KR101640615B1 - 투명 도전성 필름의 제조방법 - Google Patents

투명 도전성 필름의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투명 도전성 필름의 제조방법 및 그에 의해 형성된 투명 도전성 필름에 관한 것이다. 본 발명의 투명 도전성 필름의 제조방법은 기재의 적어도 일면의 양 끝단에 스페이서를 형성하는 단계; 및 상기 스페이서가 형성된 기재 면에 투명전극층을 형성하는 단계를 포함하며, 이로부터 형성된 투명 도전성 필름은 기재 상에 투명전극층을 증착할 때 상기 기재의 양 끝단에 스페이서를 제공하여 기재 사이에 전체적인 에어갭을 형성함으로써 눌림 현상을 유발하는 스팟 형태의 공기 포획을 사전에 방지하여 광학적, 전기적 물성이 우수하다.

Description

투명 도전성 필름의 제조방법{Method for preparing transparent conductive film}
본 발명은 눌림 현상(dent)이 개선되어 롤 형태로 제조할 수 있는 투명 도전성 필름의 제조방법에 관한 것이다.
단일 구조의 투명 도전성 필름을 롤 형태로 제작함에 있어서 일반적인 롤 필름 형태로 증착을 하면 기재의 경도 증가를 위해 추가한 하드코팅층과 기재의 광특성 개선을 위해 추가한 언더코팅층의 슬립성이 부족하여 공기 또는 다양한 이물이 롤 필름 내부에 스팟 형태로 포획되고, 이 공기는 추후 기재 눌림 현상(덴트, dent)으로 발전하게 된다. 이는 진공이라는 특수한 환경 때문에 더욱 심하게 형성된다. 즉, 기재의 두께가 커질수록 투명전극층의 진공 증착 시 공기 등이 롤 사이에 포획되어 그 안에 갇히게 되면서 롤 공정 동안 눌림 현상으로 진행되는 것이다. 이러한 눌림 현상은 빛의 왜곡을 유발하거나 전기적 물성의 부분적인 차이를 유발할 수 있어 제거해야 하는 요인이다. 슬립성 개선과 투명성 확보는 상반되는 물성으로 슬립성을 개선하면 투명성이 저하되고 투명성을 개선하면 슬립성이 저하된다. 보통 슬립성을 개선하기 위해 입자를 첨가하거나 표면 요철을 구현하는데 이는 헤이즈 증가의 원인이 된다.
따라서, 기재의 투명성을 확보하면서 필름 내부에 공기가 포획되어 눌림 현상을 발생시키는 것을 방지하는 기술이 요구되는 실정이다.
1. 대한민국 등록특허 제626128호, 2005.05.18 2. 일본 공개특허 제2004-199643호, 2004.07.15 3. 미국 공개특허 제2007-0122542호, 2007.05.31
본 발명은 기재 눌림 현상을 개선할 수 있는 투명 도전성 필름의 제조방법 및 그에 의해 형성된 투명 도전성 필름에 관한 것이며, 롤 필름 형태로 투명전극층을 증착할 때 공기가 롤 내부에 스팟 형태로 포획되어 발생하는 기재 눌림 현상을 억제하여 광학적, 전기적 물성이 우수한 투명 도전성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 양상은 기재의 적어도 일면의 양 끝단에 스페이서를 형성하는 단계; 및
상기 스페이서가 형성된 기재 면에 투명전극층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 도전성 필름의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 다른 양상은 상기 제조방법에 의해 형성된 투명 도전성 필름으로서, 기재 상부에 투명전극층을 포함하며, 투명전극층의 단위 면적당 덴트(dent) 수가 10개 미만인 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 제조방법은, 단일 구조의 투명 도전성 필름을 롤 형태로 제작함에 있어서 기재 상에 투명전극층을 증착할 때 상기 기재의 적어도 일면의 양 끝단에 스페이서를 형성하여 기재 사이에 전체적인 에어갭을 형성함으로써 눌림 현상을 유발하는 스팟 형태의 공기 포획을 사전에 방지하여 무결점의 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다.
상기 기재는 플라스틱 필름 등 투명성이 좋은 소재를 사용하는 것이 좋다. 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌 황화물계 수지 등의 각종 합성수지의 필름을 들 수 있으며, 특히, 고강도이며 염가이기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어진 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름이 바람직하다. 기재는, 단층이어도 되고, 동종 또는 이종의 2층 이상의 다층이어도 된다.
