KR102232647B1 - 투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상에 형성되고, 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자, 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 포함하는 고굴절층; 및 상기 고굴절층 상에 형성된 투명 도전제층을 포함하고, 상기 투명 도전제층은 상기 고굴절층에 포함된 제2 무기입자에 의해 2 이상의 요철이 형성된 투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널을 제공한다.

Description

투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM AND TOUCH PANEL USING THE SAME}
본 발명은 투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널에 관한 것이다.
터치 패널에는 위치 검출의 방법에 따라 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등이 있다. 저항막 방식의 터치 패널은, 투명 도전성 필름과 투명 도전체층이 부착된 유리가 스페이서를 개재하여 대향 배치되어 있고, 투명 도전성 필름에 전류를 흘려 투명 도전체층이 부착된 유리에서의 전압을 계측하는 구조로 되어 있다. 한편, 정전 용량 방식의 터치 패널은, 기재 상에 투명 도전층을 갖는 것을 기본적 구성으로 하고, 가동 부분이 없는 것이 특징이며, 고내구성, 고투과율을 갖기 때문에, 차재 용도 등에 있어서 적용되고 있다.
이러한 터치 패널에 적용되는 투명 도전성 필름은 투명한 필름 기재에 하드코팅층, 굴절률 조정층 및 투명 도전제층이 순서대로 형성되어 있는데, 표면의 스크래치 발생에 취약하고, 롤-투-롤 공정에 따를 필름 제조 시 기재 및 투명 도전제층 간의 블로킹(Blocking) 현상이 필연적으로 유발되어 외관 불량이 발생하거나 터치 성능 저하로 이루어지는 문제가 발생한다.
종래에는 이러한 문제점을 해결하기 위하여 하드코팅층에 입자를 첨가하고 투명 도전성 필름의 표면 전반에 요철을 형성함으로써 블로킹 방지성을 확보하고자 했다. 그러나, 하드코팅층의 상부에 수백 나노미터의 굴절률 조정층 및 투명 도전제층이 추가 코팅된 후에도 투명 도전성 필름은 요철 구조가 반드시 유지되어야 하므로, 하드코팅층에 포함되는 입자의 직경은 1㎛ 이상이어야 하며, 또한, 이러한 입자를 포함하는 하드코팅층의 두께도 얇게 제어할 수 없다. 이로 인해, 현재 터치 패널의 큰 흐름 중 하나인 박막화에 있어 제한적이고, 선명한 시감 또한 제공하지 못하므로 터치패널의 완성도를 저하시키는 요인이 된다.
본 발명은 하드코팅층의 두께를 얇게 제어하면서 우수한 광학 특성 및 블로킹 발생 방지 기능을 갖는 투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상에 형성되고, 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자, 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 포함하는 고굴절층; 및 상기 고굴절층 상에 형성된 투명 도전제층을 포함하고, 상기 투명 도전제층은 상기 고굴절층에 포함된 제2 무기입자에 의해 2 이상의 요철이 형성된 투명 도전성 필름이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 투명 도전성 필름을 포함하는 터치 패널이 제공될 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 구현예에 따른 투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에서, 제 1, 제 2 의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용되며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
종래 터치 패널용 투명 도전성 필름에 블로킹 방지 기능을 부여하기 위해 하드코팅층에 직경이 1㎛ 이상인 입자를 첨가하여 투명 도전성 필름 표면 전반에 요철을 형성하였으나, 하드코팅층의 두께가 두꺼워져 필름을 박막화하기 어렵고, 선명한 시감을 제공하지 못해 광학적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명자들은, 터치 패널용 투명 도전성 필름에 포함된 하드코팅층에 직경이 1㎛ 이상인 입자를 첨가하지 않고, 상기 하드코팅층의 상부에 형성된 고굴절층에 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 첨가하여 투명 도전성 필름 표면의 전반에 요철이 형성되도록 제어하는 경우, 하드코팅층의 두께를 얇게 제어하면서도 투명 도전성 필름이 우수한 블로킹 발생 방지 기능 및 광학적 특성을 나타낸다는 점을 실험을 통해서 확인하고 발명을 완성하였다.
