적층 구조체 및 터치 패널 모듈

적층 구조체 및 터치 패널 모듈{MULTILAYER STRUCTURE AND TOUCH PANEL MODULE}

본 발명은, 3차원 형상을 갖는 터치 패널에 이용되는 적층 구조체 및 터치 패널 모듈에 관한 것으로, 특히, 들뜸 및 박리를 발생시키는 일 없이 목적으로 하는 3차원 형상으로 가공할 수 있는 적층 구조체 및 터치 패널 모듈에 관한 것이다.

최근, 스마트폰 또는 태블릿형 PC와 같이, 휴대형 전자 기기의 입력 장치로서 터치 패널이 채용되는 것이 증가하고 있다. 이들 기기에서는, 휴대성, 조작성 및 의장성(意匠性)이 높을 것이 요구된다. 예를 들면, 측면에도 감도를 갖게 한 터치 패널이 요구되고 있다.

특허문헌 1에는, 유저가, 손가락 등에 의하여 터치 표면 또는 측주면(側周面)을 터치하는 터치 조작 및 조금 띄운 상태에서 조작하는 호버 조작을 할 수 있는 터치 패널 장치가 기재되어 있다. 터치 표면의 하방에는 액정 표시 소자가 마련되어, 유저는 액정 표시 소자의 표시 화상에 따라 터치 조작이나 호버 조작할 수 있다. 또한, 특허문헌 1에서는, 표면 터치 조작을 하기 위한 표면 터치 모드와, 측면 터치 조작을 하기 위한 측면 터치 모드를 구별하여 사용하고 있다.

특허문헌 1에 기재되는 표면 이외에 측면에도 감도를 갖게 한 터치 패널을 제작하는 경우, 터치 패널을 3차원 형상으로 성형할 필요가 있다. 예를 들면, 특허문헌 2에는, 은염 방식으로 제조된 금속 은부를 포함하는 도전층을 적어도 구비하는 도전성 기재 필름을, 금속 은부를 파단시키는 일 없이 3차원 형상(요철, 곡면을 갖는 형상)으로 성형할 수 있는 것이 기재되어 있다. 3차원 형상의 도전성 필름은, 평판 형상의 도전성 기재 필름을, 특정의 하중 조건하에서 곡면 형상, 직육면체 형상, 버튼 형상, 원기둥 형상 또는 이들을 조합한 형상 등으로 성형함으로써 얻을 수 있다.

그러나, 특허문헌 1과 같이 측면에 감도를 갖게 한 터치 패널에서는, 측면 감도가 부족하기 때문에, 표면 터치 모드와 측면 터치 모드를 구별하여 사용할 필요가 있고, 측면에도 충분한 감도를 가진 터치 패널로 할 필요가 있다는 문제점이 있다. 이 경우, 측면에도 손가락 등의 검출을 위한 전극을 배치할 필요가 있지만, ITO는 금속 산화물로 이루어지는 것이고 가공에 의하여 크랙이 발생해 버려, ITO에서는 측면에 전극을 배치할 수 없다. 또한, ITO에서는 코스트가 불어나 염가로 전극을 형성할 수 없다.

또, 특허문헌 2에 3차원 성형 가능한 도전성 기재 필름이 기재되어 있지만, 실제로 터치 패널용으로 3차원 성형하면, 들뜸 및 박리가 발생해 버린다는 문제점이 있다. 이 들뜸 및 박리는, 터치 패널의 시인성에 큰 악영향을 미쳐 치명적인 결함이 되어 버린다.

현재, 3차원 형상을 부형한 터치 패널을 제작할 때에, 들뜸 및 박리를 발생시키는 일 없이, 목적으로 하는 3차원 형상으로 가공할 수 있는 터치 센서 필름이 요구되고 있다.

본 발명의 목적은, 상술한 종래 기술에 근거하는 문제점을 해소하여, 들뜸 및 박리를 발생시키는 일 없이 목적으로 하는 3차원 형상으로 가공할 수 있는 적층 구조체 및 이 적층 구조체를 이용한 터치 패널 모듈을 제공하는 것에 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 가요성을 갖는 투명 기판 상에 금속 세선으로 구성된 메시 구조의 도전 패턴을 갖는 투명 도전 부재와, 투명 도전 부재를 보호하기 위한 보호 부재와, 투명 도전 부재와 보호 부재의 사이에 위치하는 광학적으로 투명한 접착제층을 구비하는 적층체를 갖고, 적층체의 두께는 100μm 이상 600μm 이하이며, 접착제층의 두께는 적층체의 두께의 20% 이상이고, 투명 도전 부재의 150℃에 있어서의 열수축률은 0.5% 이하이며, 투명 도전 부재와 보호 부재의 150℃에 있어서의 열수축률의 차분은 투명 도전 부재의 150℃에 있어서의 열수축률의 60% 이내인 것을 특징으로 하는 적층 구조체를 제공하는 것이다.

예를 들면, 보호 부재는, 투명 도전 부재의 금속 세선이 마련된 측에 배치된다.

투명 기판 상에 형성되는 도전 패턴은, 기판의 양면에 형성되어 있어도 되고, 편면에만 형성되어 있어도 된다.

투명 기판의 편면에만 도전 패턴을 형성하는 경우에는, 보호 부재가, 투명 도전 부재의 금속 세선이 마련된 측과는 반대측에도 더 마련되어 있으며, 접착제층이, 반대측에서 투명 도전 부재와 보호 부재의 사이에 배치되어 있는 구성으로 할 수도 있다. 적층체는, 3차원 형상을 갖는 것이어도 된다.

또, 본 발명의 적층 구조체를 갖는 터치 패널 모듈을 제공한다.

본 발명의 적층 구조체에 의하면, 3차원 형상으로 성형할 때에 가열되어도, 들뜸 및 박리를 발생시키는 일 없이 목적으로 하는 3차원 형상으로 가공할 수 있다. 나아가서는, 적층 구조체를 이용한 3차원 형상을 갖는 터치 패널 모듈을 제공할 수 있다.