상기 기재는 롤 형태로 제작 시 공기 포획에 따른 눌림 현상으로 인해 기존에는 두께 제한이 있으나, 본 발명은 상기 기재의 양 끝단에 스페이서를 형성함으로써 눌림 현상을 방지할 수 있어 상기 기재의 두께 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 25 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 180 ㎛, 더욱 바람직하게는 75 ㎛ 내지 125 ㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다.
상기 기재의 일면 또는 양면의 양 끝단에는 스페이서를 형성할 수 있다. 예를 들어, 일면에 스페이서를 형성한 경우, 다른 일면에는 스페이서를 형성하지 않음으로써 편평한 표면을 제공할 수도 있으며, 양면에 스페이서를 형성한 경우에는 스페이서로 인해 제공할 수 있는 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 스페이서는 열가소성 수지, 부직포, 우레탄 발포시트, 또는 폴리에틸렌 발포체 시트 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
상기 스페이서는 두께가 10 ㎛ 내지 100 ㎛이고, 너비가 5 mm 내지 100 mm일 수 있다.
상기 스페이서는 기재 표면에 적층하여 라미네이팅하는 방식으로 플라스틱 기재 필름 상에 형성될 수 있다. 예를 들어, 기재를 권취할 때 스페이서를 삽입하여 기재의 표면에 적층하는 라미네이팅 방식을 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 투명 도전성 필름의 제조방법은 상기 기재에 스페이서를 형성하기 전에 상기 기재 상부에 언더코팅층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 즉, 상기 스페이서는 기재 상에 형성된 언더코팅층의 양 끝단에 형성될 수 있다. 상기 기재 상에 언더코팅층을 형성함으로써 기재에서 가스가 발생하는 것을 방지하여 기재에 투명전극층을 접착성 좋게 증착할 수 있다.
상기 언더코팅층은 유기물, 무기물 또는 이들의 복합물로 형성된 유기층, 무기층 또는 유기-무기 복합층인 것이 좋다. 상기 유기층, 무기층 또는 유기-무기 복합층은 유기 실란 화합물 또는 유기 실란 화합물 및 금속 알콕사이드를 포함할 수 있다.
상기 유기층, 무기층 또는 유기-무기 복합층을 형성하기 위한 조성물은 적절한 충진제, 용매 및 중합촉매를 더 포함할 수 있다.
상기 유기물질로는 열 또는 UV 경화가 가능한 유기물로 이루어진 수지를 사용할 수 있고, 아크릴, 우레탄 등의 유도체를 포함하는 수지를 사용할 수 있다.
상기 유기 실란은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 할 수 있다. 이때, 2종 이상의 유기 실란 화합물을 사용할 경우 가교가 가능해야 한다:
[화학식 1]
(R1)m-Si-X(4-m)
상기 식에서,
X는 서로 같거나, 다를 수 있으며, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 12의 알콕시, 아실옥시, 알킬카보닐, 알콕시카보닐, 또는 -N(R2)2(여기서, R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬)이고, R1은 서로 같거나, 다를 수 있으며, 탄소수 1 내지 12의 알킬, 아케닐, 알키닐, 아릴, 아릴알킬, 알킬아릴, 아릴알케닐, 알케닐아릴, 아릴알키닐, 알키닐아릴, 할로겐, 치환된 아미노, 아마이드, 알데히드, 케토, 알킬카보닐, 카르복시, 머캅토, 시아노, 하이드록시, 탄소수 1 내지 12의 알콕시, 탄소수 1 내지 12의 알콕시카보닐, 설폰산, 인산, 아크릴옥시, 메타크릴옥시, 에폭시 또는 비닐기이고, 이때 산소 또는 -NR2(여기서, R2는 수소 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬)가 라디칼 R1과 Si 사이에 삽입되어 -(R1)m-O-Si-X(4-m) 또는 (R1)m-NR2-Si-X(4-m)로 될 수도 있으며, m은 1 내지 3의 정수이다.
상기 유기 실란의 예로는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 페닐디메톡시실란, 페닐디에톡시실란, 메틸디메톡시실란, 메틸디에톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리페닐메톡시실란, 트리페닐에톡시실란, 페닐디메틸메톡시실란, 페닐디메틸에톡시실란, 디페닐메틸메톡시실란, 디페닐메틸에톡시실란, 디메틸메톡시실란, 디메틸에톡시실란, 디페닐메톡시실란, 디페닐에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, p-아미노페닐실란, 알릴트리메톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필디이소프로필에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, n-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등이 있다.
