KR100821541B1 - 투명 도전성 막 - Google Patents

투명 도전성 막 Download PDF

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KR100821541B1
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도모타케 나시키
히데오 스가와라
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은: 투명 기재막; 10 내지 100 ㎚ 의 두께, 1.40 내지 1.80 의 굴절률, 및 0.8 내지 3.0 ㎚ 의 평균 표면 조도 Ra 를 가지며, x 는 1.0 내지 2.0 인, 투명 SiOx 박막; 및 20 내지 35 ㎚ 의 두께, 3 내지 15 wt% 의 SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율을 가지는 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 구비하며, 투명 도전성 박막이 투명 SiOx 박막을 통하여 투명 기재막의 일면 상에 배치되는, 투명 도전성 막을 제공한다.
투명 도전성 막

Description

투명 도전성 막 {TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM}
도 1 은 본 발명에 따른 투명 도전성 막에 관한 실시예를 보여주는 단면도.
도 2 는 본 발명에 따른 투명 도전성 막의 다른 실시예를 보여주는 단면도.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 : 투명 기재막
2 : 투명 SiOx 박막
3 : 투명 도전성 박막
4 : 투명 점착층
5 : 투명 기판
6 : 하드 코팅 처리층
삭제
본 발명은 터치 패널에 이용되는 투명 기재막을 가지는 투명 도전성 막, 투명 도전성 막의 제조방법, 및 투명 도전성 막을 가지는 터치 패널에 관한 것이다.
일반적으로, 가시광선 영역에서 광을 통과시키고 전기 도전성을 가지는 박막은, 예를 들어, 액정 디스플레이 및 전계 발광 디스플레이와 같은 디스플레이 시스템, 예를 들어, 터치 패널과 같은 투명 전극에 이용되고, 투명 물건의 전자기파에 관한 대전 방지수단 및 컷오프에 이용된다. 그러한 투명 도전성 박막으로서, 그 위에 인듐 산화물의 박막이 형성되는 판유리를 포함하는 소위 도전성 유리가 종래에 사용되었다. 그러나, 유리는 기재로서 이용되기 때문에, 도전성 유리는 유연성 및 처리율 면에서 열등하고 용도에 따라 몇몇 경우에는 이용될 수 없다.
따라서, 최근 몇 년간, 폴리에틸렌 테레프탈레이트를 기재로서 포함하는 다양한 종류의 플라스틱 막을 이용하는 도전성 박막이 예를 들어, 유연성, 처리율, 내충격성, 광 중량과 같은 다양한 이점들에 관하여 이용되었다 (참조문헌 1 및 2 참조).
그러나, 이러한 종류의 도전성 박막은 박막 표면의 광의 반사율이 매우 크므로, 투명도, 내찰상성 및 내굴곡성에 있어서 열등하고, 이용하는 동안에 스크래치에 영향을 받기 쉬우며, 그것에 의해 전기적 저항 또는 단선을 증가시키고, 또한, 높은 온도 및 높은 습도에서의 내환경성에 있어서 열등하다. 특히, 최근 몇 년간, 스마트 폰 및 자동차 네비게이터에 이용되는 터치 패널 시장이 커지고 있고, 높은 온도 및 높은 습도에서의 내환경성의 향상이 강하게 요구되고 있다.
본 발명자는, 투명 기재막의 일면에 SiO2 박막과 같은 투명 절연성 박막을 형성하고, SiO2 박막 상에 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 형성하고, 점착층을 사이에 두고 투명 기재막의 반대 측면 상에 투명 기판을 적층함으로써, 투명도, 내찰상성 및 내굴곡성이 향상된 투명 도전성 적층체를 획득하는 것을 제안했다 (특허문헌 3 참조). 그러나, 높은 온도 및 높은 습도에서의 내환경성에 있어서의 향상은 투명 도전성 적층체로는 여전히 불충분하다.
내환경성의 향상을 위해 투명 기재막에 제공되는 투명 도전성 박막의 두께를 증가시키는 것이 효과적이다. 그러나, 막의 두께가 증가하는 경우, 투명 도전성 적층체의 표면 저항치가 감소하고, 따라서 터치 패널에 적합한 표면 저항치를 얻을 수 없다.
[특허문헌 1] JP 10-330916 A
[특허문헌 2] JP 2000-81952 A
[특허문헌 3] JP 2002-326301 A
본 발명의 목적은, 물체의 현존 상태를 고려하여, 터치 패널 등의 이용에 적합한 표면 저항치를 가지며, 높은 온도 및 높은 습도 환경에서의 신뢰성이 우수한, 즉, 내습성 및 내열성이 우수한 투명 도전성 막을 제공하는 것이다.
