KR102101475B1

KR102101475B1 - 투명 도전성 필름

Info

Publication number: KR102101475B1
Application number: KR1020170083853A
Authority: KR
Inventors: 고현성; 정재호; 최광휘; 김신우
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2017-06-30
Filing date: 2017-06-30
Publication date: 2020-04-16
Also published as: KR20190003236A

Abstract

본 발명은 투명 도전성 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 시인성 및 내블로킹성을 갖는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.

Description

투명 도전성 필름{TRANSPARANT CONDUCTIVE FILM}

본 발명은 투명 도전성 필름에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 우수한 시인성을 갖는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.

사용자가 화면을 손 또는 물체로 터치하는 것만으로 편하게 데이터를 입력할 수 있도록 해주는 입력장치를 일컬어 터치 스크린 패널(TSP, Touch Screen Panel)이라고 하며, 터치 인식 방법에 따라 저항막 방식(Resistive), 정전용량 방식(Capacitive) 등으로 구분된다.

이중 현재 가장 널리 사용되고 있는 방식은 저항막 방식(Resistive)과 정전용량 방식(Capacitive)이며, 저항막 방식은 손가락이나 펜으로 터치했을 때, 눌린 지점에서 전위차가 발생하면, 그 지점을 감지해 동작하는 원리이며 감압식이라 부르기도 한다.

또한, 정전용량 방식은 사람의 몸에 있는 정전 용량을 이용해 전류의 방향이 변경된 부분을 감지해 동작하는 것이다.

상기 저항막 방식과 정전용량 방식의 터치 스크린 패널의 구조에 공통으로 구성되는 투명 도전성 필름은 금속 도전성 물질로 이루어진 투명 전도막을 물리적 또는 화학적 방식으로 기재층에 증착하여 전류가 흐르는 투명 전극을 베이스 기판에 형성되도록 한 것이다.

그런데, 특히 정전용량 방식의 투명 전극은 시인성이 문제가 되고 있다. 상기 시인성 문제를 개선하기 위하여 ITO층 등의 도전층이 형성되는 하부면에 광학 조절층을 형성하여 에칭(패터닝 형성 공정)된 필름면과 에칭이 되지 않은 면의 반사율을 최소화하는 기술을 이용하고 있다.

또한, 광학 조절층 이외에 도전층의 하부에 투명 언더코팅(under coating)층과 같은 층을 형성하여, 도전층과 기재층의 부착력 및 투과도를 향상시키고 있다.

한편 시인성을 개선하기 위한 방안으로 한국공개특허 제 2016-0150498호에서는, 도전층을 패터닝 한 후 추가적인 열 처리를 수행하여 열 처리 공정 후에 도전층 방향으로 소정의 곡률 반경을 가지고 오목한 곡면구조를 형성함으로써, 패턴의 시인성 문제를 개선하는 기술을 개시하였다.

그러나, 상기 한국공개특허에 개시된 방안에는 PET 재질의 기재 필름을 사용하여, 기재필름의 복굴절률에 의한 색불균일성의 문제가 여전히 존재한다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 투명 전극의 시인성 저하 문제를 개선하고 내블로킹성을 향상시킨 투명 도전성 필름을 제공하고자 한다.

상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명은,

COP (Cyclo Olefin Polymer)계 기재 필름;

상기 COP계 기재 필름의 양면에 구비되며, 제 1 광경화성 수지; 및 0.1 내지 1㎛의 평균 입경(d50)을 갖는 제 1 미립자를 포함하고, 두께가 0.5 내지 2㎛인 경화수지층;

상기 경화수지층 상에 구비되며, 제 2 광경화성 수지; 및 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자를 포함하는 굴절률 정합층(index matching layer);

상기 굴절률 정합층 상에 구비되는 투명 도전성층; 및

상기 투명 도전성층 상에 구비되는 금속층을 포함하는,

투명 도전성 필름을 제공한다.

본 발명의 투명 도전성 필름에 따르면, 굴절률 차이에 의한 시인성이 개선되고, 우수한 헤이즈 특성을 나타낼 수 있다. 또한 기재와의 부착성이 향상되며, 내블로킹성이 개선될 수 있다.

본 발명의 투명 도전성 필름은, COP (Cyclo Olefin Polymer)계 기재 필름; 상기 COP계 기재 필름의 양면에 구비되며, 제 1 광경화성 수지; 및 0.1 내지 1㎛의 평균 입경(d50)을 갖는 제 1 미립자를 포함하고, 두께가 0.5 내지 2㎛인 경화수지층; 상기 경화수지층 상에 구비되며, 제 2 광경화성 수지; 및 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자를 포함하는 굴절률 정합층(index matching layer); 상기 굴절률 정합층 상에 구비되는 투명 도전성층; 및 상기 투명 도전성층 상에 구비되는 금속층을 포함한다.