도 1에 있어서, (a)는, 본 발명의 실시형태의 적층 구조체를 나타내는 모식도이며, (b)는, 투명 도전 부재의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 2에 있어서, (a)는, 본 발명의 실시형태의 적층 구조체의 다른 예를 나타내는 모식도이며, (b)는, 투명 도전 부재의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다.
도 3에 있어서, (a)는, 제1 검출 전극의 전극 패턴을 나타내는 모식도이며, (b)는, 제2 검출 전극의 전극 패턴을 나타내는 모식도이다.
도 4는 본 발명의 실시형태의 적층 구조체의 투명 도전 부재의 전극 구성을 나타내는 모식도이다.
도 5에 있어서, (a)~(c)는, 본 발명의 실시형태의 적층 구조체의 성형 방법을 나타내는 모식도이다.
도 6에 있어서, (a)는, 본 발명의 실시형태의 터치 패널 모듈을 갖는 터치 패널을 나타내는 모식적 사시도이고, (b)는, 도 6(a)의 터치 패널 모듈의 주요부를 나타내는 모식적 단면도이며, (c)는, 도 6(a)의 터치 패널 모듈의 주요부의 다른 예를 나타내는 모식적 단면도이다.

이하에, 첨부한 도면에 나타내는 적절한 실시형태에 근거하여, 본 발명의 적층 구조체 및 터치 패널 모듈을 상세하게 설명한다.

본 발명은, 본 발명자들이 예의 검토한 결과, 금속 세선으로 이루어지는 도전 패턴을 갖는 투명 도전 부재와, 투명 도전 부재의 표면을 보호하기 위한 보호 부재와, 양자 사이에 위치하는 광학적으로 투명한 접착제층을 포함하는 적층체에 대하여, 3차원 형상으로 변형시켰을 때에, 들뜸 또는 박리가 발생하는 메커니즘을 조사한 결과, 부형된 적층체에 있어서의 투명 도전 부재 또는 보호 부재 등이 부형 전의 상태로 되돌아가려고 하는 거동에 의하여, 들뜸 또는 박리가 발생하는 것을 알 수 있었다. 또한, 들뜸 또는 박리가 발생하는 현상은, 적층체의 두께와 적층체에 있어서의 접착제층의 두께, 또한 투명 도전 부재와 보호 부재의 열수축률의 관계를 규정함으로써 해소할 수 있는 것을 발견했다.

따라서, 본 발명에서는, 적층체의 두께를 100~600μm로 하고, 접착제층의 두께를 적층체의 20% 이상으로 하며, 투명 도전 부재의 150℃에 있어서의 열수축률을 0.5% 이하로 하고, 투명 도전 부재의 열수축률과 보호 부재의 열수축률의 차분을 투명 도전 부재의 열수축률의 60% 이내로 했다. 이와 같은 구성으로 함으로써, 적층체가, 3차원 형상으로 부형할 때에 가열되어도 들뜸 및 박리를 발생시키는 일 없이 목적으로 하는 3차원 형상으로 가공할 수 있는 것을 발견하여, 본 발명은 이루어진 것이다.

이하, 적층 구조체 및 터치 패널 모듈에 대하여, 구체적으로 설명한다. 도 1(a)는, 본 발명의 실시형태의 적층 구조체를 나타내는 모식도이며, (b)는, 투명 도전 부재의 일례를 나타내는 모식적 단면도이다. 또한, 도 1(b)에서는 접착제층(16)의 도시를 생략하고 있다.

도 1(a)에 나타내는 적층 구조체(10)는 터치 패널에 이용되는 것이며, 3차원 형상으로 성형되는 것이다. 적층 구조체(10)는, 투명 도전 부재(14)와 접착제층(16)과 보호 부재(18)를 갖는 적층체(12)로 구성된다. 적층체(12)에서는, 투명 도전 부재(14)에 보호 부재(18)가 접착제층(16)으로 접착되어 있다.

적층 구조체(10)에 있어서, 적층체(12)의 두께(T)가 100μm 이상 600μm 이하이다. 적층체(12)의 두께(T)가 100μm 미만인 경우, 3차원 형상으로 성형 가공할 때에 가열 처리한 경우, 이 가열 처리 시, 적층체(12)의 형태를 유지할 수 없다. 한편, 적층체(12)의 두께(T)가 600μm를 초과하는 경우, 3차원 형상으로 성형 가공할 때에 부형 전의 상태로 되돌아가려고 하는 힘이 커져 적층체(12)를 성형하기 어렵다. 여기에서, 부형 전의 상태로 되돌아가려고 하는 힘이란, 예를 들면, 평판의 양단부를 절곡한 경우, 절곡한 부분이 평판 상태로 되돌아가려고 하는 힘이다.

적층체(12)의 두께(T)는 100μm 이상 400μm 이하인 것이 바람직하고, 100μm 이상 250μm 이하인 것이 보다 바람직하다.

투명 도전 부재(14)는, 터치 패널의 터치 센서 부분에 상당하는 것이다. 이 투명 도전 부재(14)는, 가요성을 갖는 투명 기판(20)(도 1(b) 참조) 상에 금속 세선으로 구성된 메시 구조의 도전 패턴이 형성된 것이다.

투명 도전 부재(14)에서는, 도 1(b)에 나타내는 바와 같이, 가요성을 갖는 투명 기판(20)의 표면(20a)에 금속 세선으로 구성된 제1 검출 전극(22)이 형성되고, 다른 투명 기판(20)의 표면(20a)에 금속 세선으로 구성된 제2 검출 전극(24)이 형성되어 있다. 제1 검출 전극(22)이 편면에 형성된 투명 기판(20)과, 제2 검출 전극(24)이 편면에 형성된 다른 투명 기판(20)이 적층되어 투명 도전 부재(14)가 구성된다. 투명 도전 부재(14)에서는, 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)이 대향하여 평면에서 보았을 때 직교하도록 배치된다. 제1 검출 전극(22) 및 제2 검출 전극(24)은 접촉을 검출하기 위한 것이다. 제1 검출 전극(22) 및 제2 검출 전극(24)의 패턴에 대해서는 이후에 상세하게 설명한다.