본 발명자는 이 문제를 검토하기 위해 열심히 연구했다. 그 결과로서, 투명 SiOx 박막, 특히 투명 SiO2 박막을 투명 기재막의 일면에 형성하고, 투명 SiOx 박막 상에 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 형성함으로써, 투명하고 내찰상성 및 내굴곡성이 향상된 투명 도전성 막을 획득하는 것에 있어서, 투명 SiOx 박막이 진공 증착법, 스퍼터링법 및 이온 도금법 등의 건식 박막 형성법 (즉, 건식 프로세스) 에 의해 형성될 경우 투명 SiOx 박막의 표면이 조면화되고, 그 결과 투명 SiOx 박막의 조면화에 따라 획득된 도전성 박막에서의 표면 저항치가 졸-겔 법 등의 습식 코팅법 (즉, 습식 프로세스) 에 의한 막 형성에 비해서 높게되고, 따라서 터치 패널 등의 사용에 적합한 높은 표면 저항치를 얻을 수 있다는 것을 알아냈다.
또한, 표면이 거친 SiOX 박막을 형성하고 그 후 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 형성하는 것과 관계하여, 복합 산화물에서의 SnO2 함유량이 다소 많은 양으로 설정되는 경우에, 투명 도전성 막의 내습성 및 내열성에 관한 좋은 결과가 얻어질 수 있고, 따라서 높은 온도 및 높은 습도에서의 신뢰도가 크게 향상될 수 있다.
지식에 기초한 추가 실험 및 연구의 결과로서, 본 발명이 달성되었다. 본 발명은 주로 이하의 항목들에 관계된다.
1. 투명 기재막; 10 내지 100 ㎚ 의 두께, 1.40 내지 1.80 의 굴절률 및 0.8 내지 3.0 ㎚ 의 평균 표면 조도 Ra 를 가지며, x 는 1.0 내지 2.0 인 투명 SiOX 박막; 및 20 내지 35 ㎚ 의 두께 및 3 내지 15 wt％ 의 SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율을 가지는 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 구비하며, 투명 도전성 박막은 투명 SiOX 박막을 사이에 두고 투명 기재막의 일면 상에 배치되는, 투명 도전성 막.
2. 항목 1 에 따른 투명 도전성 막으로서, 투명 도전성 막은 250 내지 500 Ω/□ 의 표면 저항치를 가지는 표면을 가지며, 투명 도전성 막은 85 ℃ 및 85 %RH 에서 500 내지 1000 시간 동안 방치 후, 1.5 이하의 표면 저항치 변화율을 갖는, 투명 도전성 막.
3. 항목 1 또는 2 에 따른 투명 도전성 막으로서, 투명 기재막은 2 내지 200 ㎛ 의 두께를 가지는, 투명 도전성 막.
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4. 항목 3 에 따른 투명 도전성 막은: 투명 점착층; 및 투명 점착층을 사이에 두고, 투명 도전성 박막이 배치된 측의 반대측인, 투명 기재막의 나머지 측에 배치된 투명 기판을 더 구비하는, 투명 도전성 막.
5. 스페이서를 개재하여 서로 대향하도록 배치되는, 도전성 박막을 각각 가지는 한 쌍의 패널 판을 구비하는 터치 패널로서, 상기 한 쌍의 패널 판 중 하나 이상의 패널은 항목 1 또는 2 에 기재된 투명 도전성 막인, 터치 패널.
6. 건식 박막 형성법에 의해 투명 기재막의 표면 상에 투명 SiOx 박막을 형성하는 단계; 및 상기 투명 SiOx 박막 상에 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 투명 SiOx 박막은 10 내지 100 ㎚ 의 두께, 1.40 내지 1.80 의 굴절률, 및 0.8 내지 3.0 ㎚ 의 평균 표면 조도 Ra 를 가지고, x 는 1.0 내지 2.0 이고, 상기 투명 도전성 박막은 20 내지 35 ㎚ 의 두께, 3 내지 15 wt% 의 SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율을 가지는, 투명 도전성 막의 제조방법.
삭제
7. 항목 6 에 따른 투명 도전성 막의 제조 방법으로서, 건식 박막 형성법은 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 이온 도금법 중의 하나인, 투명 도전성 막의 제조 방법.
본 발명에서, SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율은 주석 산화물 (즉, SnO2) 과 인듐 산화물 (즉, In2O3) 의 총 중량에 대한 주석 산화물의 중량의 비율 (wt%) 을 의미한다.
본 발명에서, 투명 SiOX 박막은 SiOX 로 구성된 투명 박막을 의미한다.