또한, 상기 고굴절층에 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 포함하여 투명 도전성 필름을 제조하는 경우, 상기 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자는 굴절률이 큰 물질이므로 고굴절층이 원하는 굴절률을 갖게 하고 고굴절층이 포함된 필름의 내마찰성을 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자는 고굴절층의 바인더 수지를 밀어 올리거나, 상기 제2 무기입자 자체가 고굴절층 외부로 노출되어 고굴절층 상에 다수의 돌출부를 형성하고, 이러한 다수의 돌출부가 형성된 고굴절층 상에 투명 도전제층이 형성됨으로써 상기 투명 도전제층의 표면 전반에는 고굴절층의 표면 형상이 반영되어 다수의 요철이 형성될 수 있다. 상기 투명 도전제층 상에 형성된 요철로 인해 투명 도전성 필름은 우수한 블로킹 발생 방지기능을 가질 수 있다.
한편, 상기 투명 도전성 필름의 고굴절층에 상기 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자만이 포함되는 경우, 원하는 굴절률을 맞추기 위해 다량의 제2 무기입자가 포함되어야 하며, 이로 인해 빛의 산란에 의한 헤이즈(haze)가 증가하여 시인성을 저해하는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 상기 투명 도전성 필름의 고굴절층에 상기 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자만이 포함되는 경우, 고굴절층에서 돌출부가 형성되지 못하고, 이로 인해, 고굴절층 상에 형성된 투명 도전제층에 요철이 형성되지 못함으로 인해 블로킹 방지 기능을 구현하지 못하는 문제점이 발생할 수 있다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 고굴절층 코팅용 조성물 및 투명 도전성 필름은, 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 함께 포함함으로써, 입경이 상대적으로 작은 고굴절 입자인 제1 무기입자를 다량 사용함으로 인해 헤이즈 증가 없이도 투과도 높은 고굴절층을 형성할 수 있으며, 입경이 상대적로 큰 제2 무기입자로 인한 요철로 인해 블로킹 방지 기능을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 하드코팅층; 상기 하드코팅층 상에 형성되고, 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자, 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 포함하는 고굴절층; 및 상기 고굴절층 상에 형성된 투명 도전제층을 포함하고, 상기 투명 도전제층은 상기 고굴절층에 포함된 제2 무기입자에 의해 2 이상의 요철이 형성된 투명 도전성 필름을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전성 필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면으로, 도 1에 따르면, 상기 투명 도전성 필름은 기재(10) 상에, 하드코팅층(20), 고굴절층(30), 및 투명 도전제층(40)이 순차적으로 적층된 적층구조일 수 있다.
상기 투명 도전제층(40)은 상기 고굴절층(30)에 포함된 제2 무기입자(60)에 의해 2 이상의 요철(70)이 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 고굴절층은 입경이 50 내지 500nm인 제2무기입자가 있는 위치에 돌출부가 형성될 수 있고, 상기 고굴절층 상에 형성된 투명 도전제층은 돌출부가 형성된 고굴절층의 형상을 반영하여, 상기 제2 무기 입자가 있는 위치에 요철이 형성될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자(60)는 고굴절층(30)의 바인더 수지를 밀어올리거나, 상기 제2 무기입자 자체가 고굴절층 외부로 노출되어 고굴절층 상에 다수의 돌출부를 형성할 수 있고, 다수의 돌출부가 형성된 고굴절층의 형상을 반영하여 투명 도전제층(40)의 표면 전반에는 다수의 요철(70)이 형성될 수 있다.
상기 제2 무기입자(60)가 고굴절층(30)의 바인더 수지를 밀어 올려 다수의 돌출부를 형성하고 이러한 돌출부가 투명 도전제층(40)에 반영되는 경우에, 상기 제2 무기입자는 상기 고굴절층 내에만 위치할 수 있다.
한편, 상기 제2무기입자의 일부분이 고굴절층 외부로 노출되어 돌출부를 형성하고 돌출부가 투명 도전제층(40)에 반영되는 경우에, 상기 제2 무기입자의 일부분은 상기 고굴절층에 위치하고, 상기 제2 무기입자의 나머지 부분은 투명 도전제층에 위치할 수 있다. 즉, 상기 제2 무기입자의 적어도 하나는 일부분이 상기 투명 도전제층에 포함될 수 있다. 고굴절층의 보다 얇게 제어하기 위해서는 상기 제2 무기입자의 일부분이 투명 도전제층에 포함되도록 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 투명 전도성 필름은 상기 요철(70)이 형성된 투명 도전제층(40)을 포함함으로 인해, 이를 롤 권취하는 경우 기재(10)과 투명 도전층간의 압착, 하드코팅층과 투명 도전층간의 압착, 및 하나의 투명 도전층과 다른 투명 도전층과의 압착을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 투명 도전성 필름은 롤의 형태로 제조, 보관, 수송 및 가공할 수 있다.
