KR101705642B1 - 투명 도전성 필름 - Google Patents

투명 도전성 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR101705642B1
KR101705642B1 KR1020140187012A KR20140187012A KR101705642B1 KR 101705642 B1 KR101705642 B1 KR 101705642B1 KR 1020140187012 A KR1020140187012 A KR 1020140187012A KR 20140187012 A KR20140187012 A KR 20140187012A KR 101705642 B1 KR101705642 B1 KR 101705642B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
film
conductive film
protective layer
layer
conductive
Prior art date
Application number
KR1020140187012A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160077447A (ko
Inventor
안호진
김용원
우상선
문혜경
김병남
Original Assignee
주식회사 효성
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 효성 filed Critical 주식회사 효성
Priority to KR1020140187012A priority Critical patent/KR101705642B1/ko
Publication of KR20160077447A publication Critical patent/KR20160077447A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101705642B1 publication Critical patent/KR101705642B1/ko

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04—Homopolymers or copolymers of esters
    • C09D133/06—Homopolymers or copolymers of esters of esters containing only carbon, hydrogen and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)

Abstract

광특성, 기계적 특성 및 플렉서블 특성이 우수한 투명 도전성 필름이 소개된다. 그 필름은 면저항 굴절율(R0) 100~180nm의 투명 기재 상에 도전성 금속입자가 도입된 도전층이 형성되고, 도전층에는 보호층이 형성된 적층체이다. 보호층은 나노 실리카를 함유하는 아크릴계 수지층이다.