본 발명에서 투명 기재막에 관한 물질은 특별히 제한되지 않는다. 그것에 관한 예로, 폴리에스테르 수지, 아세테이트 수지, 폴리에테르 술폰 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리비닐 염화 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리비닐 알콜 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리페닐린 황화물 수지, 폴리비닐리딘 염화물 수지, 및 (메타) 아크릴 수지가 포함된다. 그들 중에서, 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트 수지, 및 폴리올레핀 수지가 바람직하다.
투명 기재막으로서, 위의 물질을 포함하는 플라스틱 막이 바람직하다. 그것에 관한 두께는 바람직하게는 2 내지 200 ㎛ 이다. 투명 기재막이 터치 패널에 관하여 이용되는 경우에 있어서, 두께는 바람직하게는 투명도, 내찰상성, 및 내굴곡성의 측면으로부터 이용된다.
또한, 투명 기재막과 투명 기재막 상에 제공되는 SiOx 박막의 점착성을 향상하기 위해, 투명 기재막의 표면에 미리 스퍼터링 처리, 코로나 방전 처리, 화염 처리, 자외선 조사, 전자 빔 조사, 변환 처리, 산화와 같은 에칭 처리, 또는 언더코팅 처리와 같은 처리를 수행할 수도 있다. 또는, SiOx 박막을 제공하기 전에, 만약 필요하다면, 투명 기재막에 용매를 이용한 세정 또는 초음파 세정에 의한 먼지 제거 또는 클리닝을 수행할 수도 있다.
본 발명에서, x 가 1.0 내지 2.0 인 투명 SiOx 박막을, 진공 증착법, 스퍼터링법, 또는 이온 도금법과 같은 건식 박막 형성법에 의해 투명 기재막의 일면 상에 형성한다. SiOx 박막은 투명도, 내찰상성 및 내굴곡성의 관점에서 10 내지 100 ㎚ 의 두께를 가지고, 특히 바람직하게는 20 내지 80 ㎚ 이다. 박막의 광의 굴절률은 박막 자체의 물질 특성에 기초한 D-레이와 관련하여 1.40 내지 1.80 이고, 그것에 의해 투명도와 같은 특성에서 좋은 결과를 얻을 수 있다.
건식 박막 형성법을 사용함으로 인하여, SiOx 박막은 0.8 내지 3.0 ㎚ 의 평균 표면 조도 (Ra) 를 가지고, 특히 바람직하게는 1.0 내지 2.5 ㎚ 이다. 평균 표면 조도 (Ra) 가 0.8 ㎚ 미만인 경우, 표면의 불균일도가 너무 작아지고, 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막이 SiOx 박막 상에 두껍게 형성될 때, 표면의 저항치는 매우 낮아지게 된다. 평균 표면 조도 (Ra) 가 3.0 ㎚ 를 초과하는 경우에, 표면의 불균일도가 너무 커지고, 따라서 안정한 표면 저항치를 얻기가 어려울 수 있다.
본 발명에서, 그러한 SiOx 박막이 투명 기재막 상에 형성된 이후에, 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막은 SiOx 박막 상에 형성된다. 투명 도전성 박막은 건식 박막 형성법에 의해 형성된다. 본 발명에서, 건식 박막 형성법은 바람직하게는 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 이온 도금법 중의 하나이다.
투명 도전성 막은 20 내지 35 ㎚ 의 두께를 가지고, 특히 바람직하게는 25 내지 30 ㎚ 이다. 두께가 20 ㎚ 미만인 경우, 연속적인 막을 얻기가 어렵고, 표면 저항치가 너무 높아지기 쉽다. 반면에, 두께가 35 ㎚ 를 초과하는 경우, 투명 도전성 막의 투명도의 감소를 불러오기 쉽다.
본 발명에서, 투명 도전성 막은 바람직하게는 250 내지 500 Ω/□ 의 표면 저항치를 가지고, 500 내지 1000 시간 동안에 85 ℃ 및 85 %RH 에서 유지되도록 허용된 이후에 1.5 이하의 표면 저항치 변화율을 갖는 표면을 갖는다.
본 발명에서, 85 ℃ 및 85 %RH 에서 500 내지 1000 시간 동안 유지되도록 허용된 이후의 표면 저항치 변화율은, 85 ℃ 및 85 %RH 에서 500 내지 1000 시간 동안 유지되도록 허용된 이후의 투명 도전성 막의 표면 저항치와 초기 단계에서의 표면 저항치의 비율을 의미한다.