상기 투명 도전제층(40)에 형성된 요철(70)의 평균 높이는 1 내지 500nm, 10 내지 400nm, 또는 40 내지 200nm일 수 있고, 상기 투명 도전제층 전체 단위 면적당 상기 요철이 형성된 영역이 차지하는 면적 범위는 1 내지 10%, 2 내지 9%, 또는 2 내지 8%일 수 있다. 상기 요철의 평균 높이가 1nm 미만이거나 요철이 형성된 영역이 차지하는 면적 범위가 1% 미만이면 투명 도전성 필름의 블로킹 방지 특성이 나타나지 않을 수 있고, 상기 요철의 평균 높이가 500nm 초과하거나 요철이 형성된 영역이 차지하는 면적 범위가 10% 초과하면 광 산란에서 기인하여 투명 도전성 필름의 헤이즈가 높아져, 시인성이 저하될 수 있다.
상기 투명 도전성 필름은, 상기 고굴절층(30)에 대향하도록 상기 하드코팅층(20)의 다른 일면에 형성된 기재(10)를 더 포함할 수 있다. 상기 하드코팅층의 일면에는 고굴절층이 형성되어 있으며, 상기 고굴절층이 형성된 하드코팅층의 일면의 반대면에는 상기 기재가 위치할 수 있다.
따라서, 상기 투면 도전성 필름이 기재를 포함하는 경우, 상기 기재(10)의 일면에 하드코팅층(20), 고굴절층(30), 투명 도전제층(40)이 순차적으로 적층될 수 있다. 또한, 상기 기재의 다른 일면에 하드코팅층, 고굴절층, 투명 도전체층이 순차적으로 적층되어, 양면이 대칭적으로 유사한 구조를 갖는 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다.
상기 기재(10)는 투명성 및 강도가 우수한 성분이라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 예를 들어, 상기 기재는 시클로올레핀폴리머(COP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA) 및 폴리비닐알콜(PVA)로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름의 형태일 수 있다.
상기 시클로올레핀계 수지로는, 고리형 올레핀(시클로올레핀)으로 이루어지는 모노머의 유닛을 갖는 수지이면 특별히 한정되는 것은 아니며, 기재(10)에 사용되는 시클로올레핀계 수지로 시클로올레핀 폴리머(COP) 또는 시클로올레핀 코폴리머(COC)일 수 있다. 시클로올레핀 코폴리머는 고리형 올레핀과 에틸렌 등의 올레핀의 공중합체인 비결정성의 고리형 올레핀계 수지를 의미한다. 시클로올레핀계 수지는, 시판품으로서도 입수 가능하고, 예를 들어 닛폰 제온사 제조 「ZEONOR」, JSR 사 제조 「ARTON」, 폴리플라스틱사 제조 「TOPAS」, 미츠이 화학사 제조 「APEL」등이 있다.
상기 기재(10)는 두께가 5 내지 200㎛, 20 내지 150㎛, 또는 40 내지 100㎛일 수 있고, 기재의 두께가 5㎛ 미만이면 기계적 강도가 저하될 수 있고, 200㎛ 초과하면 투명 도전성 필름의 내찰상성이나 터치 패널용으로서의 타점 특성의 향상이 도모되지 않을 수 있다.
상기 하드코팅층(20)을 투명 도전성 필름에 포함시킴으로써 표면 경도를 향상시킬 수 있다.
종래에는 입경이 1㎛ 이상인 입자를 하드코팅층(20)에 첨가하여 투명 도전성 필름에 요철(70)을 형성하였으나, 하드코팅층의 두께가 두꺼워 필름을 박막화하기 어렵고, 선명한 시감을 제공하지 못해 광학적 특성이 저하되는 문제점이 있다.
