하여 점착제층 (4) 을 전사하는 경우, 그와 같은 세퍼레이터 (S) 로는, 예를 들어 폴리에스테르 필름의 적어도 점착제층 (4) 과 접착하는 면에 이행 방지층 및/또는 이형층이 적층된 폴리에스테르 필름 등을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 세퍼레이터 (S) 의 총 두께는, 30㎛ 이상인 것이 바람직하고, 60 ~ 100㎛ 의 범위 내인 것이 보다 바람직하다. 점착제층 (4) 의 형성 후, 롤 상태에서 보관하는 경우에, 롤 사이에 삽입된 이물질 등에 의해 발생하는 것이 상정되는 점착제층 (4) 의 변형 (타흔 ; 打痕) 을 억제시키기 위해서이다.
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 복합 재료를 사용할 수 있다. 이행 방지층의 두께는, 0.01 ~ 20㎛ 의 범위에서 적절하게 설정할 수 있다. 이행 방지층의 형성 방법으로는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 도공법, 스프레이법, 스핀코트법, 인라인코트법 등이 사용된다. 또, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 스프레이 열분해법, 화학 도금법, 전기 도금법 등도 사용할 수 있다.
상기 이형층으로는, 실리콘계, 긴사슬 알킬계, 불소계, 황화 몰리브덴 등의 적절한 박리제로 이루어지는 것을 형성할 수 있다. 이형층의 두께는, 이형 효과 면에서 적절하게 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. 이형층의 형성 방법으로는 특별히 제한되지 않고, 상기 이행 방지층의 형성 방법과 동일한 방법을 채용할 수 있다.
상기 도공법, 스프레이법, 스핀코트법, 인라인 코트법에 있어서는, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 에폭시계 수지 등의 전리 방사선 경화형 수지나 상기 수지에 산화 알류미늄, 이산화 규소, 마이카 등을 혼합한 것을 사용할 수 있다. 또, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 도금법, 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, 요오드화 강철 등으로 이루어지는 다른 금속 화합물을 사용할 수 있다.
또 필요에 따라, 상기 투명 기체 (5) 의 외표면 (점착제층 (4) 과는 반대측의 면) 에, 외표면의 보호를 목적으로 한 하드코트층 (수지층)(6) 을 형성하도록 해도 된다. 하드코트층 (6) 으로는, 예를 들어, 멜라닌계 수지, 우레탄계 수지, 알키드계 수지, 아크릴계 수지, 실리콘계 수지 등의 경화형 수지로 이루어지는 경화 피막이 바람직하게 사용된다. 하드코트층 (6) 의 두께로는, 0.1 ~ 30㎛ 가 바람직하다. 두께가 0.1㎛ 미만이면, 경도가 부족한 경우가 있다. 또, 두께가 30㎛ 를 초과하면, 하드코트층 (6) 에 크랙이 발생하거나 투명 기체 (5) 전체에 컬이 발생하는 경우가 있다.
또한, 본 발명의 투명 도전성 필름에는 시인성의 향상을 목적으로 한 방현 처리층이나 반사 방지층을 형성할 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널에 사용하는 경우에는, 상기 하드코트층 (6) 과 동일하게 상기 투명 기체 (5) 의 외표면 (점착제층 (4) 과는 반대측의 면) 에, 방현 처리층이나 반사 방지층을 형성할 수 있다. 또 상기 하드코트층 (6) 상에, 방현 처리층이나 반사 방지층을 형성할 수 있다. 한편, 정전 용량 방식의 터치 패널에 사용하는 경우에는, 방현 처리층이나 반사 방지층이, 투명 도전체층 (3) 상에 형성되는 경우도 있다.
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.
반사 방지층으로는, 산화 티탄, 산화 지르코늄, 산화 규소, 불화 마그네슘 등이 사용된다. 반사 방지 기능을 더욱 크게 발현시키기 위해서는, 산화 티탄층과 산화 규소층의 적층체를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 적층체는, 하드코트층 (6) 상에 굴절률이 높은 산화 티탄층 (굴절률: 약 1.8) 이 형성되고, 그 산화 티탄층 상에 굴절률이 낮은 산화 규소층 (굴절률: 약 1.45) 가 형성된 2 층 적층체, 추가로 이 2 층 적층체 상에, 산화 티탄층 및 산화 규소층이 이 순서대로 형성된 4 층 적층체가 바람직하다. 이와 같은 2 층 적층체 또는 4 층 적층체의 반사 방지층을 형성함으로써, 가시광선의 파장 영역 (380 ~ 780nm) 의 반사를 균일하게 저감시킬 수 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름은, 예를 들어, 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등의 터치 패널에 바람직하게 적용할 수 있다. 특히, 정전 용량 방식의 터치 패널에 바람직하다. 또한, 본 발명의 투명 도전성 필름은, 예를 들어 전기 영동 방식, 트위스트 볼 방식, 서멀?리라이터블 (thermal rewritable) 방식, 광 기입 액정 방식, 고분자 분산형 액정 방식, 게스트?호스트 액정 방식, 토너 표시 방식, 크로미즘 방식, 전계 석출 방식 등의 플렉시블 표시 소자에 적절하게 이용할 수 있다.