인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막은 바람직하게는 3 내지 15 wt% 의 SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율을 가지고, 특히 바람직하게는 5 내지 10 wt% 이다. 비율이 3 wt% 미만인 경우, 표면 저항치가 너무 높아지고, 좋은 재생도를 가지는 도전성 박막을 형성하기 어려우며, 이에 더하여, 내습성 및 내열성 특성이 저하되는 경향이 있다. 또한, 비율이 15 wt% 를 초과하는 경우, 도전성 박막의 결정도는 악화되고, 그것은 투명 도전성 막의 투명도의 감소와, 예를 들어, 전기 전도성과 같은 막 특성의 감소를 야기하기 쉽다.
그러한 도전성 박막을 형성하는 것에 관한 물질로서, 전술한 SnO2/(In2O3 + SnO2) 의 비율을 가지는 인듐-주석 복합 산화물이 일반적으로 이용되지만, 증착 또는 스퍼터링시의 산화 반응에 의해 전술한 비율을 가지는 인듐-주석 복합 산화물 형성이 가능한 인듐-주석 합금은 출발 물질로서 또한 이용될 수 있다.
따라서, 본 발명은 투명 기재막을 포함하는 투명 도전성 막으로서, 특히 2 내지 200 ㎛ 의 두께를 가지는 투명 기재막과, 특정한 표면 조도를 가지는 투명 SiOx 박막을 사이에 두고, 투명 기재막의 일면 상에 제공되는 SnO2 의 특정 함유량을 갖는 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 막을 제공한다.
투명 도전성 막은 그것이 터치 패널과 같이 다양하게 이용되는 것처럼 이용될 수 있다. 또한, 투명 도전성 막의 투명 기재막의 다른 측 상에, 즉, 투명 점착층을 사이에 두고 투명 도전성 박막이 배치된 측의 반대 측 상에, 투명 기판을 적층하는 것이 더욱 바람직하다.
그러한 투명 도전성 막에서, 점착층은 투명 기판의 일면 상에 제공될 수도 있고, 투명 도전성 막의 투명 기재막-측면은 점착층 상에 적층될 수도 있으며, 또는 이에 반하여, 점착층은 투명 도전성 막의 투명 기재막-측면 상에 제공될 수도 있고, 투명 기판은 점착층에 적층 될 수도 있다. 점착층의 형성은 후자의 경우에 연속적으로 수행될 수 있고, 따라서 후자의 경우가 생산성의 측면에서 보다 바람직하다.
투명도를 가지는 접착제는 특별한 제한 없이 점착층에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 아크릴 접착제, 실리콘 접착제, 및 고무 접착제가 바람직하게 이용된다. 점착층은 투명 기판의 점착 이후의 쿠션 효과에 의해 내찰상성 및 도전성 박막의 터치 패널에 관한 터칭 특성을 향상시키는 기능을 갖는다.
이러한 기능들의 더 나은 발휘의 관점으로부터, 점착층이 1×105 내지 1×107 dyn/㎠ 의 범위의 탄성 계수를 갖는 것이 바람직하다. 점착층의 탄성 계수가 1×105 dyn/㎠ 미만인 경우, 점착층은 비탄성이 되고 가압에 의해 쉽게 변형되며, 그 결과로서 투명 기재막과 도전성 박막에서도 불균일이 야기된다. 또한, 접착제는 프로세싱된 절단면으로부터 강제적으로 떨어지기 쉽고, 또한 내찰상성 및 도전성 박막의 터치 패널에 관한 터칭 특성의 개성 효과가 감소된다. 반면, 탄성 계수가 1×107 dyn/㎠ 을 초과하는 경우, 점착층은 단단해지고, 점착층의 쿠션효과를 기대할 수 없으며, 따라서 내찰상성 특성 및 도전성 박막의 터치 패널에 관한 터칭 특성이 향상될 수 없다.
또한, 전술한 바와 동일한 이유로, 점착층의 두께는 일반적으로 1 ㎛ 이상이고, 바람직하게는 5 내지 100 ㎛ 이다. 점착층의 두께가 1 ㎛ 미만인 경우, 점착층의 쿠션 효과를 또한 기대할 수 없고, 따라서 내찰상성 및 도전성 박막의 터치 패널에 관한 터칭 특성의 향상을 기대할 수 없다. 두께가 너무 두꺼운 경우, 투명도가 감소되고, 점착층 형성, 투명 기판의 적층에 관한 실현도, 제조 비용 면에서 좋은 결과가 얻어질 수 없다.
