KR102594225B1 - 투명 도전성 필름 - Google Patents

Abstract

투명 도전성 필름은, 투명 수지 기재와 광학 조정층과 투명 도전층을 이 순서대로 구비하고, 광학 조정층의, JIS Z 2255 에 있어서의 경도가, 0.5 GPa 이상이며, 투명 도전층의 표면 조도 (Ra) 가, 40 ㎚ 이하이다.

Description

투명 도전성 필름

본 발명은 투명 도전성 필름, 상세하게는 광학 용도에 바람직하게 사용되는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.

종래, 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 등으로 이루어지는 투명 도전층이 형성된 투명 도전성 필름이, 터치 패널 등의 광학 용도에 사용된다.

예를 들어, 투명 수지 필름과 투명 도전막을 갖고, 이들의 사이에 광학 조정층을 갖는 투명 도전성 필름이 개시되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1 의 투명 도전성 필름에서는, 투명 도전막이 소정의 패턴으로 에칭되었을 때에, 광학 조정층에 의해 패턴과 비패턴의 반사율차를 작게 억제하여 외관을 양호하게 하고 있다.

일본 공개특허공보 2017-62609호

그런데, 최근 터치 패널의 다용도화에 수반하여, 고온 고습 환경하에서의 사용에 있어서, 투명 도전성 필름의 성능이 잘 저하되지 않는 습열 내구성이 요구되고 있다. 구체적으로는, 85 ℃ 85 ％RH 의 환경하에 장시간 방치해도, 크랙 (필름 표면의 균열) 이 발생하지 않는 것이 요구된다.

그래서, 특허문헌 1 의 투명 도전성 필름에 있어서, 광학 조정층을 단단하게 함으로써, 습열 내구성을 향상시키는 것이 검토된다.

그러나, 광학 조정층을 단단하게 하면, 부서지기 쉽다. 그 때문에, 제조시나 사용시에 투명 도전성 필름을 접어 구부리면, 크랙이 생겨 버려, 굴곡성이 떨어지는 문제가 발생한다.

본 발명은, 습열 내구성 및 내굴곡성이 양호한 투명 도전성 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명 [1] 은, 투명 수지 기재와 광학 조정층과 투명 도전층을 이 순서대로 구비하고, 상기 광학 조정층의, JIS Z 2255 에 있어서의 경도가, 0.5 GPa 이상이며, 상기 투명 도전층의 표면 조도 (Ra) 가, 40 ㎚ 이하인 투명 도전성 필름을 포함하고 있다.

본 발명 [2] 는, 상기 투명 도전층의 표면 조도 (Ra) 가, 10 ㎚ 이상인, [1] 에 기재된 투명 도전성 필름을 포함하고 있다.

본 발명 [3] 은, 상기 광학 조정층의 두께가, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하인, [1] 또는 [2] 에 기재된 투명 도전성 필름을 포함하고 있다.

본 발명 [4] 는, 상기 광학 조정층이, 중량 평균 분자량이 1500 이상인 에폭시 수지를 함유하는 수지 조성물로 형성되어 있는, [1] ∼ [3] 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 필름을 포함하고 있다.

본 발명 [5] 는, 직경 16 ㎜ 의 맨드릴을 따라 상기 투명 도전성 필름을 180 도로 굴곡시켰을 때에, 상기 투명 도전층에 크랙이 발생하지 않는, [1] ∼ [4] 중 어느 한 항에 기재된 투명 도전성 필름을 포함하고 있다.

본 발명의 투명 도전성 필름에 의하면, 투명 수지 기재와 광학 조정층과 투명 도전층을 이 순서대로 구비하고 있고, 광학 조정층의 경도가, 0.5 GPa 이상이기 때문에, 습열 내구성이 우수하다. 또, 투명 도전층의 표면 조도 (Ra) 가, 40 ㎚ 이하이기 때문에, 내굴곡성이 우수하다.

도 1 은 본 발명의 투명 도전성 필름의 일 실시형태의 단면도를 나타낸다.
도 2 는 도 1 에 나타내는 투명 도전성 필름이 패터닝되어 있는 양태의 단면도를 나타낸다.
도 3 은 투명 도전성 필름에 대하여, 습열 내구성 시험을 실시할 때의 모식도를 나타낸다.
도 4 는 투명 도전성 필름에 대하여, 내굴곡성 시험을 실시할 때의 모식도를 나타낸다.