그러나, 상기 하드코팅층(20)은 입자를 포함하지 않음으로 인해 두께를 얇게 제어하여 이를 포함하는 투명 도전성 필름을 박막화하고, 광학 특성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 하드코팅층의 두께는 100 내지 1000nm, 150 내지 900nm, 또는 200 내지 800nm일 수 있다. 상기 하드코팅층의 두께가 100nm 미만이면 표면 경도 향상 효과가 나타나지 않을 수 있고, 1000nm 초과하면 하드코팅층을 포함하는 투명 도전성 필름을 박막화하기 어렵고, 응력이 심해져 크랙(Crack) 및 컬(Curl)의 발생에 취약할 수 있다.
상기 하드코팅층(20)에 포함되는 수지는 경화 후 충분한 강도를 갖고 투명성이 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으나, 열 경화형 수지, 자외선 경화형 수지, 전자선 경화형 수지, 2 액 혼합형 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 자외선 경화형 수지로는, 폴리에스테르계, 아크릴계, 우레탄계, 아미드계, 실리콘계, 또는 에폭시계 수지 등이 포함될 수 있다.
상기 하드코팅층(20) 상에 형성된 고굴절층(30)은 제1 무기입자(50), 및 제2 무기입자(60)를 포함할 수 있다. 상기 제1 무기입자는 입경이 40nm 이하, 1 내지 35nm, 또는 5 내지 25nm일 수 있다. 상기 제1 무기입자의 입경이 40nm 초과하면 고굴절층의 굴절률이 저하될 수 있다.
한편, 상기 제2 무기입자는 입경이 50 내지 500nm, 100 내지 450nm, 또는 150 내지 400nm일 수 있다. 상기 제2무기입자의 입경이 50nm 이하이면 투명 도전성 필름의 표면에 요철이 형성되지 않아 블로킹 형상이 발생할 수 있고, 500nm 초과하면 광 산란에서 기인한 투명 도전성 필름의 헤이즈가 높아져 시인성이 저하될 수 있고, 고굴절층이 필요 이상으로 두께가 두꺼워져야 하는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 제1 및 제2 무기입자는, 예를 들어, TiO2, ZrO2, SiO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, 및 Y2O3로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 고굴절층(30) 100중량%에 대하여, 상기 제1 및 제2 무기입자(50, 60)의 함량은 10 내지 90중량%, 20 내지 80중량%, 또는 30 내지 50중량%일 수 있다. 상기 제1 및 제2 무기입자의 함량이 고굴절층 100중량%에 대하여 10중량% 미만이면 굴절률이 저하될 수 있고, 90중량% 초과하면 조성물의 경화율이 감소하여 물성확보가 어려워질 수 있다.
상기 제1 무기입자 및 제2 무기입자의 중량비는 1:0.001 내지 1, 1:0.0015 내지 0.5, 또는 1:0.0015 내지 0.2일 수 있다. 상기 제1 무기입자 및 제2 무기입자의 중량비가 1:0.001 미만이면 제2 무기입자가 적어짐으로 인해 투명 도전성 필름의 표면 상에 형성되는 요철의 개수가 적어져 블로킹 방지 특성이 저하될 수 있고, 1:1 초과하면 헤이즈가 높아질 수 있고 굴절률이 저하될 수 있다.
상기 고굴절층(30)은 상기 제1 무기입자(50) 및 제2 무기입자(60)를 전술한 함량과 중량비로 사용하여, 굴절률이 1.5 내지 1.8, 또는 1.6 내지 1.7일 수 있다.
상기 고굴절층(30)의 두께는 돌출부가 형성되지 않은 영역의 두께를 의미하는 것으로, 50 내지 200nm, 80 내지 180nm, 또는 100 내지 150nm일 수 있다. 상기 고굴절층의 두께가 50nm 미만이면 무기입자를 고정시켜줄 바인더 수지의 비율이 적어 내마찰성이 저하될 수 있으며 굴절률 조정층 설계에 벗어나 그 기능이 저하되고 반사색감이 투명 도전성 필름에 적합하지 않을 우려가 있고, 200nm 초과하면 굴절률 조정층 설계에 벗어나 그 기능이 저하되고 반사색감이 투명 도전성 필름에 적합하지 않을 우려가 있고 블로킹 방지 효과를 갖기 위한 충분한 요철을 형성하기 어려울 수 있다.