실시예
이하, 본 발명과 관련하여 실시예를 사용하여 상세하게 설명하지만, 본 발명은 그 요지를 초과하지 않는 이상 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 각 예 중, 부, % 는 모두 중량 기준이다.
<굴절률>
각층 굴절률은, 아타고사 제조의 아베 굴절률계를 사용하고, 각종 측정면에 대해서 측정광을 입사시키도록 하여, 그 굴절계에 나타내는 규정의 측정 방법에 의해 측정을 실시하였다.
<각 층의 두께>
필름 기재, 투명 기체, 하드코트층, 점착제층 등의 1㎛ 이상의 두께를 갖는 것에 관해서는, 미츠토요제조 마이크로게이지식 두께계로 측정을 실시하였다. 하드코트층, 점착제층 등의 직접 두께를 계측하는 것이 곤란한 층인 경우에는, 각층을 형성한 기재의 총 두께를 측정하고, 기재의 두께를 뺌으로써 각층 막두께를 산출하였다.
제 1 층째의 언더코트층, 제 2 층째의 언더코트층, ITO 막 등의 두께는, 오오츠카 전자 (주) 제조의 순간 멀티 측광 시스템인 MCPD2000 (상품명) 을 사용하여 간섭 스펙트럼에서의 파형을 기초로 산출하였다.
<언더코트층의 표면 저항>
JIS K 6911 (1995) 에 준거하는 2중 링법에 따라, 미츠비시 화학 (주) 제조의 표면고저항계를 사용하여, 언더코트층의 표면 전기 저항 (Ω/□) 을 측정하였다.
(실시예 1)
(언더코트층의 형성)
두께가 25㎛ 인 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (이하, PET 필름이라고 한다) 로 이루어지는 필름 기재의 일방면에, 멜라민 수지 : 알키드 수지 : 유기 실란 축합물의 중량비 2 : 2 : 1 의 열경화형 수지 (광의 굴절률 n=1.54) 에 의해, 두께가 185nm 인 제 1 층째의 언더코트층을 형성하였다. 다음으로, 실리카졸 (코르코토 (주) 제조, 코르코토 P) 을, 고형분 농도 2% 가 되도록 에탄올로 희석하고, 제 1 층째의 언더코트층 상에 실리카 코트법에 의해 도포하고, 그 후, 150℃ 에서 2분간 건조, 경화시켜, 두께가 33nm 인 제 2 층째의 언더코트층 (SiO2 막, 광의 굴절률 1.46) 을 형성하였다. 제 1 층째, 제 2 층째의 언더코트층을 형성한 후의 표면 저항은, 모두 1 × 1012Ω/□ 이상이었다.
(투명 도전체층의 형성)
다음으로, 제 2 층째의 언더코트층 상에, 아르곤 가스 98% 와 산소 가스 2%로 이루어지는 0.4Pa 의 분위기 중에서, 산화 인듐 97 중량%, 산화 주석 3 중량% 의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께 22nm 의 ITO 막 (광의 굴절률 2.00) 을 형성하여, 투명 도전성 필름을 얻었다.
(하드코트층의 형성)
하드코트층의 형성 재료로서 아크릴ㆍ우레탄계 수지 (다이닛폰잉크 화학(주) 제조의 유니딕 17-806) 100부에, 광중합 개시제로서의 히드록시 시클로헥실 페닐케톤 (치바스페셜티케미컬즈사 제조의 이르가큐어 184) 5부를 추가하여, 30 중량% 의 농도로 희석하여 이루어지는 톨루엔 용액을 조제하였다.
이 하드코트층의 형성 재료를, 두께가 125㎛ 인 PET 필름으로 이루어지는 투명 기체의 일방면에 도포하여, 100℃ 에서 3분간 건조시켰다. 그 후, 즉시 오존 타입 고압 수은등 (에너지 밀도 80W/㎠, 15cm 집광형) 2등으로 자외선 조사를 실시하여, 두께 5㎛ 인 하드코트층을 형성하였다.