도 1 을 참조하여, 본 발명의 투명 도전성 필름의 일 실시형태를 설명한다. 도 1 에 있어서, 지면 상하 방향은, 상하 방향 (두께 방향, 제 1 방향) 으로서, 지면 상측이, 상측 (두께 방향 일방측, 제 1 방향 일방측), 지면 하측이, 하측 (두께 방향 타방측, 제 1 방향 타방측) 이다. 또, 지면 좌우 방향 및 깊이 방향은, 상하 방향과 직교하는 면 방향이다. 구체적으로는, 각 도면의 방향 화살표에 준거한다.

1. 투명 도전성 필름

투명 도전성 필름 (1) 은, 소정의 두께를 갖는 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고, 두께 방향과 직교하는 소정 방향 (면 방향) 으로 연장되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면을 갖는다. 투명 도전성 필름 (1) 은, 예를 들어 화상 표시 장치에 구비되는 터치 패널용 기재 등의 일 부품으로, 요컨대, 화상 표시 장치는 아니다. 즉, 투명 도전성 필름 (1) 은, 화상 표시 장치 등을 제작하기 위한 부품으로, LCD 모듈 등의 화상 표시 소자를 포함하지 않고, 후술하는 하드 코트층 (2) 과 투명 수지 기재 (3) 와 광학 조정층 (4) 과 투명 도전층 (5) 을 포함하고, 부품 단독으로 유통되며, 산업상 이용 가능한 디바이스이다.

구체적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전성 필름 (1) 은, 하드 코트층 (2) 과 투명 수지 기재 (3) 와 광학 조정층 (4) 과 투명 도전층 (5) 을 이 순서대로 구비한다. 보다 구체적으로는, 투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 수지 기재 (3) 와, 투명 수지 기재 (3) 의 하면 (두께 방향 타방면) 에 배치되는 하드 코트층 (2) 과, 투명 수지 기재 (3) 의 상면 (두께 방향 일방면) 에 배치되는 광학 조정층 (4) 과, 광학 조정층 (4) 의 상면에 배치되는 투명 도전층 (5) 을 구비한다. 투명 도전성 필름 (1) 은, 바람직하게는 하드 코트층 (2) 과 투명 수지 기재 (3) 와 광학 조정층 (4) 과 투명 도전층 (5) 으로 이루어진다.

2. 하드 코트층

하드 코트층 (경화 수지층) (2) 은, 복수의 투명 도전성 필름 (1) 을 적층했을 경우 등에, 투명 도전성 필름 (1) 의 표면 (즉, 투명 도전층 (5) 의 상면) 에 찰상을 잘 생기지 않게 하기 위한 찰상 보호층이다. 또, 투명 도전성 필름 (1) 에 내블로킹성을 부여하기 위한 안티 블로킹층으로 할 수도 있다.

하드 코트층 (2) 은, 투명 도전성 필름 (1) 의 최하층으로서, 필름 형상을 갖고 있다. 하드 코트층 (2) 은, 투명 수지 기재 (3) 의 하면 전면에, 투명 수지 기재 (3) 의 하면과 접촉하도록 배치되어 있다.

하드 코트층 (2) 은, 예를 들어 하드 코트 조성물로 형성된다. 하드 코트 조성물은, 수지를 함유한다.

수지로는, 예를 들어 경화성 수지, 열가소성 수지 (예를 들어, 폴리올레핀 수지) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 경화성 수지를 들 수 있다.

경화성 수지로는, 예를 들어 활성 에너지선 (구체적으로는, 자외선, 전자선 등) 의 조사에 의해 경화되는 활성 에너지선 경화성 수지, 예를 들어 가열에 의해 경화되는 열경화성 수지 등을 들 수 있고, 바람직하게는 활성 에너지선 경화성 수지를 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 수지는, 예를 들어 분자 중에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기를 갖는 폴리머를 들 수 있다. 그러한 관능기로는, 예를 들어 비닐기, (메트)아크릴로일기 (메타크릴로일기 및/또는 아크릴로일기) 등을 들 수 있다.

활성 에너지선 경화성 수지로는, 구체적으로는, 예를 들어 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 등의 (메트)아크릴계 자외선 경화성 수지를 들 수 있다.

또, 활성 에너지선 경화성 수지 이외의 경화성 수지로는, 예를 들어 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 실록산계 폴리머, 유기 실란 축합물 등을 들 수 있다.