그러한 점착층을 통하여 적층된 투명 기판은 투명 기재막에 상당한 기계적 힘을 제공하는 것이고, 특히 컬링 (curling) 발생의 예방에 도움이 되며, 기판의 적층 이후에 유연성이 요구되는 경우, 6 내지 300 ㎛ 의 두께를 가지는 플라스틱 막이 일반적으로 이용되고, 유연성이 특별히 요구되지 않는 경우, 0.05 내지 10 ㎜ 의 두께를 가지는 판유리나 막-유사 또는 판-유사 플라스틱이 일반적으로 이용된다. 플라스틱 물질로서, 투명 기재막으로 설명된 동일한 물질이 예시된다.
만약 필요하다면, 그에 따라 제조된 투명 도전성 막은, 투명 기판의 외부 표면 상 (점착성 측의 반대 측면) 에서, 시인성 향상의 목적을 위한 안티-글레어층 및 안티-반사층, 외부 표면 보호의 목적을 위한 하드 코팅 처리된 층과 함께 제공될 수도 있다. 하드 코팅된 프로세스 층으로서, 컬링 수지를 포함하는 컬링된 막, 예를 들어, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 알카이드 수지, 아크릴 수지, 및 실리콘 수지가 바람직하게 이용된다.
또한, 전술한 안티-글레어층, 안티-반사층, 및 하드 코팅 처리된 층은 투명 기판으로 적층되지 않은 종류의 투명 도전성 막상에 직접 제공될 수 있다. 즉, 투명 기재막의 두께는 전술한 두께 범위에서 가능한 두께 값으로 설정되고, 전술한 각각의 층은 도전성 박막이 형성되는 측면의 반대쪽 투명 기재막 측면 상에 제공될 수도 있다.
도 1 은 본 발명의 투명 도전성 막에 관한 실시예이다. 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 막 (3) 은 SiOx 박막 (2) 을 사이에 두고 투명 기재막 (1) 의 일면 상에 제공되고, 하드 코팅 처리된 층 (6) 은 다른 측면 상에 제공된다.
도 2 는 본 발명의 투명 도전성 막에 관한 실시예이다. 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막 (3) 이 SiOx 박막 (2) 을 사이에 두고 투명 기재막 (1) 의 일면 상에 제공되고, 투명 기판 (5) 은 투명 점착층 (4) 을 통하여 투명 기재막 (1) 의 다른 측면 상에 적층되고, 하드 코팅 처리된 층 (6) 은 투명 기판 (5) 의 다른 측면 상에 제공된다.
하나 이상의 패널을 이용하여, 도전성 박막이 서로 대향하도록 스페이서를 사이에 두고 각각이 카운터 위치에 정렬되는 도전성 박막을 가지는 한 쌍의 패널 판으로서, 각각의 패널판이 투명 도전성 막 또는 전술한 구성을 가지는 투명 도전성 막, 특히 바람직하게는 투명 접착제를 사이에 두고 투명 기판을 더 구비하는 투명 도전성 막을 포함하는 터치 패널에 있어서, 내습성 및 내열성이 우수하고 높은 온도 및 높은 습도에서의 신뢰성이 우수한 터치 패널이 본 발명에 따라 제공될 수 있다.
본 발명에 따른 투명 도전성 막은 적당한 표면 저항치와 우수한 내습성 및 내열성을 갖고, 따라서 높은 온도 및 높은 습도 하의 내환경성에서 우수함이 요구되는 다양한 용도에 적용될 수 있다.
실시예
본 발명은 이제 실시예 및 비교예들을 참조로 더욱 상세하게 설명되지만, 본 발명이 그것들에 한정되는 것으로 이해해서는 안된다. 실시예에서 "부분" 은 다르게 지시되지 않는다면 "중량부" 를 의미한다.
각각의 박막의 광의 굴절률은 Abbe 굴절계로 측정된 값이다. 각각의 SiOx 박막의 평균 표면 조도는 원자력 현미경 (Digital Instruments Corp. 제조 AFM, 나노스코프 (Nanoscope) IIIa+D3000) 에 의해 측정하였다.
실시예 1
투명 도전성 막의 제조
25 ㎛ 의 두께를 가지는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (이하에서는 "PET" 라 한다) 막의 투명 기재막의 일면에서, 30 ㎚ 의 두께와 1.46 의 광의 굴절률을 가지는 SiOx (x = 2.0) 박막이 진공 증착법에 의해 형성된다. SiOx 박막의 평균 표면 조도는 2.0 ㎚ 이다.