본 명세서에서 사용되는 용어는 단지 예시적인 실시예들을 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도는 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 실시된 특징, 단계, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 구성 요소, 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 본 발명의 투명 도전성 필름을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전성 필름은, COP (Cyclo Olefin Polymer)계 기재 필름; 상기 COP계 기재 필름의 양면에 구비되며, 제 1 광경화성 수지; 및 0.1 내지 0.6㎛의 평균 입경(d50)을 갖는 제 1 미립자를 포함하고, 두께가 0.5 내지 2㎛인 경화수지층; 상기 경화수지층 상에 구비되며, 제 2 광경화성 수지; 및 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자를 포함하는 굴절률 정합층(index matching layer); 상기 굴절률 정합층 상에 구비되는 투명 도전성층; 및 상기 투명 도전성층 상에 구비되는 금속층을 포함한다.

본 발명에 있어, COP계란, 사이클로올레핀(Cyclo Olefin)의 중합체, 또는 사이클로올레핀과 다른 단량체(예, 선형올레핀)와의 공중합체인 사이클로올레핀 코폴리머(Cyclo Olefin Polymer)를 모두 포함하는 의미로 사용된다.

투명 도전성 필름의 기재 필름으로는 일반적인 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 많이 사용하는데, PET 필름은 굴절률 이방성이 비교적 커서 PET 필름이 적용된 투명 도전성 필름은 색불균일성으로 인해 시인성이 좋지 않은 문제가 발생한다.

한편 COP(Cyclo Olefin Polymer)계 필름은, 굴절률 이방성이 낮아 시인성이 좋고, 다른 고분자 기재 필름에 비해 유전율이 낮아 작은 정전 용량으로도 터치 감도가 향상될 수 있는 장점이 있다. 그러나, 상기 COP계 필름은 블로킹(blocking) 특성에 문제가 있어 COP계 필름을 투명 도전성 필름의 기재 필름으로 적용할 경우, 필름끼리 서로 부착되는 등 작업성이 떨어지므로 블로킹 특성을 개선할 필요가 있다.

이에, 본 발명에 따른 투명 도전성 필름은, COP계 필름을 기재 필름을 사용하여 투명 도전성층 패턴에 의한 시인성 저하 문제를 개선하면서, 기재 필름 상에 소정의 입경 범위를 갖는 미립자를 포함하는 층을 적층함으로써 블로킹 특성과 헤이즈 특성을 동시에 향상시킬 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 투명 도전성 필름을 터치 패널에 적용하는 경우, 터치 패널의 표면 반사로 인한 디스플레이의 시인성의 저하를 개선할 수 있고, 제조 공정성을 향상시킬 수 있다.

상기 COP계 기재 필름의 두께는 약 40㎛ 이상, 또는 약 100㎛ 이상, 또는, 약 188㎛ 이상이 될 수 있으며, 약 500㎛ 이하, 또는 약 200㎛ 이하, 또는 약 188㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 기재 필름의 두께가 40㎛ 미만이면, 코팅층 형성 공정시 파단이 되거나, 컬(curl)이 발생할 우려가 있으며, 고경도를 달성하기 어려울 수 있다. 반면 두께가 500㎛를 초과하면, 유연성이 떨어질 수 있으므로 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 투명 도전성 필름은 상기 COP계 기재 필름의 양면에 구비되며, 제 1 광경화성 수지; 및 0.1 내지 1㎛의 평균 입경(d50)을 갖는 제 1 미립자를 포함하고, 두께가 0.5 내지 2㎛인 경화수지층을 포함한다.

상기 경화수지층은 광투과도를 높이고, 굴절률 정합층과 기재층과의 접착을 개선시키며, 소정 입경 범위를 갖는 미립자의 혼합과 두께 범위 조절을 통하여 COP계 기재 필름의 블로킹 문제를 개선하는 기능을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 미립자는 블로킹(blocking) 특성 개선을 위한 요철을 형성할 수 있다. 상기 제 1 미립자는 유기 또는 무기 미립자일 수 있으며, 평균 입경(d50)은 약 0.1㎛ 이상이면서 약 1㎛ 이하로, 보다 구체적으로 약 0.1㎛ 이상, 또는 약 0.2㎛ 이상, 또는 약 0.3㎛ 이상이면서, 약 1㎛ 이하, 또는 약 0.8㎛ 이하, 또는 약 0.6㎛ 이하를 만족하는 것일 수 있다. 상기 제 1 미립자의 평균 입경이 너무 작으면 블로킹 개선 효과가 미미할 수 있고, 너무 클 경우 헤이즈값이 증가되는 등 광학적 특성이 저하될 수 있다.

상기 평균 입경(d50)은 예를 들어, 레이저 회절법(laser diffraction method)을 이용하여 측정할 수 있으며, 입자 분포의 누적 개수가 50%를 나타내는 입경을 의미한다.