상기 금속 알콕사이드는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다:
[화학식 2]
M-(R3)z
상기 식에서,
M은 알루미늄, 지르코늄 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 금속을 나타내며, R3는 서로 같거나 다를 수 있으며, 할로겐, 탄소수 1 내지 12의 알킬, 알콕시, 아실옥시, 또는 하이드록시기이며, z는 3 또는 4의 정수이다.
상기 충진제는 금속, 유리분말, 다이아몬드분말, 실리콘옥사이드(SiOx, 여기서 x는 2-4의 정수임), 클레이벤토나이트, 스펙타이트, 카올린 등), 칼슘 포스페이트, 마그네슘 포스페이트, 바리움 설페이트, 알루미늄 프루오라이드, 칼슘 실리케이트, 마그네슘 실리케이트, 바리움 실리케이트, 바리움 카보네이트, 바리움 히드록시드, 알루미늄 실리케이트 등의 물질 중에서 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 통상의 부분 가수분해 반응에 사용되는 용매를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 알코올 및 증류수를 사용할 수 있다.
또한, 촉매 역시 특별히 한정되지는 않으며, 산, 또는 염기 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 염산, 아세트산, 질산, 포름산, 옥살산을 사용하는 것이 좋다.
상기 충진제, 용매 및 촉매의 사용량은 필요에 따라 첨가되는 것으로서 특별히 한정되지는 않는다.
상기 언더코팅층에서 유기 실란의 함량은 20 내지 99.99 중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 50 내지 99 중량%, 더욱 바람직하게는 70 내지 99 중량%가 좋다. 또한, 상기 금속 알콕사이드의 함량은 0.01 내지 80 중량%로 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 0.01 내지 70 중량%으로, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 20 중량%으로 사용하는 것이 좋다.
상기 언더코팅층의 두께는 10 nm 내지 4000 nm인 것이 좋다. 보다 바람직하게는 10 nm 내지 150 nm인 것이 좋다. 상기 두께가 10 nm 미만인 경우 표면 전체를 균일하게 커버하지 못할 수 있고, 4000 nm를 초과하는 경우에는 투명성의 향상을 기대하기 어렵고, 표면 크랙(crack)을 만들 우려가 있다.
상기 언더코팅층은 투명 도전성 필름의 광학적 특성을 향상시키기 위해, 저굴절율층 및 고굴절층의 2개의 층으로, 또는 상기 저굴절율층과 고굴절율층을 교대로 증착하여 형성한 다중층으로 구성될 수도 있다.
상기 언더코팅층의 코팅 방식은 특별히 제한되지 않으며, 통상의 방법, 예를 들어, 스핀코팅, 딥코팅, 스프레이 코팅 등의 습식 코팅(wet coating)으로 형성될 수 있다.
상기 기재는 언더코팅층 또는 투명전극층이 형성되기 전에 이접착이 가능하도록 표면에 통상의 방법에 따라 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 처리 등의 적절한 접착 처리가 수행되어 있을 수 있다.
상기 투명전극층은 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 스프레이 열분해법, 화학 도금법, 전기 도금법 또는 상기 중 2종 이상의 방법을 조합한 코팅 층 형성법으로 형성할 수 있고, 바람직하게는 진공 증착법 또는 스퍼터링법으로 기재의 상부, 즉, 스페이서 상부 및 스페이서 사이의 기재 상부에 형성될 수 있다.
상기 투명전극층은 Si, Ti, Sn, Nb, In, Mg, Ta 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 산화물, 질화물 또는 산질화물로 형성될 수 있다. 예컨대, 인듐 옥사이드(indium oxide), 틴 옥사이드(tin oxide), 진크 옥사이드(zinc oxide), 인듐 옥사이드-틴 옥사이드(indium oxide-tin oxide)(ITO), 안티모니 옥사이드-틴 옥사이드(antimony oxide-tin oxide)(ATO), 또는 진크 옥사이드-알루미늄 옥사이드(zinc oxide-aluminium oxide)(ZAO) 등을 사용할 수 있다. 보다 구체적으로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용할 수 있다.