다음으로, 25 ㎚ 의 두께와 2.00 의 광의 굴절률을 가지는 인듐-주석 복합 산화물 (이하에서는 ITO 박막 이라 한다) 을 포함하는 투명 도전성 박막이, 반응성 스퍼터링법에 의해 4×10-3 Torr 의 80 % 아르곤 기체 및 20 % 산소 기체로 된 공기 중에서 산화물 (In2O3) 및 5 wt% 의 주석 산화물 (SnO2) 을 포함하는 소결 재료를 이용하여 SiOx 박막 상에서 형성되고, 그것에 의해 투명 도전성 막이 얻어진다.
하드 코팅 처리된 막의 제조
광중합 (photopolymerization) 의 개시제로서 하이드록시-사이클로헥실 페닐 케톤(Irgacure 184, Ciba Specialty Chemicals Inc. 제조) 5 중량부를 아크릴-우레탄 수지 (Dainippon Ink and Chemicals Inc. 제조 Unidic 17-806) 의 100 중량부에 더하고, 50 wt% 의 농도까지 톨루엔을 희석하는 것에 의해 얻어진 용매는 125 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 한 측면 상에서 코팅되고, 3 분 동안 100 ℃ 에서 건조되며, 즉시 2개의 오존 타입 고압 수은 램프 (80 W/㎝, 15 ㎝ 커버링 타입) 를 이용하여 UV 조사되어 5 ㎛ 의 두께를 가지는 하드 코팅 처리된 층을 형성하고, 그것에 의해 하드 코팅 처리된 막이 얻어진다.
투명 도전성 적층 막의 제조
(100/2/5 의 중량 비율로 부틸아크릴산, 아크릴 산 및 비닐 아세테이트를 포함하는 아크릴 혼성 중합체의 100 부분에 이소 시아네이트 가교제의 1 부분의 혼합에 의해 얻어진) 1×106 dyn/㎠ (10 N/㎠) 로 조절된 탄성계수를 가지는 투명 아크릴계 점착층은 하드 코팅 처리된 막의 하드 코팅 처리된 층의 반대 측면 상에서 약 20 ㎛ 의 두께로 형성되고, 전술한 투명 도전성 막의 투명 기재막 측면은 점착층 상에서 적층되고, 그것에 의해 하드 코팅 처리된 투명 기판을 가지는 투명 도전성 막이 얻어진다. 이하에서는, 투명 기판을 가지는 투명 도전성 막은 투명 도전성 적층 막으로서 언급된다.
터치 패널의 제조
스위칭 본체 구조로서의 터치 패널이 제조되는데, 여기서 투명 도전성 적층 막은 한 측면의 패널 판으로서 이용되고, 30 ㎚ 의 두께를 가지는 ITO 박막이 전술한 바와 같은 방식으로 그 위에 형성되는 판 유리가 다른 측면의 패널 판으로서 이용되며, 양 패널 판은 모두 10 ㎛ 의 두께를 가지는 스페이서를 통하여 카운터 위치에 정렬되고 따라서 ITO 박막은 서로 반대로 향하게 된다. 카운터 위치 정렬에 우선하여, 양 패널 판의 각각의 ITO 박막은 은 전극을 형성하여 서로 직교하게 된다.
실시예 2
ITO 박막의 두께가 30 ㎚ 로 변경되는 것을 제외하고는, 투명 도전성 막은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
실시예 3
90 wt% 의 인듐 산화물 및 10 wt% 의 주석 산화물을 포함하는 소결 재료가 이용되는 것을 제외하고는, 투명 도전성 막은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
실시예 4
ITO 박막의 두께가 30 ㎚ 로 변경되는 것을 제외하고는, 투명 도전성 막은 실시예 3 에서와 동일한 방식으로 제조된다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
실시예 5
97 wt% 의 인듐 산화물 및 3 wt% 의 주석 산화물을 포함하는 소결 재료가 이용되고, ITO 박막의 두께가 30 ㎚ 로 변경되는 것을 제외하고는, 투명 도전성 막은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
실시예 6
97 wt% 의 인듐 산화물 및 3 wt% 의 주석 산화물을 포함하는 소결 재료가 이용되고, ITO 박막의 두께가 35 ㎚ 로 변경되는 것을 제외하고는, 투명 도전성 막은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
실시예 7
125 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 투명 기재막의 한 측면 상에서, SiOx 박막 및 ITO 박막이 이 순서대로 실시예 3 에서와 동일한 방식으로 형성되고, 하드 코팅 처리된 층은 다른 측면 상에서 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 형성되며, 그것에 의하여 하드 코팅 처리된 층을 가지는 투명 도전성 막이 형성된다. 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
비교예 1
(2 wt% 의 에탄올 고체 농도를 가지는 (COLCOAT CO., LTD.에 의해 제조된) COLCOAT P 를 희석시킴에 의해 얻어진) 실리카 졸은, 25 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 투명 기재막의 한 측면 상에서 실리카 코팅법에 의해 코팅되고, 2 분 동안 150 ℃ 에서 가열하는 것에 의해 건조되어 경화되며, 그것에 의해 30 ㎚ 의 두께와 1.44 의 광의 굴절률을 가지는 SiOx (x=2.0) 박막이 형성된다. SiOx 박막의 평균 표면 조도는 0.5 ㎚ 이다.