상기 경화수지층의 두께는, 약 0.5㎛ 이상, 또는 약 0.8㎛ 이상, 또는 약 1.0㎛ 이상이 될 수 있으며, 약 2㎛ 이하, 약 1.5㎛ 이하, 또는 약 1.3㎛ 이하, 또는 약 1.2㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 경화수지층의 두께가 0.3㎛ 미만이면, 투과율이 상대적으로 떨어지며, 제 1 미립자 크기 대비 두께가 얇아 헤이즈 특성이 떨어질 수 있다. 반면 두께가 2㎛를 초과하면, 요철을 형성하는 제 1 미립자 수가 적어져 블로킹 방지 효과나 내굴곡성이 떨어질 수 있으므로 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전체 제 1 미립자의 입경은 상기 경화수지층의 두께보다 작다.

그러나, 상기 제 1 미립자는 상기 경화수지층과의 밀도 차이와 제 1 미립자의 표면 특성에 의해 상기 경화수지층의 표면으로부터 부상할 수 있으며, 이처럼 부상한 제 1 미립자들로 인해 상기 경화수지층 및 투명 도전성 필름은 요철(돌출부)를 갖게 되고 이러한 요철의 존재로 인하여 블로킹성이 개선될 수 있다. 그러나, 요철의 높이가 너무 높을 경우 헤이즈가 증가하여 광학적 특성이 저하될 수 있으므로, 상기 경화수지층의 두께보다 작은 입경을 갖는 제 1 미립자를 포함하며, 이들이 적절한 높이의 요철을 갖도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 미립자로 인한 요철, 즉 상기 경화수지층의 표면으로부터 측정한 상기 제 1 미립자의 돌출부의 높이는 약 10nm 이상, 또는 약 20nm 이상, 또는 약 50nm 이상이면서, 약 400nm 이하, 또는 약 300nm 이하, 또는 약 200nm 이하, 또는 약 100nm 이하일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 미립자로 인한 상기 투명 도전성 필름의 표면 거칠기값(Roughness, Ra)은 약 30nm 이하로, 예를 들어 약 30nm 이하, 또는 약 25nm 이하, 또는 약 20nm 이하, 또는 약 10nm 이하이면서, 약 1nm 이상, 또는 약 3nm 이상, 또는 약 5nm 이상일 수 있다.

상기 투명 도전성 필름의 표면 거칠기값(Ra)이 상기와 같은 범위를 가짐으로써 헤이즈를 현저히 낮출 수 있으며, 동시에 내블로킹성을 개선할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경화수지층은 632.8nm 파장에서 측정한 굴절률이 약 1.48 내지 약 1.53, 또는 약 1.49 내지 약 1.52, 또는 약 1.50 내지 약 1.51의 범위일 수 있다.

상기 경화수지층은 상기와 같은 제 1 미립자를 포함함으로써, COP계 기재 필름과 유사한 굴절률을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 632.8nm 파장에서 측정하였을 때, 상기 경화수지층과 상기 COP계 기재 필름의 굴절률 차이의 절대값은 약 0.05 이하, 또는 약 0.02 이하일 수 있다. 상기와 같이 기재 필름과 경화수지층의 굴절률 차이를 최소화함으로써 전체 투명 도전성 필름의 헤이즈 특성이 향상되고 시인성이 개선될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 미립자가 유기 미립자일 때 그 종류로는 상술한 바와 같은 평균 입경을 만족하는 것이면 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어 상기 유기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭시 수지 및 나일론 수지로 이루어진 유기 미립자로부터 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.

보다 구체적으로 상기 유기 미립자는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 스티렌, p-메틸스티렌, m-메틸스티렌, p-에틸스티렌, m-에틸스티렌, p-클로로스티렌, m-클로로스티렌, p-클로로메틸스티렌, m-클로로메틸스티렌, 스티렌설폰산, p-t-부톡시스티렌, m-t-부톡시스티렌, 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트, 비닐 에테르, 알릴 부틸 에트르, 알릴 글리시틸 에트르, (메타)아크릴산, 말레산, 불포화 카르복시산, 알킬(메타)아크릴아마이드, (메타)아크릴로니트릴 및 (메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 상기 유기 미립자는 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸아크릴레이트-co-스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트-co-스티렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리아마이드계, 폴리이미드계, 폴리술폰, 폴리페닐렌옥사이드, 폴리아세탈, 에폭시레진, 페놀레진, 실리콘 수지, 멜라민 수지, 벤조구아민, 폴리디비닐벤젠, 폴리디비닐벤젠-co-스티렌, 폴리디비닐벤젠-co-아크릴레이트, 폴리디알릴프탈레이트 및 트리알릴이소시아눌레이트폴리머 중에서 선택된 하나의 이상의 것 또는 이들의 2 이상의 코폴리머(copolymer)인 것을 사용할 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 미립자가 무기 미립자일 때 그 종류로는 상술한 바와 같은 평균 입경을 만족하는 것이면 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어 실리카, 지르코늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 또는 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 1 미립자의 함량은 전체 경화수지층 100 중량부에 대하여, 블로킹 개선을 하기 위하여 약 0.5 중량부 이상, 또는 약 0.8 중량부 이상, 또는 약 1 중량부 이상이 될 수 있고, 헤이즈 감소를 위하여 약 3 중량부 이하, 또는 약 2 중량부 이하, 또는 약 1.5 중량부 이하로 조절할 수 있다.