Description

투명 도전성 필름{TRANSPARANT CONDUCTIVE FILM}
본 발명은 연성(flexible)의 투명 기판 상에 도전막이 형성된 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
투명 도전성 필름은 유리나 플라스틱과 같은 유전체 기판 상에 전도성 박막을 형성하여 광투과성과 표면 도전성을 갖도록 제조된 필름이다.
현재 투명한 전도성 박막의 형성에는 인듐 주석 산화물(ITO)과 같은 진공 증착 금속산화물(Vacuum Deposited Metal Oxide)이 이용되고 있으며 인듐 주석 산화물은 이 분야의 대표적인 산업 표준 물질이다.
그러나 금속 산화물을 이용한 박막, 금속 산화막(Metal Oxide Film)은 약하고 휨이나 다른 물리적인 스트레스에 이해 손상되기 쉽다. 따라서 유연성을 필요로 하는 최종 제품에 적용되기 어렵다는 단점이 있다. 특히 인듐은 희소 금속이므로 고갈 및 고비용의 문제도 있다.
또한 금속 산화물은 높은 도전성 수준을 달성하기 위해서는 높은 증착온도와 높은 어닐링 온도를 요하며, 플라스틱이나이나 유기 기판(Organic Substrate), 예를 들어 폴리카보네이트와 같이 습기를 흡착하기 쉬운 기판의 경우 금속 산화막의 접착력이 문제될 수 있다.
위와 같은 이유들로 인해 종래에는 연성 기판들에 대한 금속 산화물막의 적용은 매우 제한적이었다.
한편 최근 들어 인듐 주석 산화물을 대체하기 위하여 고투명, 고전도성의 은나노 와이어 잉크를 기판에 코팅하여 투명 전도성 필름을 제조하는 기술에 대한 개발이 이루어지고 있다.
그러나 종래 나노 와이어 잉크를 사용한 투명필름은 헤이즈 등 광특성이나 기계적 물성이 미흡하여 아직 인듐 주석 산화물을 대체할 만큼의 성능이 구현되지 못하고 있다.
한국공개특허 제2013-0082362호
본 발명은 위와 같은 종래기술의 문제점에 대한 인식에 기초한 것으로, 광학적 특성이 우수한 투명 도전성 필름을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 기계적 물성이나 플레서블 특성이 우수한 투명 도전성 필름을 제공하고자 한다.
위 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명 도전성 필름은, 투명기재 상에 직경 25nm 이하 금속입자 도전층이 형성되고 그 위에 보호층이 덮혀진 적층체이다.
본 발명에 따르면 기재는 면저항 굴절율(R0) 100~180nm을 갖는 투명기재이며, 금속 나노와이어는 종횡비 500 이상인 것이 바람직하다. 이에 의하면 광학특성이 우수하다.
본 발명에 따르면 보호층은 바람직하게는 아크릴계 수지층이며, 더 바람직하게는 나노 실리카, 더욱 바람직하게는 입경 50nm 미만의 나노 실리카를 함유하는 아크릴계 수지층이다.
아크릴계 수지층은 기재필름의 광학특성을 보장하면서도 강도가 우수하다. 어느 정도의 유연성이 있겠으나 벤딩 시 크랙이 발생할 수 있어, 유연성 향상을 위해 나노 실리카가 아크릴계 수지층에 첨가된다. 바람직하게는 입경 50nm 미만의 나노 실리카가 사용된다.
본 발명에 의하면 광학적 특성이 우수하며, 나아가 기계적 물성 및 플렉서블 특성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름은 벤딩에 의한 도전막 손상을 방지할 수 있어 플렉서블 장치에 적용 가능하고, 또 효율적인 방법으로 제조 가능하다.
이하 본 발명에 따른 투명 도전성 필름에 대하여 상세하게 살펴본다.
투명기재
종래 투명 도전성 필름의 기재로 일반적인 투명한 플라스틱 필름이 사용되었다. 예로서 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리염화비닐(polyvinyl chloride), 불소중합체(fluoropolymer), 폴리아미드(polyamide), 폴리이미드(polyimide), 폴리술폰(polysulfone), 실리콘, 글래스 수지(glass resin), 폴리에테르에테르케톤(polyetheretherketone), 폴리에스테르(polyester), 폴리비닐(polyvinyl),아크릴로나이트릴-부타디엔-스티렌공중합체(acrylonitrilebutadiene-styrene copolymer) 등이 사용되었다. 대표적으로는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET)가 사용되고 있다.
그러나 본 발명에 따르면 기재는 광학적 특성이나 플렉서블 특성에 더 적합한 광학필름이 사용된다. 0℃에서의 면저항 굴절율(R0) 값이 100~180nm의 투명기재가 사용된다. OLED에 적용하기 위해서는 위상차 값이 130~150nm 수준이어야 하는데, 이에 요구되는 광학특성, 플렉서블 특성 등을 고려할 때 면저항 굴절율(R0) 값은 100~180nm의 범위 이내일 필요가 있다.
이러한 필름으로는 예로서 트리에세틸 셀룰로오스(TAC), 사이클로 올레핀 폴리머(COP), 사이클로 올레핀 코폴리머(COC), 폴리카보네이트(PC), 또는 아크릴 필름이 사용될 수 있다.
투명기재는 100㎛ 이하의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 스마트폰 등 디스플레이 패널의 두께가 점차 얇아지는 추세에 있기에 이를 위해서는 기재의 두께도 얇아질 필요가 있다.
도전층
위와 같은 투명기재의 일면에는 도전층이 코팅된다. 도전성 물질로는 직경 25nm 이하의 도전성 금속입자가 사용된다. 금속입자는 은, 구리, 알루미늄 등이 사용될 수 있으며, 입자는 종횡비 500 이상, 바람직하게는 800이상의 나노 와이어 형태일 수 있다. 몰론 혼합 형태도 가능할 것이다.