투명 도전 부재(14)는, 투명 기판(20)의 표면(20a)에 제1 검출 전극(22)이 형성된 것이 1개여도 된다.

여기에서, 투명이란, 광투과율이 가시광 파장(파장 400~800nm)에 있어서, 적어도 60% 이상인 것이며, 바람직하게는 80% 이상인 것이고, 보다 바람직하게는 90% 이상, 보다 더 바람직하게는 95% 이상인 것이다.

보호 부재(18)는, 투명 도전 부재(14), 특히 검출 전극을 보호하기 위한 것이다. 보호 부재(18)는, 투명 도전 부재(14), 특히 검출 전극을 보호할 수 있으면, 그 구성은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 유리, 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 이용할 수 있다. 보호 부재는 터치면을 겸할 수 있다. 보호 부재의 표면에는 하드 코트층 및 반사 방지층 중 적어도 하나를 마련할 수 있다.

접착제층(16)은, 보호 부재(18)를 투명 도전 부재(14)에 접착하는 것이며, 광학적으로 투명한 것으로 구성된다. 접착제층(16)은, 광학적으로 투명하고, 또한 보호 부재(18)를 투명 도전 부재(14)에 접착할 수 있으면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 광학적으로 투명한 점착제(OCA), UV 경화 수지 등의 광학적으로 투명한 수지(OCR)를 이용할 수 있다. 여기에서, 광학적으로 투명이란, 상술한 투명의 규정과 동일하다.

접착제층(16)의 형태는, 특별히 한정되는 것은 아니고, 접착제를 도포함으로써 형성해도 되고, 접착 시트를 이용해도 된다.

접착제층(16)은, 적층체(12)의 두께(T)의 20% 이상이다. 즉, 접착제층(16)의 두께를 Ta로 할 때, 접착제층(16)의 두께(Ta)는, Ta≥0.2T이다.

접착제층(16)의 두께(Ta)가 적층체(12)의 두께(T)의 20% 미만이면, 적층 구조체(10)를 3차원 형상으로 성형할 때에, 투명 도전 부재(14) 및 보호 부재(18)가 부형 전의 형상으로 되돌아가려고 하는 힘을 전부 흡수하지 못하고 적층체(12) 중 어느 한 계면에서 박리가 발생해 버린다. 여기에서, 박리하는 경우, 적층 계면에서 부재가 부분적으로 떨어져 부상하여, 결과적으로 부재가 적층 계면으로부터 박리되어 버린다. 이 점에서, 들뜸과 박리는, 모두 박리에 포함된다. 이로 인하여, 이하에 있어서, 박리에는, 들뜸과 박리의 양쪽 모두가 포함되는 것으로 한다.

적층체(12)의 두께(T)에 대한 접착제층(16)의 두께(Ta)는, Ta≥0.23T인 것이 바람직하고, Ta≥0.25T인 것이 보다 바람직하다. 또한, 접착제층(16)은 두께가 두꺼울수록, 접착력이 강고해져, 들뜸 및 박리에 대하여 강해진다. 접착제층(16)의 두께(Ta)의 상한값으로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 재료 코스트 또는 터치 패널 모듈의 설계 제약 등에 의하여 상한값이 적절히 설정된다.

적층체(12)에서는, 투명 도전 부재(14)의 열수축률이 150℃에 있어서 0.5% 이하이다. 또한 투명 도전 부재(14)와 보호 부재(18)의 열수축률의 차분을 투명 도전 부재(14)의 150℃에 있어서의 열수축률의 60% 이내로 한다. 투명 도전 부재(14)와 보호 부재(18)의 열수축률의 차분은 투명 도전 부재(14)의 150℃에 있어서의 열수축률의 50% 이내인 것이 바람직하고, 40% 이내인 것이 보다 바람직하다.

투명 도전 부재(14)의 150℃에 있어서의 열수축률이 0.5%를 초과하면, 3차원 형상으로 성형할 때에, 가열 처리한 경우, 투명 도전 부재(14)의 박리가 발생한다. 또한, 투명 도전 부재(14)의 150℃에 있어서의 열수축률은 0.2% 이하인 것이 바람직하다.

투명 도전 부재(14)와 보호 부재(18)의 양 부재의 열수축률의 차분이, 투명 도전 부재(14)의 150℃에 있어서의 열수축률의 60%보다 커지면, 한쪽의 열수축의 거동이 너무 커져, 적층체(12) 중 어느 한 계면에서 박리가 발생해 버린다.

투명 도전 부재(14)와 보호 부재(18)는, 열수축률의 차분의 절댓값이 투명 도전 부재(14)의 150℃에 있어서의 열수축률의 60% 이내((투명 도전 부재의 열수축률-보호 부재의 열수축률)/투명 도전 부재의 열수축률)일 필요가 있기 때문에, 상기 열수축률의 관계를 충족시키는 재료의 조합이 적절히 이용된다.

또한, 본 발명의 열수축률은, 온도 150℃의 환경에 30분간 둔 전후에서의 치수 변화를 측정함으로써 얻어진 것이다. 구체적으로는, 투명 도전 부재(14) 및 보호 부재(18)의 각각에 대하여, 미리 설정된 2점을 설정하고, 이 2점 간의 거리를 측정한다. 그 후, 투명 도전 부재(14) 및 보호 부재(18)의 각각을 온도 150℃의 환경에 30분간 둔 후, 재차 설정한 2점 간의 거리를 측정한다. 온도 150℃의 환경에 30분간 둔 전후에서의 2점 간의 거리의 변화를 구함으로써, 열수축률을 측정할 수 있다.

또한, 적층 구조체(10)를 구성하는 부재의 열수축률에 대해서는, 3차원 형상으로 성형할 때의 가열 처리에 의하여, 의도하지 않은 부재의 변형을 억제하는 관점에서, 열수축이 없는 것이 바람직하지만, 현실적으로는 그와 같은 부재를 탐색하는 것은 어렵고, 또한 광학 특성 등, 다른 특성과 열수축을 양립시키는 것은 어렵다.