ITO 박막은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 SiOx 박막 상에서 형성되고, 그것에 의하여 투명 도전성 막이 얻어진다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
비교예 2
SiOx 박막은 25 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 투명 기재막의 한 측면 상에서 비교예 1 과 동일한 방식으로 형성되고, 그 후 ITO 박막은 실시예 3 에서와 동일한 방식으로 형성되며, 그것에 의하여 투명 도전성 막이 얻어진다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
비교예 3
SiOx 박막은 25 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 투명 기재막의 한 측면 상에서 비교예 1 과 동일한 방식으로 형성되고, 그 후 ITO 박막은 실시예 4 에서와 동일한 방식으로 형성되며, 그것에 의하여 투명 도전성 막이 얻어진다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
비교예 4
SiOx 박막은 25 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 투명 기재막의 한 측면 상에서 비교예 1 과 동일한 방식으로 형성되고, 그 후 ITO 박막은 실시예 5 에서와 동일한 방식으로 형성되며, 그것에 의하여 투명 도전성 막이 얻어진다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
비교예 5
SiOx 박막은 25 ㎛ 의 두께를 가지는 PET 막의 투명 기재막의 한 측면 상에서 비교예 1 과 동일한 방식으로 형성되고, 그 후 99 wt% 의 인듐 산화물 및 1 wt% 의 주석 산화물을 포함하는 소결 재료를 이용하여 35 ㎚ 의 두께를 가지는 ITO 박막이 형성되며, 그것에 의하여 투명 도전성 막이 얻어진다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
비교예 6
35 ㎚ 의 두께를 가지는 ITO 박막이 99 wt% 의 인듐 산화물 및 1 wt% 의 주석 산화물을 포함하는 소결 재료를 이용하여 형성되는 것을 제외하고는, 투명 도전성 막은 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다. 투명 도전성 적층 막 및 터치 패널은 투명 도전성 막을 이용하여 실시예 1 에서와 동일한 방식으로 제조된다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6 에서의 각각의 투명 도전성 막에 있어서, SiOx 박막의 막 형성 프로세스, 막 두께, 굴절률, 및 평균 표면 조도와, 주석 산화물 (SnO2) 의 함유량과, ITO 박막의 막 두께가 아래의 표 1 에 요약되어 있다. 표 1 에서, 막 형성 프로세스 열에 속하는 "건식 프로세스" 는 진공 증착 프로세스이고, "습식 프로세스" 는 실리카 코팅 프로세스이다.
Figure 112006055930394-pat00005
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 6 (실시예 7 의 샘플은 하드 코팅 처리된 층을 가지는 투명 도전성 막임) 에서 제조되는 각각의 투명 도전성 적층 막에 있어서, 투명 도전성 막의 투명 도전성 막-측면의 표면 저항치 (Ω/□) 가 2-포인트 탐침법 (two-point probe method) 으로 측정된다. 또한, 각 샘플의 광 투과율과 내습성 및 내열성이 이하의 방법에 따라 측정된다. 그 얻어진 결과가 아래의 표 2 에 나타나 있다.
광 투과율
550 ㎚ 의 광이 파장에서의 가시의 광 투과율은, Shimadzu 사에 의해 제조된 스펙트럼 분석기 UV-240 으로 측정된다.
내습성 및 내열성
ITO 박막은 150 ℃ 에서 1 시간 동안의 열 처리에 의해 완전하게 결정화되고, 초기 단계에서의 표면 저항치 R0 가 측정된다. 다음으로, ITO 박막이 85 ℃ 85 %RH 하에서 500 시간 동안 있도록 한 이후의 표면 저항치 R500 과, 1000 시간 동안 있도록 한 이후의 표면 저항치 R1000 가 측정된다. R500/R0 및 R1000/R0 는 저항치 변화율로서 조사되고, 내습성 및 내열성은 이 값들로부터 계산된다.
Figure 112006055930394-pat00006
표 2 로부터, 실시예 1 내지 7 (실시예 7 의 샘플은 하드 코팅 처리된 층을 가지는 투명 도전성 막임) 에서의 각각의 투명 도전성 적층 막의 표면 저항치는 터치 패널에 적합한 250 내지 500 Ω/□ 의 범위에 있고, R500/R0 는 1.1 내지 1.3 의 범위에 있고, R1000/R0 는 1.1 내지 1.5 의 범위에 있으며, 따라서 모든 샘플은 내습성 및 내열성에 있어서 우수하다.