상기 제 1 광경화성 수지는 광중합성 화합물이 자외선 등의 광에 의해 중합된 중합체로서, 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 통상적인 수지일 수 있다.

비제한적인 예로, 상기 제 1 광경화성 수지는 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머의 중합체일 수 있고, 이때 (메트)아크릴레이트계 관능기의 수는 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 보다 바람직하게는 3 내지 6인 것이, 경화수지층의 물성 확보 측면에서 유리하다. 구체적으로, 상기 광경화성 수지는 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 헵타(메트)아크릴레이트, 트릴렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 및 트리메틸올프로판 폴리에톡시 트리(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 경화수지층은, 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머, 0.1 내지 1㎛의 평균 입경(d50)을 갖는 갖는 제 1 미립자, 광개시제, 기타 첨가제 및 유기 용매를 포함하는 코팅 조성물을 광경화시켜 형성할 수 있다.

상기 광개시제로는 1-히드록시-시클로헥실-페닐 케톤, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판온, 2-하이드록시-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로판온, 메틸벤조일포르메이트, α,α-디메톡시-α-페닐아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포린일)페닐]-1-부타논, 2-메틸-1-[4-(메틸씨오)페닐]-2-(4-몰포린일)-1-프로판온 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드, 또는 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드 등을 들 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 또한 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 184, Irgacure 500, Irgacure 651, Irgacure 369, Irgacure 907, Darocur 1173, Darocur MBF, Irgacure 819, Darocur TPO, Irgacure 907, Esacure KIP 100F 등을 들 수 있다. 이들 광개시제는 단독으로 또는 서로 다른 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올과 같은 알코올계 용매, 2-메톡시에탄올, 2-에톡시에탄올, 1-메톡시-2-프로판올과 같은 알콕시 알코올계 용매, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸프로필케톤, 사이클로헥사논과 같은 케톤계 용매, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸글리콜모노에틸에테르, 디에틸글리콜모노프로필에테르, 디에틸글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜-2-에틸헥실에테르와 같은 에테르계 용매, 벤젠, 톨루엔, 자일렌과 같은 방향족 용매 등을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 유기 용매의 함량은 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로 특별히 제한하지는 않는다.

본 발명의 경화수지층은 상술한 각 성분 외에도, 계면활성제, 황변 방지제, 레벨링제, 방오제 등 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 첨가제를 추가로 포함하는 코팅 조성물을 도포 및 경화하여 형성할 수 있다. 또한 그 함량은 조성물의 물성을 저하시키지 않는 범위 내에서 다양하게 조절할 수 있으므로, 특별히 제한하지는 않는다.

상기 코팅 조성물은 상기 COP계 기재 필름의 전면 및 후면에 각각 순차적으로 도포하거나, 또는 기재의 양 면에 동시에 도포할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상술한 성분들을 포함하는 코팅 조성물을 상기 COP계 기재 필름의 양면 상에 도포한 후 광경화시킴으로써 경화수지층을 형성할 수 있다.

상기 광경화를 위한 광조사 공정에서 사용될 수 있는 광원으로는 본 발명이 속하는 기술분야에 알려진 다양한 광원이 사용 가능하다. 비제한적인 예로, 고압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 블랙 라이트(black light) 형광 램프 등을 사용할 수 있다.

본 발명의 투명 도전성 필름은 상기 경화수지층 상에 구비되며, 제 2 광경화성 수지, 및 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자를 포함하는 굴절률 정합층(index matching layer)을 포함한다.

투명 도전성 필름의 상면에 형성되는 투명 도전성층은 패턴화되어 형성되는데, 패턴화된 부분과 그렇지 않은 부분의 굴절률 차이에 의해 패턴이 눈에 보이게 될 수 있다. 이에 굴절률 정합층을 기재 필름과 투명 도전성층 사이에 구비함으로써 굴절률을 정합시켜서 패턴을 눈에 잘 띄지 않게 하고, 양호한 외관을 달성하게 하는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 굴절률 정합층은 632.8nm 파장에서 측정한 굴절률이 약 1.57 내지 약 1.63, 또는 약 1.58 내지 약 1.62, 또는 약 1.59 내지 약 1.61의 범위일 수 있다.

상기 굴절률 정합층은 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자를 포함함으로써, 투명 도전성층과의 굴절률 차이를 최소화할 수 있다.