투명 기판(20)은, 가요성을 갖는 것이며, 제1 검출 전극(22) 및 제2 검출 전극(24)을 지지하는 것이다. 이 투명 기판(20)은, 예를 들면, 플라스틱 필름, 플라스틱판, 유리판 등을 이용할 수 있다. 플라스틱 필름 및 플라스틱판은, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스터류, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리스타이렌, 에틸렌바이닐아세테이트(EVA), 사이클로올레핀 폴리머(COP), 사이클로올레핀 폴리머(COC) 등의 폴리올레핀류, 바이닐계 수지, 그 외, 폴리카보네이트(PC), 폴리아마이드, 폴리이미드, 아크릴 수지, 트라이아세틸셀룰로스(TAC) 등으로 구성할 수 있다. 광투과성, 열수축성, 및 가공성 등의 관점에서, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)로 구성하는 것이 바람직하다.

제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)은, 예를 들면, 이후에 상세하게 설명하는 바와 같이 그물코 형상의 도전 패턴을 갖는 메시 전극으로 구성된다. 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)은, 도전성을 갖는 금속 세선으로 구성된다. 이 금속 세선은, 특별히 한정되는 것은 아니고, 예를 들면, ITO, Au, Ag 또는 Cu로 형성된다. 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)을 구성하는 금속 세선은, ITO, Au, Ag 또는 Cu에, 바인더를 더 포함하는 것으로 구성해도 된다. 금속 세선은, 바인더를 포함함으로써, 굽힘 가공하기 쉬워지고, 또한 굽힘 내성이 향상된다. 이로 인하여, 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)은 바인더를 포함하는 도체로 구성하는 것이 바람직하다. 바인더로서는, 도전성 필름의 배선에 이용되는 것을 적절히 이용할 수 있고, 예를 들면, 일본 공개특허공보 2013-149236호에 기재되어 있는 것을 이용할 수 있다.

제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)을, 금속 세선이 교차하여 메시 형상으로 된 메시 전극으로 함으로써, 저항을 낮출 수 있고, 3차원 형상으로 성형할 때에 단선되기 어려우며, 나아가서는 단선이 발생한 경우에도 검출 전극의 저항값에 대한 영향을 저감할 수 있다.

제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)의 금속 세선의 폭에 대해서는, 시인성 등의 관점에서 가능한 한 가는 선폭이 요구되고 있다. 이 점에서, 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)의 폭은 7μm 미만인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5μm 이하이다.

제1 검출 전극(22) 및 제2 검출 전극(24)의 형성 방법은, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 감광성 할로젠화 은염을 함유하는 유제층을 갖는 감광 재료를 노광하여, 현상 처리를 실시함으로써 형성할 수 있다. 또, 투명 기판(20) 상에 금속박을 형성하고, 각 금속박 상에 레지스트를 패턴 형상으로 인쇄하거나, 또는 전체면 도포한 레지스트를 노광하여, 현상함으로써 패턴화하여, 개구부의 금속을 에칭함으로써 제1 검출 전극(22), 제2 검출 전극(24)을 형성할 수 있다. 이 이외에도, 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)의 형성 방법으로서는, 상술한 도체를 구성하는 재료의 미립자를 포함하는 페이스트를 인쇄하여, 페이스트에 금속 도금을 실시하는 방법, 및 상술한 도체를 구성하는 재료의 미립자를 포함하는 잉크를 이용한 잉크젯법을 이용하는 방법을 들 수 있다.

본 발명에서는, 적층 구조체(10)의 구성에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 도 2(a)에 나타내는 적층 구조체(10a)의 구성이어도 된다. 도 2(a)에 나타내는 적층 구조체(10a)는, 도 1(a)에 나타내는 적층 구조체(10)에 비하여, 투명 도전 부재(14)의 양면에 접착제층(16)에 의하여 보호 부재(18)가 마련되어 있는 점이 상이하고, 그 이외의 구성은, 도 1(a)에 나타내는 적층 구조체(10)와 동일한 구성이기 때문에, 그 상세한 설명은 생략한다.

적층 구조체(10a)에서는, 적층체(12a)가, 보호 부재(18), 접착제층(16), 투명 도전 부재(14), 접착제층(16), 보호 부재(18)의 순서로 적층되어 구성된다.

적층 구조체(10a)에서도, 적층체(12a)의 두께(T)는, 100μm 이상 600μm 이하이다. 적층체(12a)의 두께(T)를 상기 수치 범위로 하는 것은 상술한 바와 같다.

또, 적층체(12a)에는 접착제층(16)이 2층 있는데, 이 경우, 접착제층(16)의 두께(Ta)와 적층체(12a)의 두께(T)의 관계는, 2층의 합계의 두께, 즉, 2Ta≥0.2T가 된다.

투명 도전 부재(14)의 구성은 도 1(b)에 나타내는 바와 같이 편면에만 제1 검출 전극(22)이 형성된 투명 기판(20)과 편면에만 제2 검출 전극(24)이 형성된 투명 기판(20)을 적층한 구성으로 할 수 있다. 그러나, 도 2(b)에 나타내는 바와 같이, 투명 기판(20)의 표면(20a)에 제1 검출 전극(22)이 형성되고, 이면(20b)에 제2 검출 전극(24)이 형성된 구성으로 할 수도 있다. 즉, 1개의 투명 기판(20)에, 제1 검출 전극(22)과 제2 검출 전극(24)을 형성하는 구성이어도 된다. 또한, 도 2(b)에서는 접착제층(16)의 도시를 생략하고 있다.

다음으로, 제1 검출 전극(22) 및 제2 검출 전극(24)에 대하여 구체적으로 설명한다.

도 3(a)는, 제1 검출 전극의 전극 패턴을 나타내는 모식도이며, (b)는, 제2 검출 전극의 전극 패턴을 나타내는 모식도이다. 도 4는, 본 발명의 실시형태의 적층 구조체의 투명 도전 부재의 전극 구성을 나타내는 모식도이다.