(적층 투명 도전성 필름의 제조)
다음으로, 상기 투명 기체의 하드코트층 형성면과는 반대측의 면에, 두께 약 20㎛, 탄성 계수 10N/㎠ 의 투명한 아크릴계의 점착제층을 형성하였다. 점착제층 조성물로는, 아크릴산 부틸과 아크릴산과 아세트산 비닐의 중량비가 100 : 2 : 5 인 아크릴계 공중합체 100부에, 이소시아네이트계 가교제를 1부 배합하여 이루어지는 것을 사용하였다. 상기 점착제층 측에, 상기 투명 도전성 필름 (투명 도전체층을 형성하고 있지 않는 측면) 을 부착하여, 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.
(ITO 막의 에칭에 의한 패턴화)
적층 투명 도전성 필름의 투명 도전체층에, 스트라이프상으로 패턴화되어 있는 포토레지스트를 도포하고, 건조 경화한 후, 25℃, 5% 의 염산 (염화 수소 수용액) 에, 1분간 침지하여, ITO 막의 에칭을 실시하였다.
(제 2 층째의 언더코트층의 에칭에 의한 패턴화)
상기 ITO 막의 에칭을 실시한 후, 이어서 포토레지스트를 적층한 채로, 45℃, 2% 의 수산화 나트륨 수용액에, 3분간 침지하고, 제 2 층째의 언더코트층의 에칭을 실시하여, 그 후, 포토레지스트를 제거하였다.
(투명 도전체층의 결정화)
상기 제 2 층째의 언더코트층의 에칭을 실시한 후, 140℃ 에서 90분간의 가열 처리를 실시하여, ITO 막을 결정화하였다.
실시예 2
실시예 1 에 있어서, 제 2 층째의 언더코트층의 에칭에 의한 패턴화를 하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하고, ITO 막을 패턴화한 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1 에 있어서, 제 1 층째의 언더코트층의 두께를 35nm 로 바꾼 것, 제 2 층째의 언더코트층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, ITO 막을 패턴화한 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.
실시예 4
실시예 1 에 있어서, 제 1 층째의 언더코트층의 두께를 150nm 로 바꾼 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, ITO 막을 패턴화한 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.
실시예 5
실시예 1 에 있어서, 제 1 층째의 언더코트층의 두께를 150nm 로 바꾼 것, 제 2 층째의 언더코트층의 에칭에 의한 패턴화하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, ITO 막을 패턴화한 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 5 에 있어서, 제 1 층째, 제 2 층째의 언더코트층을 형성한 후의 표면 저항은, 모두 1 × 1012Ω/□ 이상이었다.
비교예 1
실시예 1 에 있어서, 제 1 층째의 언더코트층, 제 2 층째의 언더코트층을 형성하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, ITO 막을 패턴화한 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1 에 있어서, 제 1 층째의 언더코트층 대신에 두께 33nm 인 ITO 막을 형성한 것, 제 2 층째의 언더코트층의 두께를 60nm 로 바꾼 것, 제 2 층째의 언더코트층의 에칭에 의한 패턴화를 하지 않은 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 조작을 실시하여, ITO 막 (표면의 투명 도전체층) 을 패턴화한 적층 투명 도전성 필름을 제조하였다. 제 1 층째의 언더코트층 (ITO 막) 을 형성한 후의 표면 저항은, 2 × 102Ω/□ 이었다. 제 2 층째의 언더코트층을 형성한 후의 표면 저항은, 4 × 102Ω/□ 이었다.
실시예 및 비교예로 적층 투명 도전성 필름 (샘플) 에 대해, 하기 평가를 실시하였다. 결과를 표 1, 표 2 에 나타낸다.
<ITO 막의 표면 저항값>
2단자법을 사용하여, ITO 막의 표면 전기 저항 (Ω/□) 을 측정하였다.
<ITO 막의 패턴 사이의 저항값>
독립적으로 존재하는 ITO 막의 패턴부에 대해, 테스터에 의해, 전기 저항(Ω) 을 측정하여, 절연되어 있는지의 여부를 평가하였다. 1 × 106Ω 이상이면 절연되어 있는 것으로 판단할 수 있다. 테스터는, 커스텀사 제조의 디지털 테스터 「CDM-2000D」 를 사용하였다.
<광의 투과율>
시마즈 제작소 제조의 분광 분석 장치 UV-240 을 사용하여, 광파장 550nm 에 서의 가시광선 투과율을 측정하였다.