예를 들어, 632.8 nm 파장에서 측정하였을 때, 상기 굴절률 정합층과 상기 굴절률 정합층 상에 구비되는 투명 도전성층과의 굴절률 차이의 절대값은 약 0.3 이하, 또는 약 0.2 이하일 수 있다. 상기와 같이 투명 도전성층과 굴절률 정합층의 굴절률 차이를 최소화함으로써 전체 패턴층의 시인성이 개선될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 굴절률 정합층은 평균 입경(d50)이 1 내지 100nm인 제 2 미립자를 더 포함할 수 있다.

상기 제 2 미립자를 포함함으로써 투명 도전성 필름의 블로킹 특성을 보다 개선할 수 있다. 상기 제 2 미립자는 유기 또는 무기 미립자일 수 있으며, 평균 입경(d50)은 약 1nm 내지 약 100nm로, 보다 구체적으로 약 1nm 이상, 또는 약 10nm 이상, 또는 약 30nm 이상, 또는 약 50nm 이상이면서, 약 100nm 이하, 또는 약 80nm 이하, 또는 약 70nm 이하를 만족하는 것일 수 있다. 상기 제 2 미립자의 평균 입경이 너무 작으면 블로킹 특성 개선에 효과가 없을 수 있고, 너무 클 경우 헤이즈가 증가하거나, 굴절률 정합층에서 쉽게 이탈할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 전체 제 2 미립자의 입경은 상기 굴절률 정합층의 두께보다 작다.

그러나, 상기 제 2 미립자는 상기 굴절률 정합층과의 밀도 차이와 제 2 미립자의 표면 특성에 의해 상기 굴절률 정합층의 표면으로부터 부상할 수 있으며, 이처럼 부상한 제 2 미립자들로 인해 상기 굴절률 정합층 및 투명 도전성 필름은 요철(돌출부)를 갖게 되고 이러한 요철의 존재로 인하여 블로킹성이 개선될 수 있다. 그러나, 요철의 높이가 너무 높을 경우 헤이즈가 증가하여 광학적 특성이 저하될 수 있으므로, 상기 굴절률 정합층의 두께보다 작은 입경을 갖는 제 2 미립자를 포함하며, 이들이 적절한 높이의 요철을 갖도록 할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 미립자로 인한 요철, 즉 상기 굴절률 정합층의 표면으로부터 측정한 상기 제 2 미립자의 돌출부의 높이는 약 0.1nm 이상, 또는 약 1nm 이상, 또는 약 3nm 이상이면서, 약 100nm 이하, 또는 약 50nm 이하, 또는 약 20nm 이하일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 미립자로 인한 상기 투명 도전성 필름의 표면 거칠기값(Roughness, Ra)은 약 30nm 이하로, 예를 들어 약 30nm 이하, 또는 약 25nm 이하, 또는 약 20nm 이하, 또는 약 10nm 이하이면서, 약 1nm 이상, 또는 약 3nm 이상, 또는 약 5nm 이상일 수 있다.

상기 굴절률 정합층의 두께는, 약 0.05㎛ 이상, 또는 약 0.08㎛ 이상, 또는 약 0.1㎛ 이상이 될 수 있으며, 약 0.2㎛ 이하, 또는 약 0.18㎛ 이하, 또는 약 0.15㎛ 이하, 또는 약 0.13㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 굴절률 정합층의 두께가 0.05㎛ 미만이면, 굴절률 정합 효과가 떨어질 수 있으며, 반면 두께가 0.2㎛를 초과하면, 마찬가지로 굴절률 정합 효과가 떨어지거나, 내크랙성에 문제가 발생할 수 있으므로 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 미립자가 유기 미립자일 때 그 종류로는 상술한 바와 같은 평균 입경을 만족하는 것이면 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어 상기 유기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭시 수지 및 나일론 수지로 이루어진 유기 미립자로부터 선택되는 1 종 이상을 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 미립자가 무기 미립자일 때 그 종류로는 상술한 바와 같은 평균 입경을 만족하는 것이면 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어 실리카, 지르코늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드 또는 징크 옥사이드 등을 들 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제 2 미립자의 함량은 전체 굴절률 정합층 100 중량부에 대하여, 블로킹 개선을 하기 위하여 약 1 중량부 이상, 또는 약 2 중량부 이상, 또는 약 3 중량부 이상이 될 수 있고, 헤이즈 특성을 낮추기 위하여 약 5 중량부 이하, 또는 약 4 중량부 이하로 조절할 수 있다.

상기 제 2 광경화성 수지는 광중합성 화합물이 자외선 등의 광에 의해 중합된 중합체로서, 본 발명이 속한 기술분야에 알려진 통상적인 수지일 수 있다.

비제한적인 예로, 상기 제 2 광경화성 수지는 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머의 중합체일 수 있고, 이때 (메트)아크릴레이트계 관능기의 수는 2 내지 10, 바람직하게는 2 내지 8, 보다 바람직하게는 3 내지 6인 것이, 굴절률 정합층의 물성 확보 측면에서 유리하다. 구체적으로, 상기 광경화성 수지는 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨 헵타(메트)아크릴레이트, 트릴렌 디이소시아네이트, 자일렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트 및 트리메틸올프로판 폴리에톡시 트리(메트)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 1 종 이상의 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체의 중합체일 수 있다.