도 3(a)에 나타내는 바와 같이, 제1 검출 전극(22)은, 예를 들면, 표시 장치의 표시 영역에 배치되는 제1 센서부(30a)에 배치된다. 제1 센서부(30a)에 접속된 제1 단자 배선부(32a)가 표시 영역의 외주 영역, 이른바 액자 부분에 마련되어 있다.

제1 센서부(30a)는, 예를 들면, 직사각형상이다. 제1 단자 배선부(32a) 중, 제2 방향(Y)으로 평행하는 일변측의 둘레 가장자리부에는, 그 길이 방향 중앙 부분에, 복수의 제1 단자(34a)가 제2 방향(Y)으로 배열 형성되어 있다. 제1 센서부(30a)의 일변, 제2 방향(Y)으로 평행하는 변을 따라, 복수의 제1 결선부(36a)가 대략 일렬로 배열되어 있다. 각 제1 결선부(36a)로부터 도출된 제1 단자 배선 패턴(38a)은, 제1 단자(34a)를 향하여 인회되어 있으며, 각각 대응하는 제1 단자(34a)에 전기적으로 접속되어 있다. 제1 단자(34a)는, 예를 들면, 도시하지 않은 터치 패널의 검출부에 접속된다.

제1 센서부(30a)에서는, 복수의 금속 세선이 교차하여 메시 형상이 된 제1 도전 패턴(40a)(메시 패턴)으로서 제1 검출 전극(22)이 배치된다. 제1 도전 패턴(40a)은, 제1 방향(X)으로 각각 뻗어 있고, 또한 제1 방향(X)에 직교하는 제2 방향(Y)으로 배열되어 있다. 또, 각 제1 도전 패턴(40a)은, 2개 이상의 제1 대격자(42a)가 제1 방향(X)에 직렬로 접속되어 있다. 인접하는 제1 대격자(42a) 간에는, 이들 제1 대격자(42a)를 전기적으로 접속하는 제1 접속부(44a)가 형성되어 있다.

각 제1 도전 패턴(40a)의 한쪽의 단부측에 있어서, 제1 대격자(42a)의 개방단(開放端)에는, 제1 접속부(44a)가 형성되어 있지 않다. 각 제1 도전 패턴(40a)의 다른 한쪽의 단부측에 있어서, 제1 대격자(42a)의 단부에는, 제1 결선부(36a)가 각각 마련되어 있다. 그리고, 각 제1 도전 패턴(40a)은, 각 제1 결선부(36a)를 통하여, 제1 단자 배선 패턴(38a)에 전기적으로 접속되어 있다.

도 3(b)에 나타내는 바와 같이, 제2 검출 전극(24)은, 예를 들면, 표시 장치의 표시 영역에 배치되는 제2 센서부(30b)에 배치된다. 제2 센서부(30b)에 접속된 제2 단자 배선부(32b)가 표시 영역의 외주 영역, 이른바 액자 부분에 마련되어 있다.

제2 센서부(30b)는, 제1 센서부(30a)와 중첩하여 배치되는 것이며, 직사각형상이다. 제1 센서부(30a)와 제2 센서부(30b)는 평면에서 보았을 때 교차하여 배치된다.

제2 단자 배선부(32b) 중, 제2 방향(Y)으로 평행하는 일변측의 둘레 가장자리부에는, 그 길이 방향 중앙 부분에, 복수의 제2 단자(34b)가 제2 방향(Y)으로 배열 형성되어 있다. 제2 센서부(30b)의 일변, 제1 방향(X)으로 평행하는 변을 따라, 복수의 제2 결선부(36b), 예를 들면, 홀수번째의 제2 결선부(36b)가 대략 일렬로 배열되어 있다. 제2 센서부(30b)의 타변, 일변에 대향하는 변을 따라, 복수의 제2 결선부(36b), 예를 들면, 짝수번째의 제2 결선부(36b)가 대략 일렬로 배열되어 있다. 각 제2 결선부(36b)로부터 도출된 제2 단자 배선 패턴(38b)은, 제2 적층부(28b)의 제2 단자(34b)를 향하여 인회되어 있으며, 각각 대응하는 제2 단자(34b)에 전기적으로 접속되어 있다.

제2 센서부(30b)에서는, 복수의 금속 세선이 교차하여 메시 형상이 된 제2 도전 패턴(40b)(메시 패턴)으로서 제2 검출 전극(24)이 배치된다. 제2 도전 패턴(40b)은, 제2 방향(Y)으로 각각 뻗어 있고, 또한, 제2 방향(Y)에 직교하는 제1 방향(X)으로 배열되어 있다. 각 제2 도전 패턴(40b)은, 2개 이상의 제2 대격자(42b)가 제2 방향(Y)에 직렬로 접속되어 있다. 인접하는 제2 대격자(42b) 간에는, 이들 제2 대격자(42b)를 전기적으로 접속하는 제2 접속부(44b)가 형성되어 있다.

각 제2 도전 패턴(40b)의 한쪽의 단부측에 있어서, 제2 대격자(42b)의 개방단에는, 제2 접속부(44b)가 형성되어 있지 않다. 각 제2 도전 패턴(40b)의 다른 한쪽의 단부측에 있어서, 제2 대격자(42b)의 단부에는, 제2 결선부(36b)가 각각 마련되어 있다. 그리고, 각 제2 도전 패턴(40b)은, 각 제2 결선부(36b)를 통하여, 제2 단자 배선 패턴(38b)에 전기적으로 접속되어 있다.

도 4에 나타내는 바와 같이, 제1 도전 패턴(40a)은, 각 제1 대격자(42a)는, 각각 2개 이상의 제1 소격자(46a)를 조합시켜 구성되어 있다. 제1 소격자(46a)의 형상은, 여기에서는 가장 작은 능형(菱形)이며, 상술한 1개의 메시 형상과 동일하거나 또는 유사한 형상이다. 인접하는 제1 대격자(42a) 간을 접속하는 제1 접속부(44a)는, 제1 소격자(46a) 이상의 면적이고, 또한 제1 대격자(42a)보다 작은 면적을 갖는 제1 중격자(48a)로 구성된다.