상기 투명전극층은 결정층 또는 비결정층일 수 있다. 또한, 연속 피막의 형성 가능성, 도전성 및 투명성 등을 고려하여, 5 nm 내지 200 nm의 두께를 가질 수 있다. 보다 구체적으로는 10 nm 내지 150 nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께가 5 nm 미만인 경우 하부 언더코팅층의 표면을 전체적으로 커버하지 못하고 저항이 너무 커서 투명전극으로서의 기능을 수행하지 못하며, 200 nm를 초과하는 경우 투과도가 저하될 수 있다.
상기 투명전극층은 앵커층 또는 유전체층을 매개로 기재 상에 형성되어 있을 수도 있다. 앵커층 또는 유전체층은, 도전체 박막과 기재 필름 또는 기재와의 밀착성을 향상시키고, 내찰상성 또는 내굴곡성을 개선할 수 있다. 앵커층 또는 유전체층은, 예를 들면, SiO2, MgF2 또는 Al2O3 등과 같은 무기물; 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지 또는 실록산계 폴리머 등의 유기물 또는 상기 중 2종 이상의 혼합물을 사용하여 형성할 수 있고, 형성 방법으로는, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 또는 도공법 등을 채용할 수 있다. 앵커층 또는 유전체층은 통상적으로 약 100 nm 이하, 구체적으로는 15 nm 내지 100 nm, 보다 구체적으로는 20 nm 내지 60 nm의 두께로 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 투명 도전성 필름의 제조방법에 있어서, 상기 투명전극층이 형성된 기재의 다른 일면에 하드코팅층을 형성시키는 단계를 추가로 실시할 수 있다. 상기 하드코팅층은 터치 패널 제작 시 외부요인으로 인해 표면에 상처가 생기는 것을 방지함과 동시에 투과율을 높일 수 있다.
예컨대, 상기 하드코팅층은 아크릴 우레탄계 수지 또는 실록산계 수지 등의 경질 수지를 기재의 스페이서가 형성되지 않은 일면에 도포하고, 경화 처리하는 방법을 통하여 형성할 수 있고, 그 두께는 통상적으로 0.1 ㎛ 내지 30 ㎛ 정도일 수 있다.
상기 하드코팅층은 하나의 예시에서, 본 발명의 투명 도전성 필름의 기재와 같거나 다른 종류의 기재 또는 기재 필름의 일면에 형성되며, 상기 기재의 다른 일면에는 점착제층이 형성되어 있어 상기 점착제층에 의해 본 발명의 투명 도전성 필름의 기재 일면에 부착하게 된다.
상기 점착제층은 아크릴계, 실리콘계, 고무계, 폴리에스테르계, 또는 우레탄계 등을 사용할 수 있으며, 표시장치의 시인성을 저해시키지 않는 투명성을 갖는 것이라면 특별히 제한하지는 않는다.
상기 점착제층의 두께는 5 내지 75 ㎛, 바람직하게는 15 내지 35 ㎛일 수 있다. 상기 점착제층의 두께가 5 ㎛ 미만인 경우에는 하드한 기재에 부착 시 젖음성(wetting) 저하로 인한 점착력 저하가 우려되고, 75 ㎛ 를 초과하게 되면 점착제층의 기포, 겔 등의 이물 유입의 확률이 높아진다.
또한, 본 발명의 투명 도전성 필름의 제조방법에 있어서, 투명전극층과 하드코팅층이 양쪽 면에 각각 형성된 투명 도전성 필름으로부터 스페이서를 제거하거나, 상기 스페이서가 삽입된 상태로 권심에 감는 권취 단계를 실시할 수 있다.
본 발명의 다른 양상은 본 발명의 제조방법에 의해 형성된 투명 도전성 필름으로서, 기재 상부에 투명전극층을 포함하며, 투명전극층의 단위 면적당 덴트(dent) 수가 10개 미만인 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
본 발명의 투명 도전성 필름은 단일 구조의 투명 도전성 필름을 롤 형태로 제작함에 있어서 기재 상에 투명전극층을 증착할 때 상기 기재의 양 끝단에 스페이서를 제공하여 기재 사이에 전체적인 에어갭을 형성함으로써 눌림 현상을 유발하는 스팟 형태의 공기 포획을 사전에 방지하여 광학적, 전기적 물성이 우수한 무결점의 투명 도전성 필름인 것을 특징으로 한다.