금속 나노와이어의 종횡비를 500 이상으로 한정하는 이유는 종횡비가 커질수록 와이어 간의 접촉면이 증가하여 낮은 저항 구현에 유리하며, 개구율이 증가하여 광특성이나 플렉서블 특성에 유리하기 때문이다. 또한 종횡비 500 이상, 바람직하게는 800 이상이 되어야 휨 성능 향상에 좋다.
금속 입자의 직경은 30nm이하, 바람직하게는 25nm 이하로 한정된다. 그 이유는 25nm를 초과할 경우, 나아가 30nm 이상에서는 입경이 커서 플렉서블 필름에 적용하기에는 한계가 있다. 벤딩 테스트 시 5R 이하에서 와이어의 절단에 의한 단선이 발생하는 문제가 있다.
이러한 도전층은 50~150nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이 두께에서 60Ω/sq.의 저항 구현이 가능하다.
보호층
상기 도전층 위에는 보호층이 코팅된다. 보호층으로는 아크릴계 코팅층 바람직하며, 더 바람직하게는 나노 실리카가 혼합된 아크릴계 코팅층이다.
아크릴 수지는 광특성이 우수한 투명기재에 적합성을 가지며, 도전층의 보호에 필요한 충분한 강도를 제공하고, 또한 박형 코팅이 가능하다. 이러한 아크릴 수지로는 3관능기 이상을 가지는 올리고머, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)나, 기타 모노머 등이 사용될 수 있다.
한편 아크릴계 수지의 경화층은 위와 같은 우수한 특성을 제공하나 벤딩 시 크랙이 발생할 수 있다. 본 발명에 따른 투명기재의 우수한 플렉서블 특성을 활용하기 위해서는 아크릴 보호층에 유연성을 제공할 필요가 있다.
본 발명에 따르면 아크릴계 보호층에 유연성을 제공하고 광특성을 향상시키기 위하여 제조과정에 나노 실리카, 바람직하게는 입경 50nm 미만의 나노 실리카가 첨가된다.
나노 실리카의 입경을 50nm 미만으로 한정하는 이유는 나노 실리카의 입경이 이보다 크게 되면 필름 표면에 요철이 발생되어 광특성이 저하되고, 터치패널 등의 제조 후공정에서 배선 인쇄 등에 문제를 야기할 수 있다.
보호층은 아크릴 수지에 실리카졸을 0.01~5중량% 첨가하고, 아울러 나노 실리카의 분산성 향상을 불소계나 실리콘계 첨가제가 첨가한 코팅액으로 제조된다. 나노 실리카의 함량이 0.01중량% 미만의 경우 첨가의 효과가 미흡하며, 5중량%를 초과하는 경우 광특성에 저해된다.
이러한 보호층은 50~150nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 이 두께에서 60Ω/sq.의 저항 구현이 가능하다.
본 발명에 따른 투명 도전성 필름의 제조는 통상의 공지기술이 적용될 수 있다. 예로서 금속 나노와이어 고형분을 이용하여 제조된 코팅액을 기재에 도포하여 바(bar) 코팅한 후, 나노 실리카졸이 첨가된 아크릴 수지를 오버코팅한 다음, 건조하여 제조될 수 있다.
본 발명에 의한 투명 도전성 필름의 잇점을 살펴보기 위해 아래 실험예를 준비하였다.
(실시예)
은나노 와이어 고형분 0.1중량%의 도전 코팅액을 제조하여 면저항 굴절율(R0) 140nm 폴리카보네이트(PC) 필름에 도포하여 바(bar)코팅한 후, 그 위에 나노 실리카졸이 1중량% 첨가된 아크릴 수지를 오버코팅하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
도전층에는 직경 20nm, 길이 20㎛, 종횡비 1000 이상을 갖는 은나노 와이어가 사용되었으며, 보호층용 코팅액은 알콜류 용제 54.5wt%, 트리플로로에틸 메타크릴레이트 타입의 모노머 10%, 아크릴레이트 올리고머 20wt% 및 모노머를 10wt%와, 불소계 첨가제 0.5wt%, 나노 실리카 1wt%, 광개시제 4중량% 혼합하여 조제되었다.
(비교예 1)
보호층에 나노 실리카를 첨가하지 않은 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다. 나노 실리카를 첨가하지 않는 대신, 알콜류 용제를 55.5중량% 혼합하였다.
(비교예 2)
기재로 면저항 굴절율(R0) 200nm 폴리카보네이트(PC) 필름을 사용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.
(비교예 3)
기재로 면저항 굴절율(R0) 0nm 폴리카보네이트(PC) 필름을 사용한 것을 제외하면, 실시예 1과 동일한 방법으로 필름을 제조하였다.
위와 같이 제조된 실시예, 비교예에 대해 광특성, 기계적 물성을 평가하였다. 그 결과는 표 1에 기재되어 있다. 표 1에서 T.T는 광투과율이며, b*는 필름 전체의 색이 얼마나 노란지를 나타낸다.
구분 실시예 비교예1 비교예2 비교예3
표면저항(Ω/㎡) 53.8±(7.8%) 50.5±(7.5%) 51.8±(7.8%) 55.5±(7.8%)
T.T(%) 90 90 90 90
헤이즈(%) 0.70 0.87 0.81 0.90
b* 0.52 1.13 1.21 1.13
연필경도 2H 3/5 0/5 0/5 0/5
연필경도 1H 5/5 4/5 4/5 4/5
표 1에서 보듯이, 실시예는 경도가 우수할 뿐만 아니라 광특성이 우수하다. 반면 보호층에 나노 실리카가 사용되지 않았을 뿐인 비교예 2의 경우 표면경도가 떨어질 뿐만 아니라 b*가 열악하게 나타난다. 다른 비교예 2, 3의 경우, 보호층에 나노 실리카가 사용되었음에도 불구하고 실시예보다 표면 경도가 떨어지며 광특성 또한 열악하다.
살펴보았듯이 본 발명의 조건에 따른 투명 도전성 필름은 광학적 특성, 기계적 물성이 우수하며 유연성을 가져 플렉서블 특성이 요구되는 제품에 적용될 수 있다. 또한 제조공정이 간단하며 저비용으로 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
이상 본 발명의 실시예를 들어 설명하였지만, 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 또는 변형될 수 있고 또 이것이 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다는 것이 이해될 필요가 있다.