또한, 제2 도전 패턴(40b)은, 제1 도전 패턴(40a)과 동일한 구성이기 때문에, 동일하게 도 4를 이용하여 설명한다.

제2 도전 패턴(40b)은, 각 제2 대격자(42b)는, 각각 2개 이상의 제2 소격자(46b)를 조합시켜 구성되어 있다. 제2 소격자(46b)의 형상은, 여기에서는 가장 작은 능형이며, 상술한 1개의 메시 형상과 동일하거나 또는 유사한 형상이다. 인접하는 제2 대격자(42b) 간을 접속하는 제2 접속부(44b)는, 제2 소격자(46b) 이상의 면적이고, 또한 제2 대격자(42b)보다 작은 면적을 갖는 제2 중격자(48b)로 구성된다.

다음으로, 본 실시형태의 적층 구조체의 성형 방법에 대하여 설명한다.

도 5(a)~(c)는, 본 발명의 실시형태의 적층 구조체의 성형 방법을 나타내는 모식도이다.

도 5(a)에 나타내는 바와 같이, 먼저, 평판 형상의 적층 구조체(10)를 준비한다. 다음으로, 적층 구조체(10)의 양단부를 절곡하여, 적층 구조체(10)를, 도 5(b)에 나타내는 바와 같이 측면부(11)를 갖는 입체적인 형상의 성형체(15)로 성형한다. 성형체(15)로 성형할 때, 평판 형상의 적층 구조체(10)를, 미리 설정된 온도로 가열하여 양단부를 절곡하여 측면부(11)를 형성하고, 그 후, 실온까지 냉각한다. 적층 구조체(10)는, 상술한 바와 같이 열수축률을 조정하고, 또한 접착제층(16)의 두께(Ta)를 규정함으로써 적층체(12)에 있어서의 들뜸 및 박리의 발생을 억제하고 있다. 이로 인하여, 절곡 가공되어도, 들뜸 및 굽힘부(13) 등에서 박리가 발생하는 일 없이 미리 설정된 특정의 3차원 형상으로 가공할 수 있어, 성형체(15)를 얻을 수 있다.

또한, 도 5(b)에 나타내는 성형체(15)에 대하여, 성형체(15)의 표면(15a)을 덮는 수지층(26)을, 예를 들면, 인서트 성형에 의하여 형성한다. 인서트 성형 시에는, 성형체(15)를 금형 내에 두고, 미리 설정된 온도로 가열한 후, 금형 내에 수지를 사출하여, 성형체(15)의 표면(15a)에 수지층(26)을 형성한다. 이 경우에도, 가열되지만, 상술한 성형체(15)의 성형 시와 동일하게, 들뜸 및 굽힘부(13) 등에서 박리가 발생하는 일 없이 수지층(26)을 형성할 수 있다.

다음으로, 적층 구조체(10)를 이용한 터치 패널 모듈에 대하여, 터치 패널을 예로 하여 설명한다.

도 6(a)는, 본 발명의 실시형태의 터치 패널 모듈을 갖는 터치 패널을 나타내는 모식적 사시도이고, (b)는, 도 6(a)의 터치 패널 모듈의 주요부를 나타내는 모식적 단면도이며, (c)는, 도 6(a)의 터치 패널 모듈의 주요부의 다른 예를 나타내는 모식적 단면도이다.

도 6(a)에 나타내는 3차원 형상의 터치 패널(50)은, 터치 패널 모듈(52)과, 검출부(54)를 갖는다. 터치 패널 모듈(52)은, 터치 패널(50)의 검출 센서 부분이다. 터치 패널 모듈(52)은, 예를 들면, 상술한 적층 구조체(10, 10a)로 구성되는 것이며, 전극 구조 등의 구성에 대하여, 그 상세한 설명은 생략한다.

터치 패널 모듈(52)은, 3차원 형상으로 성형되어 있고, LCD 등의 표시 장치가 마련되는 표시부(52a)와, 표시부(52a)의 양단부가 둥글게 되도록 구부러져 이루어지는 측면부(52b)를 갖는다. 터치 패널 모듈(52)에 대한 접촉은 검출부(54)에서 검출된다.

검출부(54)는, 터치 패널의 검출에 이용되는 공지의 것으로 구성된다. 또한, 정전 용량식이면 정전 용량식의 검출부가, 저항막식이면 저항막식의 검출부가 적절히 이용된다.

터치 패널 모듈(52)은, 도 1(a)에 나타내는 구성의 적층 구조체(10)를 이용한 경우, 측면부(52b)에서는 도 6(b)에 나타내는 바와 같이 둥글게 되도록 구부러져 있지만, 상술한 바와 같이 들뜸 및 박리는 발생하지 않는다. 또, 도 2(a)에 나타내는 구성의 적층 구조체(10a)를 이용한 경우, 측면부(52b)에서는 도 6(c)에 나타내는 바와 같이 둥글게 되도록 구부러져 있지만, 이 경우에도 상술한 바와 같이 들뜸 및 박리는 발생하지 않는다.

본 발명은, 기본적으로 이상과 같이 구성되는 것이다. 이상, 본 발명의 적층 구조체 및 터치 패널 모듈에 대하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 상기 실시형태에 한정되지 않고, 본 발명의 주지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 개량 또는 변경을 해도 되는 것은 물론이다.

실시예

이하, 본 발명의 적층 구조체의 효과에 대하여 설명한다.

본 실시예에서는, 하기 표 1에 나타내는 구성의 실시예 1~5 및 비교예 1~5를 제작하여, 부재의 박리의 유무를 평가했다. 접착제층에는, 3M사제의 OCA 테이프(상품 번호 8146)를 이용했다. 또한, 하기 표 1에 있어서, 적층 구조 타입의 란의 "편면"은 도 1(a)에 나타내는 적층 구조체(10)의 구성이며, "양면"은 도 2(a)에 나타내는 적층 구조체(10a)의 구성이다.