상기 기재는 투명전극층이 형성되는 상부면의 양 끝단에 스페이서를 포함하거나, 포함하지 않을 수 있다. 즉, 본 발명의 제조방법에 따라 제조된 투명 도전성 필름을 권심에 권취하는 과정에서 스페이서를 제거하거나 제거하지 않은 상태로 권취될 수 있다.
상기 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지 등의 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리페닐렌 황화물계 수지 등의 각종 합성수지의 필름을 들 수 있으며, 특히, 고강도이며 염가이기 때문에, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등으로 이루어진 폴리에스테르계 수지로 이루어진 필름 등 투명성이 좋은 소재일 수 있다. 상기 기재는, 단층이어도 되고, 동종 또는 이종의 2층 이상의 다층이어도 된다.
상기 기재는 양 끝단에 스페이서를 삽입함으로써 눌림 현상을 방지할 수 있어 상기 기재의 두께 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어,
25 ㎛ 내지 200 ㎛, 바람직하게는 50 ㎛ 내지 180 ㎛, 더욱 바람직하게는 75 ㎛ 내지 125 ㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다.
상기 스페이서는 열가소성 수지, 부직포, 우레탄 발포시트, 폴리에틸렌 발포체 시트 등을 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있으나, 이에 특별히 제한하는 것은 아니다.
상기 스페이서는 두께가 10 ㎛ 내지 100 ㎛이고, 너비가 5 mm 내지 100 mm일 수 있다.
상기 스페이서는 기재 표면에 적층하여 라미네이팅하는 방식으로 플라스틱 기재 필름 상에 형성될 수 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름은 기재에 대한 투명전극층의 접착성을 높여 반복 변형에 의한 투명전극층의 박리를 효과적으로 방지하기 위해 상기 기재 및 투명전극층 사이에 언더코팅층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 언더코팅층은 투명 도전성 필름의 강도를 향상시켜 마찰에 대한 내성을 높일 수 있다.
상기 언더코팅층의 형성 방법은 전술한 바와 같다.
상기 기재는 언더코팅층 또는 투명전극층이 형성되기 전에 이접착이 가능하도록 표면에 통상의 방법에 따라 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 처리 등의 적절한 접착 처리가 수행되어 있을 수 있다.
상기 투명전극층은 Si, Ti, Sn, Nb, In, Mg, Ta 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 산화물, 질화물 또는 산질화물로 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는 ITO(Indium Tin Oxide)를 사용할 수 있다.
상기 투명전극층은 연속 피막의 형성 가능성, 도전성 및 투명성 등을 고려하여, 5 nm 내지 200 nm의 두께를 가질 수 있다. 보다 구체적으로는 10 nm 내지 150 nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께가 5nm 미만인 경우 하부 언더코팅층의 표면을 전체적으로 커버하지 못하고 저항이 너무 커서 투명전극으로서의 기능을 수행하지 못하며, 200 nm를 초과하는 경우 투과도가 저하될 수 있다.
상기 투명전극층의 형성방법은 전술한 바와 같다.
또한, 본 발명의 투명 도전성 필름은 터치 패널 제작 시 외부요인으로 인해 표면에 상처가 생기는 것을 방지함과 동시에 투과율을 높이기 위해 상기 투명전극층이 형성된 기재의 다른 일면에 하드코팅층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층의 형성방법은 전술한 바와 같다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 투명 도전성 필름의 단면 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 의한 투명 도전성 필름(10)은 하드코팅층(14), 기재(13) 및 투명전극층(11)을 순차로 포함한다. 또한, 상기 투명전극층(11)의 양 끝단에는 스페이서(12)가 기재 상에 형성되어 있다.
또한, 도 3은 롤 형태로 권취된 상기 도 1의 투명 도전성 필름의 단면을 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 투명 도전성 필름의 단면 개략도이다. 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 구현예에 의한 투명 도전성 필름(20)은 언더코팅층(23)이 형성된 기재(24)의 일면의 양 단부에 스페이서(22)가 형성되어 있고, 상기 스페이서(22)가 형성된 기재 상부에는 투명전극층(21)이 형성되어 있으며, 상기 투명전극층이 형성된 기재(43)의 다른 일면에는 하드코팅층(25)이 형성되어 있다.
본 발명의 또 다른 양상은 눌림 현상이 개선된 본 발명의 투명 도전성 필름을 구비한 터치 패널에 관한 것이다.
본 발명의 터치 패널은, 플라스틱 기재 필름을 가지는 형태라면 그 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 저항막 방식의 터치 패널 또는 정전 용량 방식의 터치 패널일 수 있다.