상기 고굴절층은 고굴절층 코팅용 조성물의 경화물인 것으로, 이는 바인더 수지를 포함하고, 이러한 바인더 수지는, 예를 들어, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 폴리에스테르계 수지, 스틸렌계 수지, 멜라민계 수지, 알키드계 수지, 실록산계 폴리머, 및 유기 실란 축합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 테트라 아크릴레이트, 테트라메틸롤메탄 트리아크릴레이트, 트리메탄올프로판 트리아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 헥사에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 펜틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 노닐아크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜 디아크릴레이트, 비스페놀 A 에폭시아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 부가 비스페놀 A 디아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.
상기 고굴절층 코팅용 조성물을 경화하여 고굴절층을 형성하기 위해 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광 개시제로는, 예들 들어, 1-히드록시-시클로헥실-페놀-케톤, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노프로판-1-온, 벤질디메틸케톤, 1-(4-도데실페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 벤조페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세트페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세트페논, 2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 4,4‘-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조 페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에탈안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 및 2,4-디에틸옥산톤으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상일 수 있다.
상기 고굴절층(30)은 웨트 코팅법, 그라비어 코트법이나 바 코트법 등의 도공법, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등에 의해 형성할 수 있다.
상기 투명 도전제층(40)은 상기 제2 무기입자(60)에 의해 형성된 돌출부가 형성된 고굴절층(30)의 표면 형상을 반영하여 형성되며, 이로 인해 상기 제2 무기입자가 있는 위치에 요철(70)이 형성될 수 있다. 상기 요철이 형성된 투명 도전제층의 10점 평균 거칠기(Rz)는 0.05 내지 0.5㎛, 0.07 내지 0.45㎛, 또는 0.1 내지 0.4㎛일 수 있다.
상기 투명 도전제층(40)은 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide), 인듐 아연 산화물, FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 투명 도전제층(40)의 두께는 10 내지 50nm, 13 내지 45nm, 또는 15 내지 40nm일 수 있다. 상기 투명 도전제층의 두께가 10nm 미만이면 표면의 전기저항이 높아질 수 있고, 50nm 초과하면 투명성의 저하가 발생할 수 있다.
상기 투명 도전제층(40)의 형성 방법은 이로써 특별히 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등의 드라이 프로세스로 형성될 수 있다. 또한, 투명 도전제층은 필요에 따라 가열 어닐 처리를 실시하여 결정화할 수 있다. 투명 도전제층을 결정화함으로써, 투명 도전제층이 저저항화되고 투명성 및 내구성이 향상될 수 있다. 비정질의 투명 도전제층을 결정질로 전화시키는 수단은 이로써 특별히 한정되는 것은 아니나, 공기 순환식 오븐이나 IR 히터 등이 사용될 수 있다.
한편, 투명 도전제층(40)은 에칭 등에 의해 패턴화해도 될 수 있다. 투명 도전제층의 패턴화에 관해서는 포토리소그래피의 기술을 이용하여 실시할 수 있고, 에칭액으로는 산이 사용될 수 있다. 또한, 에칭에 의해 투명 도전제층을 패턴화하는 경우, 먼저 투명 도전제층의 결정화를 실시하면, 에칭에 의한 패턴화가 곤란해지는 경우가 있으므로, 투명 도전제층의 어닐 처리는 투명 도전제층을 패턴화한 후에 실시하는 것이 바람직하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상술한 투명 전도성 필름을 포함하는 터치 패널을 제공한다.
상기 투명 도전성 필름은 특히 저항막 방식의 터치 패널의 상부 기판 및/또는 하부 기판으로 유용하게 적용될 수 있다. 저항막 방식의 터치 패널은 한 쌍의 투명 도전성 기재가 스페이서를 개재하여 배향 배치되어 있으며, 손가락이나 펜 등으로 상부 패널을 가압하면, 상기 투명 도전성 필름이 굴곡되면서, 상부 기판과 하부 기판의 도전성 박막이 접촉되어 통전함으로써, 위치를 검지할 수 있다.
또한, 상기 투명 도전성 필름은 광학 특성이 우수하기 때문에, 상기 투명 도전성 필름을 터치 패널의 상부 기판 및 하부 기판으로 사용할 경우, 보다 우수한 투명성을 갖는 터치 패널을 구현할 수 있다. 또한, 상기 투명 도전성 필름을 터치 패널의 기판으로 사용할 경우, 타점 내구성이 20 내지 50% 정도 향상될 수 있다.