Claims (5)

  1. 면저항 굴절율(R0) 값이 100~180nm의 투명 기재;
    상기 투명 기재 상에 형성되며 도전성 금속입자가 코팅된 도전층; 및
    상기 도전층 상에 형성되며 나노 실리카가 함유된 아크릴계 수지로 구성된 보호층;을 포함하며,
    금속입자는 직경 25nm 이하이며, 종횡비 800 이상의 금속 나노와이어를 포함하고,
    나노 실리카는 입경 50nm 미만이며, 보호층 전체 중량에 대하여 0.01~5중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
KR1020140187012A 2014-12-23 2014-12-23 투명 도전성 필름 KR101705642B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140187012A KR101705642B1 (ko) 2014-12-23 2014-12-23 투명 도전성 필름

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140187012A KR101705642B1 (ko) 2014-12-23 2014-12-23 투명 도전성 필름

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160077447A KR20160077447A (ko) 2016-07-04
KR101705642B1 true KR101705642B1 (ko) 2017-02-13

Family

ID=56500896

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140187012A KR101705642B1 (ko) 2014-12-23 2014-12-23 투명 도전성 필름

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101705642B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW202200695A (zh) * 2020-03-09 2022-01-01 美商羅門哈斯電子材料有限公司 光學透明的剪切增稠流體以及包含其的光學顯示裝置

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200953A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Fujifilm Corp 導電材料、それを用いた偏光板、円偏光板、入力装置及び表示装置

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101328859B1 (ko) 2012-01-11 2013-11-13 경희대학교 산학협력단 은나노 와이어를 이용한 투명 전극 코팅 장치
KR20130102333A (ko) * 2012-03-07 2013-09-17 동우 화인켐 주식회사 투명 전도성 필름

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013200953A (ja) * 2012-03-23 2013-10-03 Fujifilm Corp 導電材料、それを用いた偏光板、円偏光板、入力装置及び表示装置

Also Published As

Publication number Publication date
KR20160077447A (ko) 2016-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101044579B (zh) 透明导电性层压体及透明触摸屏
JP5230788B2 (ja) 透明導電性フィルム
KR101946653B1 (ko) 투명 도전성 필름
KR101813749B1 (ko) 투명 도전체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR101737156B1 (ko) 투명 도전체 및 이를 포함하는 장치
TWI570600B (zh) Transparent conductor and touch panel
KR102375891B1 (ko) 투명전극 및 이를 포함하는 전자 소자
KR101802567B1 (ko) 투명 도전체 및 이를 포함하는 광학표시장치
JP2012066477A (ja) ハードコート層を有する積層フィルム、タッチパネル用積層フィルム
KR101854509B1 (ko) 투명 도전체, 그의 제조 방법 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP6465855B2 (ja) 透明導電性フィルム及びタッチパネル
JP2017522581A (ja) 低屈折組成物、その製造方法、及び透明導電性フィルム
KR20150087753A (ko) 투명 도전체의 제조방법, 이에 사용되는 프레싱 롤, 이로부터 제조된 투명 도전체 및 이를 포함하는 표시장치
KR101696978B1 (ko) 투명 도전체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR101705642B1 (ko) 투명 도전성 필름
JP2014106779A (ja) 透明導電性フィルム及びタッチパネル
JP2016502170A (ja) 視認性が改善された透明導電性フィルムおよびその製造方法
JP2013243115A (ja) 透明導電性フィルム
KR20170003429A (ko) 투명 도전체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 광학표시장치
KR101535208B1 (ko) 금속 나노 와이어 구조를 갖는 투명 도전성 필름
KR102573582B1 (ko) 내구성이 강화된 투명필름
KR101989916B1 (ko) 인덱스매칭 필름
KR101939307B1 (ko) 투명 전도성 막 코팅용 조성물, 상기 조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 투명 전도성 막, 그 제조방법 및 상기 조성물로 형성된 코팅층을 포함하는 전자기기
KR20160020842A (ko) 투명 전도성 필름 및 이의 제조방법
KR102118368B1 (ko) 도전성 필름용 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200113

Year of fee payment: 4