상기와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 굴절률 정합층은, 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머, 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자, 선택적으로 1 내지 100nm의 평균 입경(d50)을 갖는 제 2 미립자, 광개시제, 기타 첨가제 및 유기 용매를 포함하는 코팅 조성물을 광경화시켜 형성할 수 있다.

상기 코팅 조성물 및 제조방법에 대한 구체적인 설명은 앞서 경화수지층에서의 코팅 조성물과 동일하므로 생락하기로 한다.

본 발명의 투명 도전성 필름은 상기 굴절률 정합층 상에 구비되는 투명 도전성층을 포함한다.

한편, 상기 투명　도전성층은 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 투명 전극의 재질들, 예를 들면, 금속산화물, 도전성 고분자, 금속 등의 재질로 이루어질 수 있고, 그 재질이나 형성방법 등은 특별히 제한되지 않는다.

예를 들면, 상기 투명　도전성층은 산화티탄(Titanium Dioxide), 산화카드뮴(Cadmium Oxide), 주석을 함유하는 산화인듐(ITO: Indium Tin Oxide), 안티몬을 함유하는 산화주석(ATO: Antimony Tin Oxide), 불소를 함유하는 산화주석 (FTO: Florinated Tine Oxide), 산화아연(Zinc Oxide) 등으로 이루어진 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이때 상기 도전성층은 스퍼터링 등의 방식으로 증착에 의해 형성될 수 있다.

또한, 상기 투명　도전성층은 금속 나노 와이어, 폴리스티렌술포네이트(Poly(styrenesulfonate)를 포함하는 폴리티오펜(Polythiophene)계 및 폴리셀레늄(Polyselenium)계 도전성 고분자; 폴리아닐린(Polyanilin)계 고분자 등과 같은 도전성 고분자, 탄소 나노튜브 및 그래핀으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이때 상기 도전성층은 습식 코팅에 의해 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 도전성층은 632.8nm 파장에서 측정한 굴절률이 약 1.6 내지 약 2.0, 또는 약 1.7 내지 약 1.9, 또는 약 1.75 내지 약 1.85의 범위일 수 있다.

상기 투명 도전성층의 두께는, 약 0.01㎛ 이상, 또는 약 0.02㎛ 이상, 또는 약 0.03㎛ 이상이 될 수 있으며, 약 0.1㎛ 이하, 또는 약 0.08㎛ 이하, 또는 약 0.05㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 투명 도전성층의 두께가 0.01㎛ 미만이면, 도전성이 부족할 수 있으며, 반면 두께가 0.1㎛를 초과하면, 크랙 등 기계적 물성이 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 투명 도전성 필름은 상기 투명 도전성층 상에 구비되는 금속층을 포함한다.

상기 금속층은 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 네오디뮴(Nd), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 이들 중 2 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속층은 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 증착(evaporation), 스퍼터링(sputtering), 습식 코팅, 증발, 전해 도금 또는 무전해 도금, 금속박 의 라미네이션 등의 방법에 의하여 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속층을 인쇄방법에 의하여 형성할 수도 있다. 상기 금속층을 인쇄방법에 의하여 형성하는 경우, 금속을 포함하는 잉크 또는 페이스트를 이용할 수 있으며, 상기 페이스트는 금속 이외에, 바인더 수지, 용매, 글래스 프릿 등을 더 포함할 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 금속층의 두께는, 약 0.1㎛ 이상, 또는 약 0.15㎛ 이상, 또는 약 0.2㎛ 이상이 될 수 있으며, 약 0.6㎛ 이하, 또는 약 0.5㎛ 이하, 또는 약 0.4㎛ 이하, 또는 약 0.3㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 금속층의 두께가 0.1㎛ 미만이면, 전도성이 부족할 수 있으며, 반면 두께가 0.6㎛를 초과하면, 기계적 물성이 저하될 수 있으므로 이러한 관점에서 상기 두께 범위를 갖는 것이 바람직하다.

상기와 같은 본 출원에 따른 투명 도전성 필름은 시인성이 개선되며, 헤이즈 특성이 우수하며, 내구성이 향상되어 우수한 품질의 터치패널을 구현할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 투명 도전성 필름의 표면 거칠기값(Roughness, Ra)은 약 30nm 이하, 또는 약 25nm 이하, 또는 약 20nm 이하, 또는 약 10nm 이하이면서, 약 1nm 이상, 또는 약 3nm 이상, 또는 약 5nm 이상일 수 있다. 상기와 같은 범위의 표면 거칠기값으로 인하여 내블로킹성을 개선하면서 매우 양호한 헤이즈 특성을 나타낼 수 있다.