본 실시예에서는, 실시예 1~5 및 비교예 1~5에 대하여, 제작 직후 상태를 육안으로 관찰하여, 부재의 박리의 유무를 확인했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

또한, 실시예 1~5에 대하여, 가속도 시험을 행하여, 가속도 시험 후의 부재의 박리의 유무를 육안으로 확인했다. 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

가속도 시험은, 온도 85℃, 상대 습도 85%의 환경하에 24시간 방치하여 행했다. 가속도 시험의 결과로서, 하기 표 1에 나타내는 "실용상 문제 없음"이란, 박리의 발생 에어리어가 작고, 또한 부재의 단부 등에 한정되어 있기 때문에, 주로 터치 센서로서 사용하는 부분에서의 폐해가 없으며, 또한 외관상의 문제라고 해도 허용할 수 있는 레벨인 것이다.

또한, 비교예 1~5는, 부재의 박리가 발생되어 있었기 때문에 가속도 시험은 행하지 않았다. 이로 인하여, 하기 표 1의 "가속도 시험 후의 박리"의 란에 "-"으로 나타낸다.

또한, 본 실시예에서는, 부재의 박리의 유무에 관하여, 육안으로 확인하고 있는데, 부재가 박리되어 있는 개소는 계면에 공기층이 존재함으로써 굴절률 또는 광의 산란 상태가 변하기 때문에, 용이하게 육안 확인할 수 있다.

본 실시예에서는, 투명 도전 부재에, 하기에 나타내는 조제예 1과 조제예 2를 이용했다. 이하, 조제예 1과 조제예 2에 대하여 설명한다.

조제예 1 도전성 기재 필름의 조제

[유제의 조제]

·1액:

물 750mL

프탈화 처리 젤라틴 20g

염화 나트륨 3g

1,3-다이메틸이미다졸리딘-2-싸이온 20mg

벤젠싸이오설폰산 나트륨 10mg

시트르산 0.7g

·2액:

물 300mL

질산 은 150g

·3액:

물 300mL

염화 나트륨 38g

브로민화 칼륨 32g

헥사클로로이리듐(III)산 칼륨

(0.005% KCl 20% 수용액) 5mL

헥사클로로로듐산 암모늄

(0.001% NaCl 20% 수용액) 7mL

3액에 이용하는 헥사클로로이리듐(III)산 칼륨(0.005% KCl 20% 수용액) 및 헥사클로로로듐산 암모늄(0.001% NaCl 20% 수용액)은, 각각의 착체 분말을 각각 KCl 20% 수용액, NaCl 20% 수용액에 용해하여, 40℃에서 120분간 가열하여 조제했다.

38℃, pH4.5로 유지된 1액에, 2액과 3액의 각각 90%에 상당하는 양을 교반하면서 동시에 20분간에 걸쳐서 첨가하여, 0.16μm의 핵 입자를 형성했다. 계속해서 하기 4액, 5액을 8분간에 걸쳐서 첨가하고, 또한, 2액과 3액의 나머지의 10%의 양을 2분간에 걸쳐서 첨가하여, 0.21μm까지 성장시켰다. 또한, 아이오딘화 칼륨 0.15g을 첨가하고 5분간 숙성하여 입자 형성을 종료했다.

·4액:

물 100mL

질산 은 50g

·5액:

물 100mL

염화 나트륨 13g

브로민화 칼륨 11g

황혈염 5mg

그 후, 통상의 방법에 따라 플로큘레이션법에 따라 수세했다. 구체적으로는, 온도를 35℃로 낮추고, 황산을 이용하여 할로젠화 은이 침강할 때까지 pH를 낮췄다(pH3.6±0.2의 범위였다). 다음으로, 상등액을 약 3리터 제거했다(제1 수세). 또한 3리터의 증류수를 첨가한 후, 할로젠화 은이 침강할 때까지 황산을 첨가했다. 재차, 상등액을 3리터 제거했다(제2 수세). 제2 수세와 동일한 조작을 추가로 1회 반복하고(제3 수세), 수세·탈염 공정을 종료했다. 수세·탈염 후의 유제를 pH6.4, pAg7.5로 조정하고, 안정제로서 1,3,3a,7-테트라아자인덴 100mg, 방부제로서 프록셀(상품명, ICI Co., Ltd.제) 100mg을 첨가했다. 최종적으로 염화 은을 70몰%, 아이오딘화 은을 0.08몰% 포함하는 평균 입자경 0.22μm, 변동 계수 9%의 아이오딘염 브로민화 은 정육면체 입자 유제를 얻었다. 최종적으로 유제로서, pH=6.4, pAg=7.5, 전도도=4000μS/cm, 밀도=1.4×10 ³ kg/m ³ , 점도=20mPa·s가 되었다.

[유제층 도포액의 조제]

상기 유제에 하기 화합물 (Cpd-1) 8.0×10 ^-4 몰/몰 Ag, 1,3,3a,7-테트라아자인덴 1.2×10 ^-4 몰/몰 Ag을 첨가하여 잘 혼합했다. 이어서, 팽윤율 조제를 위하여 필요에 따라, 하기 화합물 (Cpd-2)를 첨가하고, 시트르산을 이용하여 도포액 pH를 5.6으로 조정했다.

[화학식 1]

[투명 기재 필름 조제]

두께가 40~200μm인 PET 필름 지지체의 편면 또는 양면에 코로나 방전 처리를 행하여, 표면 친수화 처리한 것을 이용했다.

[감광 필름의 조제]

상기의 코로나 방전 처리 PET 필름에, 상기의 유제층 도포액을 Ag 7.8g/m ² , 젤라틴 1.0g/m ² 가 되도록 도포했다.

얻어진 감광 필름은, 유제층의 은/바인더 체적 비율(은/GEL비(vol))이 1/1이었다.

[노광·현상 처리]

이어서, 상기 감광 필름에 라인/스페이스=5μm/195μm의 현상은상(現像銀像)을 부여할 수 있는 격자 형상의 포토마스크 라인/스페이스=195μm/5μm(피치 200μm)의, 스페이스가 격자 형상인 포토마스크를 통하여 고압 수은 램프를 광원으로 한 평행광을 이용하여 노광하고, 계속해서 현상, 정착, 수세, 건조라는 공정을 포함하는 처리를 행했다. 이용한 현상액, 정착액은 이하와 같다.