플라스틱 기재 필름을 가지는 형태의 저항막 방식 터치 패널은, 예를 들면, 일면에 투명 도전성 필름이 형성된 투명한 플라스틱 기재 필름; 및 역시 일면에 투명 도전성 필름이 형성된 유리 또는 플라스틱 기재 필름이 각각 상부 및 하부 기재로 사용된다. 저항막 방식의 터치 패널에서는 상기 상부 및 하부 기재에 각각 형성된 투명 도전성 필름의 사이에, 스페이서가 형성되고, 펜 또는 손에 의한 눌림에 의하여 상기 2개의 도전체 박막이 접촉되면, 전류가 흐르면서 터치를 인식하는 방식이다.
플라스틱 기재 필름을 가지는 형태의 정전 용량 방식 터치 패널은, 각각 적어도 일면에 투명 도전성 필름이 형성되어 있는 2장의 기재의 상기 투명 도전성 필름끼리를 점착제층으로 부착하여 축전기(capacitor)를 구성한다. 상기에서 2장의 기재 중 적어도 1장의 기재는 투명 도전성 필름으로 구성되고, 터치에 의한 정전 용량(capacitance)의 변화에 의해 터치를 인식한다.
저항막 방식 또는 정전 용량 방식의 터치 패널을 구성하는 단위 부품은 다양하게 존재하지만, 기본이 되는 단위는 도 4 또는 5에 나타난 바와 같다.
도 4에 나타난 구조는, 일면에 하드코팅층이 형성되어 있는 기재(104)와 기재 필름(101)이 점착제층(103)에 의해 부착되어 있는 구조(100)이다. 도 4의 구조에서 기재(104) 또는 기재 필름(101)이 플라스틱 기재 필름일 수 있다. 한편, 도 5에 나타난 구조는, 정전 용량 방식의 터치 패널에 적용되는 구조(200)이고, 각각 일면에 투명 도전성 필름(202, 204)이 형성된 기재(201, 205)가 점착제층(203)에 의해 부착되어 있는 형태이다. 도 5의 구조에서 상부 기재(201) 또는 하부 기재(205)는 플라스틱 기재 필름일 수 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름은, 기재 상에 투명전극층을 증착 시 상기 기재 양 끝단에 스페이서를 제공하여 기재 사이에 전체적인 에어갭을 형성함으로써 광학적 전기적 물성에 악 영향을 미치는 눌림 현상을 유발하는 스팟 형태의 공기 포획을 사전에 방지하여 무결점 상태로 제조될 수 있다.
따라서, 본 발명에 따른 터치 패널은 LCD, 유무기 EL 표시 장치 등과 같은 다양한 분야에서 유용하게 사용될 수 있다.
도 1 내지 3은 본 발명의 하나의 예시에 따른 투명 도전성 필름을 나타내는 도면이다.
도 4 및 5는 본 발명의 하나의 예시에 따른 터치 패널의 구조를 나타내는 도면이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<실시예 1>
두께 125 ㎛의 PET 필름을 기재로 사용하였다. 우선, PET 필름의 일면에 UV 경화형 아크릴계 하드코팅제를 습식 코팅하여 두께 5 ㎛의 하드코팅층을 형성하였다.
하드코팅층이 형성된 PET 필름의 반대측 면에 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane), 테트라에톡시실란, 에틸알코올 및 증류수를 1:6:7:2의 중량비로 혼합하고 산 촉매를 첨가하여 25℃에서 24시간 동안 부분 가수분해 반응시켜 졸 상태의 조성물을 제조한 후 이를 상기 기재 상에 코팅하여 60℃에서 1분간 용매 건조 후 140℃의 대류 오븐에서 3분 동안 젤 반응을 진행하여 언더코팅층(굴절율 1.46)을 형성하였다. 상기 필름의 양 끝단에 두께 100 ㎛의 스페이서를 각각 점착제를 이용하여 라미네이팅 하였다.
이후, 아르곤 가스와 98.4%의 산소 가스 1.6%로 이루어진 5mTorr의 분위기 속에서 스퍼터링 방법을 이용하여 두께가 30nm인 ITO층을 증착하여 투명 전도성 필름을 제조하였다.