한편, 상기 터치 패널은 LCD, PDP, LED, OLED 또는 E-Paper와 같은 디스플레이 장치에 장착되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 하드코팅층의 두께를 얇게 제어하면서도 광학 특성을 향상시키고 블로킹 발생을 방지할 수 있는 투명 도전성 필름 및 이를 포함하는 터치 패널이 제공될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전성 필름의 단면을 모식적으로 나타낸 도면이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<제조예>
제조예 1-1: 고굴절층 코팅용 조성물
자외선 경화형 아크릴레이트 수지, 광중합 개시제, 용매, 및 제1 무기입자로 입경이 20nm인 지르코니아 입자를 포함하는 TOYO INK社의 고굴절 코팅제 TYZ60 series 14g 준비하고, 이를 메틸이소부틸케톤 43g 및 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 43g 에 희석하였다. 이후, 제2 무기입자로 입경이 100nm인 실리카 입자(Fumed Silica X-24-9600A) 0.15g를 추가로 공급 및 혼합하여 고굴절층 코팅용 조성물을 제조하였다. 이때, 제1 무기입자 및 제2 무기입자의 중량비는 하기 400:1이다.
제조예 1-2: 고굴절층 코팅용 조성물
입경이 100nm인 실라카 입자 대신에 입경이 400nm인 무기입자를 사용하고, 제1 무기입자 및 제2 무기입자의 중량비를 4000:7으로 제어했다는 점을 제외하고, 제조예 1-1의 조성물 제조방법과 동일한 방법으로 제조예 1-2의 고굴절층 코팅용 조성물을 제조했다.
제조예 1-3: 고굴절층 코팅용 조성물
제2 무기입자를 추가로 공급하지 않았다는 점을 제외하고, 제조예 1-1의 조성물 제조방법과 동일한 방법으로 제조예 1-3의 고굴절층 코팅용 조성물을 제조했다.
제1 무기입자 입경 제2 무기입자 입경 제1 무기입자 및 제2 무기입자의 중량비
제조예 1-1 20nm 100nm 400:1
제조예 1-2 20nm 400nm 4000:7
제조예 1-3 20nm - -
제조예 2: 하드코팅층 코팅용 조성물
트리사이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트 25g (Miwon), 트리메틸로프로판 트리아크릴레이트 2g (Miwon), 광중합 개시제 Irgacure-127 1g (Ciba사), 불소계 첨가제 F-477 0.005g (DIC 사), 메틸이소부틸케톤 35g 및 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 35g을 혼합하여 하드코팅층 코팅용 조성물을 제조했다.
<실시예 및 비교예>
실시예 1
기재(10)의 양면에 시클로올레핀폴리머 필름(COP 필름, ZEON社)에 제조예 2의 하드코팅층 코팅용 조성물을 #5 메이어바(Mayer bar)로 코팅한 후 100℃에서 90초간 건조시켰다. 이 후 250mJ/cm2조사량으로 UV경화를 실시하여 하드코팅층(20)을 제조하였다. 각각의 하드코팅층 상에 제조예 1-1의 고굴절층 코팅용 조성물을 코팅하고 #3 메이어바로 도포한 후 100℃에서 90초간 건조하고 250mJ/cm2 조사량으로 UV경화를 실시하여 고굴절층(30)을 제조하였다. 각각의 고굴절층 상에 스퍼터를 이용하여 ITO를 증착하여 투명 도전제층(40)을 형성하여, 최종적으로 투명 도전성 필름을 제조했다.
실시예 2
제조예 1-2의 고굴절층 코팅용 조성물을 사용하였다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제조했다.
비교예 1
제조예 1-3의 고굴절층 코팅용 조성물을 사용하였다는 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전성 필름을 제조했다.
<평가>
1. 블로킹 방지 특성 평가
실시예 1, 2 및 비교예 1의 투명 도전성 필름을 10cm X 10cm 크기의 샘플로 준비하고, 샘플 1은 투명 도전층과 투명 도전층이 맞닿게 적층하고, 샘플 2는 투명 도전층과 기재가 맞닿게 적층하였다. 이후 50℃의 오븐에서 24시간 동안 10kg 하중을 가하였다. 이 후 시료를 꺼내어 필름끼리 압착되어 발생하는 눌림 자국 등의 블로킹 현상을 관찰하고, 그 결과를 하기 기준으로 평가하여 하기 표 3에 나타냈다.