(현상액의 조성)

현상액 1리터 중에, 이하의 화합물이 포함된다.

하이드로퀴논 15g/L

아황산 나트륨 30g/L

탄산 칼륨 40g/L

에틸렌다이아민·사아세트산 2g/L

브로민화 칼륨 3g/L

폴리에틸렌글라이콜 2000 1g/L

수산화 칼륨 4g/L

pH10.5로 조정

(정착액의 조성)

정착액 1리터 중에, 이하의 화합물이 포함된다.

싸이오황산 암모늄(75%) 300ml

아황산 암모늄·일수염 25g/L

1,3-다이아미노프로페인·사아세트산 8g/L

아세트산 5g/L

암모니아수(27%) 1g/L

아이오딘화 칼륨 2g/L

pH6.2로 조정

상기 조제예 1에서 얻어진 도전성 기재 필름을 30mm×100mm 사이즈로 컷한 것을, 실시예 1~4, 비교예 1~4의 투명 도전 부재로서 이용했다.

조제예 2 도전성 기재 필름의 조제

조제예 2는, 조제예 1에 비하여, 상기 [투명 기재 필름 조제]에 있어서, 두께가 50μm인 COP 필름 지지체의 편면에 코로나 방전 처리를 행하여, 표면 친수화 처리한 것을 이용한 점 이외에는, 조제예 1과 동일한 것이다. 이로 인하여, 그 상세한 설명은 생략한다. 조제예 2에서 얻어진 도전성 기재 필름을 30mm×100mm 사이즈로 컷한 것을, 실시예 5의 투명 도전 부재로서 이용했다.

본 실시예에서는, PET 필름 지지체 및 COP 필름 지지체에 은염층을 형성했는데, 은염층의 두께는 얇아 PET 필름 지지체 및 COP 필름 지지체의 두께를, 투명 도전 부재의 두께로 한다.

이하, 실시예 1~5, 비교예 1~5의 제작 방법에 대하여 설명한다.

실시예 1~4는, 조제예 1의 도전성 기재 필름에 접착제를 도포하고, 보호 부재를 첩부하여 적층 구조체를 제작했다.

실시예 1은, 접착제층의 두께를 200μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 100μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 100μm인 PET 필름을 이용했다.

실시예 2는, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 50μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 25μm인 PET 필름을 이용했다.

실시예 3은, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 100μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 100μm인 PET 필름을 이용했다.

실시예 4는, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 50μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 25μm인 PET 필름을 이용했다.

실시예 5는, 조제예 2의 도전성 기재 필름에 접착제를 도포하고, 보호 부재를 첩부하여 적층 구조체를 제작했다. 접착제층의 두께를 25μm로 하고, COP 필름 지지체의 두께를 50μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 25μm인 COP 필름을 이용했다.

비교예 1~4는, 조제예 1의 도전성 기재 필름에 접착제를 도포하고, 보호 부재를 첩부하여 적층 구조체를 제작했다.

비교예 1은, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 125μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 100μm인 PET 필름을 이용했다.

비교예 2는, 접착제층의 두께를 200μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 200μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 150μm인 PET 필름을 이용했다.

비교예 3은, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 50μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 25μm인 PET 필름을 이용했다.

비교예 4는, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 50μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 25μm인 PET 필름을 이용했다.

비교예 5는, 접착제층의 두께를 25μm로 하고, PET 필름 지지체의 두께를 40μm로 하며, 보호 부재로서 두께가 25μm인 PET 필름을 이용했다.

본 실시예에서는, 투명 도전 부재 기판에 PET 필름 지지체와 COP 필름 지지체를 이용하고, 보호 부재에 PET 필름과 COP 필름을 이용했다. PET 필름 지지체와 PET 필름에 대해서는, 열수축률을 이하와 같이 하여 조정했다.

열수축률이 1.0%인 PET 필름 부재를 바탕으로, 150℃의 오븐에서 어닐링 처리를 실시하여, 어닐링 시간의 차이에 의하여 열수축률을 조정했다.

PET 필름 부재의 열수축률이 0.5%인 것은, 150℃에서 5분 어닐링 처리했다. PET 필름 부재의 열수축률이 0.7%인 것은, 150℃에서 3분 어닐링 처리했다. PET 필름 부재의 열수축률이 0.8%인 것은, 150℃에서 2분 어닐링 처리했다. 또한, PET 필름 부재의 열수축률이 1.0%인 것은, 어닐링 처리는 하지 않았다.

[표 1]

상기 표 1에 나타내는 바와 같이, 실시예 1~5는, 모두 부재의 박리가 발생하지 않았다. 또, 실시예 4는 열수축률의 차분이 40%로 보다 바람직한 범위에 있기 때문에, 가속도 시험에 있어서도 부재의 박리가 발생하지 않았다. 실시예 5는, 투명 도전 부재의 150℃에 있어서의 열수축률이 0.2%로 다른 것에 비하여 작아 가속도 시험에 있어서도 부재의 박리가 발생하지 않았다. 또한, 실시예 1~3도 가속도 시험에 있어서 실용상 문제가 없는 결과가 얻어지고 있다.

한편, 접착제층의 두께가 본 발명의 범위 미만인 비교예 1은 부재의 박리가 발생했다. 적층체의 두께가 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 2는 부재의 박리가 발생했다. 투명 도전 부재의 열수축률이 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 3은 부재의 박리가 발생했다. 투명 도전 부재와 보호 부재의 열수축률의 차분이 본 발명의 범위를 초과하는 비교예 4는 부재의 박리가 발생했다. 적층체의 두께가 본 발명의 범위 미만인 비교예 5는 부재의 박리가 발생했다.

10, 10a 적층 구조체
11 측면부
12, 12a 적층체
13 굽힘부
14 투명 도전 부재
15 성형체
16 접착제층
18 보호 부재
20 투명 기판
22 제1 검출 전극
24 제2 검출 전극
26 수지층
40a 제1 도전 패턴
40b 제2 도전 패턴
50 터치 패널
52 터치 패널 모듈
54 검출부