이와 반대로, SiOx 박막이 실리카 코팅 프로세스에 의해 형성되는 비교예 1 내지 4 에서의 투명 도전성 적층 막의 표면 저항치는 190 Ω/□ 이하만큼 낮다. ITO 박막의 SnO2 함유량이 낮은, 비교예 5 내지 6 에서, R500/R0 은 1.7 내지 1.8 의 범위에 있고, R1000/R0 는 2.7 내지 3.0 의 범위에 있으며, 따라서 이러한 샘플은 내습성 및 내열성에 있어서 명백히 열등하다.
따라서, 본 발명에서, 투명 기재막 상의 표면이 거칠게된 SiOx 박막과, SiOx 박막 상에서 특정한 SnO2 함유량을 가지는 인듐-주석 복합 산화물을 포함하고 터치 패널과 같은 이용에 적합한 높은 표면 저항치와 우수한 내습성 및 내열성을 가지는 투명 도전성 박막을 포함하는 투명 도전성 막이 얻어질 수 있다. 투명 도전성 막을 이용함에 의해, 스마트 폰이나 자동차 네비게이터에서 요구되는 높은 내습성 및 내열성을 가지는 터치 패널이 제공될 수 있다.
본 발명에 관하여 상세하게 설명되었으므로, 그리고 그것에 관한 특정한 실시예를 참조하여, 본 발명의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다.
본 출원은 2004 년 6 월 3 일에 출원된 일본 특허 공개 공보 제 2004-165802 호, 및 2005 년 2 월 8 일에 출원된 제 2005-031557 호를 기초로하고, 그것에 관한 내용은 여기에서 참조로서 병합된다.
본 발명에 의한 투명 도전성 막은 내습성 및 내열성에 있어서 우수한 표면 저항치를 가진다.

Claims (7)

  1. 투명 기재막;
    10 내지 100 ㎚ 의 두께, 1.40 내지 1.80 의 굴절률, 및 0.8 내지 3.0 ㎚ 의 평균 표면 조도 Ra 를 가지며, x 는 1.0 내지 2.0 인, 투명 SiOx 박막; 및
    20 내지 35 ㎚ 의 두께, 3 내지 15 wt% 의 SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율을 가지는 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 구비하며,
    상기 투명 도전성 박막은 상기 투명 SiOx 박막을 통하여 상기 투명 기재막의 일면 상에 배치되는, 투명 도전성 막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 도전성 막은 250 내지 500 Ω/□ 의 표면 저항치를 가지는 표면을 가지고,
    상기 투명 도전성 막은 85 ℃ 및 85 %RH 에서 500 내지 1000 시간 동안 있도록 방치후, 1.5 이하의 표면 저항치 변화율을 가지는, 투명 도전성 막.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 투명 기재막은 2 내지 200 ㎛ 의 두께를 가지는, 투명 도전성 막.
  4. 제 3 항에 있어서,
    투명 점착제층; 및
    상기 투명 기재막의 상기 투명 도전성 박막이 형성되는 면의 반대측의 다른 면상에, 상기 투명 점착층을 통하여 배치되는 투명 기판을 더 구비하는, 투명 도전성 막.
  5. 스페이서를 개재하여 서로 대향하도록 배치되는, 도전성 박막을 각각 가지는 한 쌍의 패널 판을 구비하는 터치 패널로서,
    상기 한 쌍의 패널 판 중 하나 이상의 패널은 청구항 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 투명 도전성 막인, 터치 패널.
  6. 건식 박막 형성법에 의해 투명 기재막의 표면 상에 투명 SiOx 박막을 형성하는 단계; 및
    상기 투명 SiOx 박막 상에 인듐-주석 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 박막을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 투명 SiOx 박막은 10 내지 100 ㎚ 의 두께, 1.40 내지 1.80 의 굴절률, 및 0.8 내지 3.0 ㎚ 의 평균 표면 조도 Ra 를 가지고, x 는 1.0 내지 2.0 이고,
    상기 투명 도전성 박막은 20 내지 35 ㎚ 의 두께, 3 내지 15 wt% 의 SnO2/(In2O3 + SnO2) 비율을 가지는, 투명 도전성 막의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 건식 박막 형성법은 진공 증착법, 스퍼터링법, 및 이온 도금법 중의 하나인, 투명 도전성 막의 제조방법.
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