<450 ~ 650nm 의 평균 반사율, 반사의 Y값>
(주) 히타치 제작소 제조의 분광 광도계 U4100 의 적분구 측정 모드를 사용하여, 반사 입사각은 10도로, 반사 스펙트럼을 측정하고, 450 ~ 650nm 영역에 있어서의 평균 반사율 및 Y값을 산출하였다. 또한, 상기 측정은, 적층 투명 도전성 필름 (샘플) 의 이면측 (하드코트층측) 을 흑색 스프레이를 사용하여 차광층을 형성하고, 샘플의 이면 반사나 이면측에서의 광의 입사가 거의 없는 상태에서 측정을 실시하였다. 반사 색채의 계산은, JIS Z 8720 에 규정되는 표준의 광 D65 를 채용하고, 2도 시야의 조건으로 측정을 실시하였다. 평균 반사율 및 Y값의 측정은, 패턴부 (ITO 막) 와 비패턴부 (에칭부) 에 대해 각각 실시하였다. 또, 패턴부와 비패턴부의 반사율의 차이 (Δ 반사율), Y값의 차이 (Δ Y값) 를 표 2 에 아울러 나타낸다.
<외관 평가>
검은 판 상에, 샘플을 투명 도전체층 측이 위가 되도록 두고, 육안에 의해 패턴부와 비패턴부의 판별을 할 수 있는지의 여부를 하기 기준으로 평가하였다.
◎ : 패턴부와 비패턴부의 판별이 곤란.
○ : 패턴부와 비패턴부를 약간 판별할 수 있다.
× : 패턴부와 비패턴부를 명확하게 판별할 수 있다.
표 1 중, AC (층) 은, 언더코트층을 나타낸다.
표 1, 표 2 에서, 본 발명의 투명 도전성 필름은, 투명 도전체층이 패어 있지만, 외관이 양호하다는 것이 인정된다.
1 : 필름 기재
2 : 언더코트층
3 : 투명 도전체층
4 : 점착제층
5 : 투명 기체
6 : 하드코트층
a : 패턴부
b : 비패턴부
2 : 언더코트층
3 : 투명 도전체층
4 : 점착제층
5 : 투명 기체
6 : 하드코트층
a : 패턴부
b : 비패턴부
Claims (15)
- 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 가지며, 또한 상기 투명 도전체층은 패턴화되어 있고, 또한 상기 투명 도전체층을 갖지 않는 비패턴부에는 상기 1 층 이상의 언더코트층을 갖는 투명 도전성 필름의 제조 방법으로서,
상기 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 투명한 필름 기재에서부터 제 1 층째의 언더코트층을, 멜라민 수지, 알키드 수지, 및 유기 실란 축합물의 혼합물로 이루어지는 열경화형 수지에 의해 형성하는 공정,
상기 언더코트층 상에 스퍼터링법에 의해 투명 도전체층을 형성하는 공정, 및
상기 투명 도전체층을 에칭하여 패턴화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법. - 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 언더코트층이 2 층 이상 있고, 적어도, 상기 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층을 무기물에 의해 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법. - 제 3 항에 있어서,
상기 무기물에 의해 형성된 언더코트층은, 실리카졸을 도공함으로써 형성된 SiO2 막인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법. - 제 1 항에 있어서,
상기 투명 도전체층의 굴절률과 언더코트층의 굴절률의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름의 제조 방법. - 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 1 층 이상의 언더코트층을 개재하여 투명 도전체층을 가지며, 또한 상기 투명 도전체층은 패턴화되어 있고, 또한 상기 투명 도전체층을 갖지 않는 비패턴부에는 상기 1 층 이상의 언더코트층을 갖는 투명 도전성 필름으로서,
상기 투명한 필름 기재의 편면 또는 양면에 투명한 필름 기재에서부터 제 1 층째의 언더코트층은 멜라민 수지, 알키드 수지, 및 유기 실란 축합물의 혼합물로 이루어지는 열경화형 수지에 의해 형성된 것으로,
상기 투명 도전체층은 스퍼터링법에 의해 형성된 것임을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 삭제
- 제 6 항에 있어서,
상기 언더코트층이 2 층 이상 있고, 적어도, 상기 투명한 필름 기재에서부터 가장 떨어진 언더코트층은 무기물에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 제 8 항에 있어서,
상기 무기물에 의해 형성된 언더코트층은, 실리카졸을 도공함으로써 형성된 SiO2 막인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 제 6 항에 있어서,
상기 투명 도전체층의 굴절률과 언더코트층의 굴절률의 차이가 0.1 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 적어도 편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층이 배치되도록, 투명한 점착제층을 개재하여 제 6 항에 기재된 투명 도전성 필름이 2 장 이상 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
- 제 6 항에 있어서,
편면에 상기 패턴화된 투명 도전체층이 배치되도록, 제 6 항에 기재된 투명 도전성 필름의 편면에, 투명한 점착제층을 개재하여 투명기체가 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 제 6 항에 있어서,
터치 패널에 사용되는 것임을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 제 13 항에 있어서,
상기 터치 패널이 정전 용량 결합 방식의 터치 패널인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름. - 제 6 항 및 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 필름을 구비한 것을 특징으로 하는 터치 패널.
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