예를 들어, 본 발명의 투명 도전성 필름은 헤이즈가 1.5% 이하, 또는 1.0% 이하, 또는 0.5% 이하일 수 있다.

본 발명의 투명 도전성 필름은 터치 패널, 특히 저항막 방식의 터치 패널의 상부 기판 및/또는 하부 기판으로 유용할 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 저항막 방식의 터치 패널은 한쌍의 도전성 필름이 스페이서를 개재하여 배향 배치되어 있으며, 손가락이나 펜 등으로 상부 패널을 가압하면, 상기 도전성 필름이 굴곡되면서, 상부 기판과 하부 기판의 도전층이 접촉되어 통전함으로써, 위치를 검지하는 구조일 수 있다.

또한 상기와 같은 터치 패널은, 예를 들면 LCD, PDP, LED, 또는 OLED 등과 같은 디스플레이 장치에 장착되어 이용될 수 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.

이하, 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.

< 실시예 >

실시예 1

3 관능의 아크릴레이트계 모노머인 pentaerythritol triacrylate (PETA) (제조사: Cytec) 50g, 광개시제 Irgacure 127 (제조사: Basf) 0.5g, methyl ethyl ketone (MEK) 55g, methyl isobutyl ketone (MIBK) 30g, Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) 23g을 혼합하여 아크릴레이트 용액을 제조하였다.

이 아크릴레이트 용액에 유기 입자 XX-122-BQ (Sekisui사, 평균 입경(d50) 0.5㎛)를 0.5g을 MIBK 9.5g에 혼합하여 분산시킨 후 상기 제조된 아크릴레이트 용액과 혼합하여 경화수지층 형성용 코팅 조성물 A를 제조하였다.

3 관능의 아크릴레이트계 모노머인 pentaerythritol triacrylate (PETA) (제조사: Cytec) 50g, 광개시제 Irgacure 127 (제조사: Basf) 0.5g, MEK 75g, MIBK 35g, PGMEA 30g을 혼합하여 아크릴레이트 용액을 제조하였다.

이 아크릴레이트 용액에 지르코니아(ZrO, 평균 입경(d50) 30nm) 60g을 상기 제조된 아크릴레이트 용액과 혼합하여 굴절률 정합층 형성용 코팅 조성물 B를 제조하였다.

상기 코팅 조성물 A를 COP 기재(크기: 20cmｘ30cm, 두께: 100㎛)의 양면에 바 코팅 방식으로 도포하고, 290~320nm 파장의 메탈 할라이드 램프로 광경화함으로써 두께 1.3㎛의 경화수지층을 형성하였다. 이때 상기 경화수지층에는 유기 입자 XX-122-BQ로 인해 상기 경화수지층의 표면으로부터의 높이가 10 내지 100nm인 요철이 형성되었다.

상기 경화수지층 상에 코팅 조성물 B를 동일한 방법으로 도포하고 광경화하여 두께 0.1㎛의 굴절률 정합층을 형성하였다.

상기 굴절률 정합층 위에 ITO를 스퍼터링(sputterring)에 의해 증착하여 두께 25nm의 투명 도전성층을 형성하였고, 그 위에 Cu를 스퍼터링에 의해 증착하여 두께 300nm의 금속층을 형성하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.

실시예 2

실시예 1의 코팅 조성물 A에 유기 입자 XX-122-BQ 0.5g와 함께 추가로 평균 입경(d50)이 100nm인 실리카 입자를 추가로 0.5g 혼합한 것을 제외하고는, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제조하였다.

실시예 3

실시예 1의 코팅 조성물 A에 유기 입자 XX-122-BQ를 혼합하지 않고, 코팅 조성물 B에 평균 입경(d50)이 100nm인 실리카 입자 1g을 혼합한 것을 제외하고는, 나머지는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제조하였다.

이때 굴절률 정합층에는 상기 굴절률 정합층의 표면으로부터의 높이가 0.1~3 nm인 요철이 형성되었다.

비교예 1

실시예 1에서, 코팅 조성물 A에 유기 입자 XX-122-BQ (Sekisui사, 평균 입경 0.5 ㎛)를 0.5g 대신 유기 입자 MX300 (Soken사, 평균 입경(d50) 3㎛) 0.5g를 혼합한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제조하였다.

이때 경화수지층에는 상기 경화수지층의 표면으로부터의 높이가 1~1.7 ㎛인 요철이 형성되었다.

비교예 2

실시예 1에서, 코팅 조성물 A에 유기 입자를 혼합하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전성 필름을 제조하였다. 이때 경화수지층에는 요철이 형성되지 않았다.

<실험예>

<측정 방법>

하기와 같은 방법으로 실시예와 비교예의 투명 도전성 필름에 대해 물성을 측정하여 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

1) 헤이즈

분광광도계(기기명: COH-400)를 이용하여 헤이즈를 측정하였다.