◎: 샘플 1 및 2 모두 눌림 자국 없음
○: 샘플 1 및 2 중 하나는 전체 면적의 0.1% 이하에 눌린 자국 있음
△: 샘플 1 및 2 모두 전체 면적의 0.1% 이하에 눌린 자국 있음
X: 샘플 1 및 2 모두 전체 면적의 0.1% 초과하는 면적에 눌린 자국 있음.
2. 헤이즈 측정
실시예 1, 2 및 비교예 1의 투명 도전성 필름에 대하여 Nippon Denshoku의 COH-400 장비를 이용하여 JIS K7105 규정에 따라 3곳의 헤이즈를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타냈다.
3. 부착력 평가
ASTM D3359에 따라 실시예 1, 2 및 비교예 1의 투명도전성 필름 상에 가로 세로 11줄씩 칼집을 내는 크로스-해치(cross-hatch) 방법으로 총 100칸을 형성한 후 그 면상에 니찌반 테이프(Nichiban tape)를 완전히 밀착하여 붙인 후 떼어내어 표면층의 탈리 여부를 관찰하였다. 그리고, 탈리 면적에 따른 평가 등급을 하기 표 2의 기준으로 평가하고, 그 결과를 하기 표3에 나타냈다.
평가 등급 5B 4B 3B 2B 1B 0B
탈리 면적 0% <5% 5~15% 15~35% 35~65% 65%<
실시예 1 실시예 2 비교예 1
블로킹 방지 특성 ◎ ◎ X
헤이즈 0.54 0.57 0.26
부착력 5B 5B 5B
상기 표 3에 따르면, 제1 무기입자 및 제2 무기입자가 함께 포함된 실시예 1 및 2의 투명 도전성 필름은, 제1 무기입자만을 포함하는 비교예 1의 투명 도전성 필름과 달리, 블로킹 방지 특성이 나타남을 확인했다.
한편, 고굴절층 상에 포함된 제1 및 제2 무기입자들로 인해 요철이 형성된 실시예 및 비교예의 투명 도전성 필름은, 하드코팅층에 포함된 무기입자로 인해 요철이 형성된 종래 필름과는 달리, 헤이즈가 낮아 시인성이 우수함을 확인했다.
10: 기재
20: 하드코팅층
30: 고굴절층
40: 투명 도전제층
50: 제1 무기입자
60: 제2 무기입자
70: 요철

Claims (14)

100 nm 내지 800 nm의 두께를 갖는 하드코팅층;
상기 하드코팅층 상에 형성되고, 굴절률이 1.6 내지 1.7이고, 두께가 50 내지 200 nm이고, 입경이 40nm 이하인 제1 무기입자, 및 입경이 50 내지 500nm인 제2 무기입자를 포함하는 고굴절층; 및
상기 고굴절층 상에 형성된 투명 도전제층을 포함하고,
상기 투명 도전제층은 상기 고굴절층에 포함된 제2 무기입자에 의해 2 이상의 요철이 형성된, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 요철은 평균 높이가 1 내지 500nm인, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 투명 도전제층 전체 단위 면적당 상기 요철이 형성된 영역이 차지하는 면적 범위는 1 내지 10%인, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 제2무기입자는 상기 고굴절층 내에만 위치하는, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 제2무기입자 중 적어도 하나는, 일부분이 상기 고굴절층 내에 위치하고, 나머지 부분이 상기 투명 도전제층 내에 위치하는, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 고굴절층에 대향하도록 상기 하드코팅층의 다른 일면에 형성된 기재를 더 포함하는, 투명 도전성 필름.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 무기입자는 함량이, 상기 고굴절층 100중량%에 대하여, 10 내지 90중량%인, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 무기입자 및 제2 무기입자는 중량비가 1:0.001 내지 1인, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 및 제2 무기입자는 TiO2, ZrO2, SiO2, Al2O3, SnO2, ITO(indium-tin oxide), ATO(antimon-tin oxide), Sb2O5, Nb2O3, 및 Y2O3로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 투명 도전제층은 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 투명 도전성 필름.
제1항에 있어서,
상기 투명 도전제층은 10점 평균 거칠기(Rz)가 0.05 내지 0.5㎛인, 투명 도전성 필름.
제1항의 투명 도전성 필름을 포함하는, 터치 패널.
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