<비교예 1>
실시예 1에서 일면에 스페이서가 형성되지 않은 PET 필름 상에 ITO 층을 증착하는 것을 제외하고는 실시예 1에 준한 방식으로 투명 도전성 필름을 제작하였다.
<실험예 1> 덴트 비교
실험예 1과 비교예 1에 따라 제조된 샘플의 단위 면적당 덴트 수를 측정하였다. 상기 덴트는 기재 상에서 발견되는 타원형의 스팟 형태의 공기로 인해 생기는데, 하기 식에 따라 단위 면적당 사이즈가 0.3mm를 초과하는 것을 덴트라 정의하고 이를 측정하였다:
사이즈=(a+b)/2
여기서, a는 타원형 스팟의 가로 길이이고, b는 타원형 스팟의 세로 길이를 나타낸다.
측정 결과, 실시예 1의 경우 단위 면적당 사이즈가 0.3mm를 초과하는 덴트 개수는 10개 미만이었고, 비교예 1의 경우는 단위 면적당 사이즈가 0.3mm를 초과하는 덴트 개수가 10개 이상이었다.
10, 20, 30: 투명 도전성 필름 구조
11, 21, 31: 투명전극층 12, 22, 32: 스페이서
13, 24, 33: 기재 14, 25, 34: 하드코팅층
23: 언더코팅층 100, 200: 터치패널
104, 201, 205: 기재 102, 202, 204: 투명 도전성 필름
103, 203: 감압성 점착체층

Claims (23)

  1. 기재의 일면에는 언더코팅층을, 다른 일면에는 하드코팅층을 형성하는 단계;
    상기 언더코팅층의 양 끝단에 스페이서를 형성하는 단계; 및
    상기 스페이서가 형성된 언더코팅층에 투명전극층을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 투명전극층은 Si, Ti, Sn, Nb, In, Mg, Ta 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 산화물, 질화물 또는 산질화물로 형성된 것인, 투명 도전성 필름의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지 및 폴리페닐렌 황화물계 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 형성된 것인 투명 도전성 필름의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 기재는 25 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 투명 도전성 필름의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 열가소성 수지, 부직포, 우레탄 발포시트 및 폴리에틸렌 발포체 시트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 제조된 투명 도전성 필름의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 두께와 5 mm 내지 100 mm의 너비를 갖는 투명 도전성 필름의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 스페이서는 언더코팅층 표면에 적층하여 라미네이팅하는 방식으로 형성되는 투명 도전성 필름의 제조방법.
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 언더코팅층은 유기층, 무기층 또는 유-무기 복합층인 투명 도전성 필름의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극층은 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 스프레이 열분해법, 화학 도금법 및 전기 도금법으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 방법에 의해 기재 상부에 증착되는 투명 도전성 필름의 제조방법.
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)인 투명 도전성 필름의 제조방법.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명전극층의 두께는 5 nm 내지 200 nm인 투명 도전성 필름의 제조방법.
  13. 삭제
  14. 제 1 항에 있어서,
    투명전극층이 형성된 언더코팅층으로부터 스페이서를 제거하거나, 포함하여 권심에 감는 권취 단계를 더 포함하는 투명 도전성 필름의 제조방법.
  15. 제 1 항의 제조방법에 의해 형성된 투명 도전성 필름으로서,
    하드코팅층, 기재, 양 끝단에 스페이서가 형성된 언더코팅층 및 투명전극층 순으로 적층된 구조를 가지며,
    상기 투명전극층은 Si, Ti, Sn, Nb, In, Mg, Ta 및 Zn으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 산화물, 질화물 또는 산질화물로 형성되며,
    상기 투명전극층의 단위 면적당 덴트(dent) 수가 10개 미만인, 투명 도전성 필름.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 기재는 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지 및 폴리페닐렌 황화물계로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 형성된 것인 투명 도전성 필름.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 기재는 25 ㎛ 내지 200 ㎛의 두께를 갖는 투명 도전성 필름.
  18. 삭제
  19. 삭제
  20. 제 15 항에 있어서,
    상기 투명전극층은 ITO(Indium Tin Oxide)인 투명 도전성 필름.
  21. 제 15 항에 있어서,
    상기 투명전극층의 두께는 5 nm 내지 200 nm 인 투명 도전성 필름.
  22. 삭제
  23. 기재; 및
    상기 기재에 형성된 제15항 내지 제17항, 제20항 및 제21항 중 어느 한 항에 따른 투명 도전성 필름이 구비된 터치 패널.
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