2) 내블로킹성

실시예와 비교예의 투명 도전성 필름 각각을 5cm * 5cm으로 재단하여 두 겹으로 적층한 후 1kg의 추를 올려놓고, 60도의 온도에서 24시간 보관하였다. 24시간 후 두 필름 사이에 부착면에 의한 레인보우(rainbow) 무늬가 관찰되면 fail, 부착된 면이 없고 레인보우 무늬가 없는 경우 Pass로 판단한다.

3) 표면 거칠기값(Roughness, Ra)

하기 기기 및 조건 하에 투명 도전성 필름의 표면 거칠기(Ra)를 측정하였다.

* 사용 기기: X10 (Park systems 사)

* 측정 조건

- Parameters

Mode: non-contact, Samples/line: 256 x 256, Scan rate: 0.6 Hz

- AFM probe

PPP-NCHR (Nanosensors)

Material: Al coating on detector side of cantilever

Resonance Frequency: 204~497 kHz, Force Constant: 10~130 N/m

Thickness: 3.0~5.0 ㎛, Length: 115~135 ㎛, Width: 22.5~37.5㎛, Tip height: 5㎛

- Software: XEI

- Ra의 정의는

임.

- Rz : the ten point(five highest peaks and five lowest valleys) average roughness.

	헤이즈	내블로킹성	표면 거칠기값(Ra)
실시예 1	1.3%	Pass	19.33nm
실시예 2	1.35%	Pass	24.54nm
실시예 3	0.72%	Pass	2.68nm
비교예 1	3.52%	Pass	87.2nm
비교예 2	0.6%	Fail	0.93nm

상기 표 1을 참조하면, 본원발명의 실시예들의 투명 도전성 필름은 경화수지층 또는 굴절률 정합층에 포함되는 소정의 입경을 갖는 미립자로 인해 적절한 범위의 표면 거칠기값을 가져 우수한 헤이즈 특성 및 내블로킹성을 나타내었다. 반면, 비교예 1은 입경이 큰 미립자를 포함하여 헤이즈 특성이 나빠졌으며, 미립자를 포함하지 않은 비교예 2는 블로킹 특성이 좋지 않음을 알 수 있다.

Claims

COP (Cyclo Olefin Polymer)계 기재 필름;
상기 COP계 기재 필름의 양면에 구비되며, 제 1 광경화성 수지; 및 0.1 내지 1㎛의 평균 입경(d50)을 갖는 제 1 미립자를 포함하고, 두께가 0.5 내지 2㎛인 경화수지층;
상기 경화수지층 상에 구비되며, 제 2 광경화성 수지; 및 4 내지 60nm의 평균 입경(d50)을 갖는 지르코니아 입자를 포함하는 굴절률 정합층(index matching layer);
상기 굴절률 정합층 상에 구비되는 투명 도전성층; 및
상기 투명 도전성층 상에 구비되는 금속층을 포함하며,
상기 제 1 미립자의 입경은 상기 경화수지층의 두께보다 작고,
상기 경화수지층은 상기 제 1 무기 미립자로 인한 돌출부를 포함하며,
상기 돌출부의 높이는 10 내지 400nm이고,
상기 제1 미립자는 유기 미립자이고,
상기 유기 미립자는 폴리메틸메타크릴레이트-co-스티렌이고,
상기 제 1 광경화성 수지는 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머의 중합체를 포함하는,
헤이즈가 1.5% 이하이고, 표면 거칠기값(Ra)이 1 내지 30nm인 투명 도전성 필름.
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제1항에 있어서,
상기 굴절률 정합층은 1 내지 100nm의 평균 입경(d50)을 갖는 제 2 미립자를 더 포함하는, 투명 도전성 필름.
제5항에 있어서,
상기 제 2 미립자는 제1 미립자와 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 유기 미립자 또는 무기 미립자인, 투명 도전성 필름.
제6항에 있어서,
상기 유기 미립자는 아크릴계 수지, 스티렌계 수지, 에폭시 수지 및 나일론 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 포함하는, 투명 도전성 필름.
제6항에 있어서,
상기 무기 미립자는 실리카, 지르코늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 또는 징크 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 포함하는, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 제 2 광경화성 수지는 제1 광경화성 수지와 서로 동일하거나 상이하며, 다관능성 (메트)아크릴레이트계 단량체 또는 올리고머의 중합체를 포함하는, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기　투명　도전성층은　산화티탄(Titanium Dioxide), 산화카드뮴(Cadmium Oxide), 주석을 함유하는 산화인듐(ITO: Indium Tin Oxide), 안티몬을 함유하는 산화주석(ATO: Antimony Tin Oxide), 불소를 함유하는 산화주석 (FTO: Florinated Tine Oxide), 산화아연(Zinc Oxide)으로 이루어진 금속 산화물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기　금속층은　구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 네오디뮴(Nd), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 및 이들 중 2 이상을 포함하는 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는, 투명 도전성 필름.
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