이들 수지는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

하드 코트 조성물은, 수지에 더하여, 바람직하게는 입자를 추가로 함유한다. 이로써, 하드 코트층 (2) 을, 내블로킹 특성을 갖는 안티 블로킹층으로 할 수 있다.

입자로는, 무기 입자, 유기 입자 등을 들 수 있다. 무기 입자로는, 예를 들어 실리카 입자, 예를 들어 산화지르코늄, 산화티탄, 산화아연, 산화주석 등으로 이루어지는 금속 산화물 입자, 예를 들어 탄산칼슘 등의 탄산염 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자로는, 예를 들어 가교 아크릴 수지 입자 등을 들 수 있다. 입자는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

입자의 최빈 입자경은, 예를 들어 0.5 ㎛ 이상, 바람직하게는 1.0 ㎛ 이상이며, 또 예를 들어 2.5 ㎛ 이하, 바람직하게는 1.5 ㎛ 이하이다. 본 명세서에 있어서, 최빈 입자경이란, 입자 분포의 극대치를 나타내는 입경을 말하고, 예를 들어 플로식 입자 이미지 분석 장치 (Sysmex 사 제조, 제품명 「FPTA-3000S」) 를 사용하여, 소정 조건 (Sheath 액 : 아세트산에틸, 측정 모드 : HPF 측정, 측정 방식 : 토탈 카운트) 으로, 측정함으로써 구할 수 있다. 측정 시료로는, 입자를 아세트산에틸로 1.0 중량％ 로 희석시키고, 초음파 세척기를 사용하여 균일하게 분산시킨 것을 사용한다.

입자의 함유 비율은, 수지 100 질량부에 대하여, 예를 들어 0.01 질량부 이상, 바람직하게는 0.1 질량부 이상이며, 또 예를 들어 10 질량부 이하, 바람직하게는 5 질량부 이하이다.

하드 코트 조성물에는, 추가로 레벨링제, 틱소트로피제, 대전 방지제 등의 공지된 첨가제를 함유할 수 있다.

하드 코트층 (2) 의 두께는, 내찰상성의 관점에서, 예를 들어 0.5 ㎛ 이상, 바람직하게는 1 ㎛ 이상이며, 또 예를 들어 10 ㎛ 이하, 바람직하게는 3 ㎛ 이하이다.

하드 코트층의 두께는, 예를 들어 순간 멀티 측광 시스템을 사용하여 관측되는 간섭 스펙트럼의 파장에 기초하여 산출할 수 있다.

3. 투명 수지 기재

투명 수지 기재 (3) 는, 투명 도전성 필름 (1) 의 기계 강도를 확보하기 위한 투명한 기재이다. 즉, 투명 수지 기재 (3) 는, 투명 도전층 (5) 을, 광학 조정층 (4) 과 함께 지지하고 있다.

투명 수지 기재 (3) 는, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있다. 투명 수지 기재 (3) 는, 하드 코트층 (2) 의 상면 전면에, 하드 코트층 (2) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 투명 수지 기재 (3) 는, 하드 코트층 (2) 과 광학 조정층 (4) 의 사이에, 하드 코트층 (2) 의 상면 및 광학 조정층 (4) 의 하면에 접촉하도록 배치되어 있다.

투명 수지 기재 (3) 는, 예를 들어 투명성을 갖는 고분자 필름이다. 투명 수지 기재 (3) 의 재료로는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 예를 들어 폴리메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴 수지 (아크릴 수지 및/또는 메타크릴 수지), 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로올레핀 폴리머 (COP) 등의 올레핀 수지, 예를 들어 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리아릴레이트 수지, 멜라민 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리스티렌 수지, 노르보르넨 수지 등을 들 수 있다. 투명 수지 기재 (3) 는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

투명성, 습열 내구성, 기계적 강도 등의 관점에서, 바람직하게는 폴리에스테르 수지를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 PET 를 들 수 있다.

투명 수지 기재 (3) 의 전광선 투과율 (JIS K 7375-2008) 은, 예를 들어 80 ％ 이상, 바람직하게는 85 ％ 이상이다.

투명 수지 기재 (3) 의 두께는, 기계적 강도, 내찰상성, 투명 도전성 필름 (1) 을 터치 패널용 필름으로 했을 때의 타점 (打點) 특성 등의 관점에서, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이며, 또 예를 들어 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다. 투명 수지 기재 (3) 의 두께는, 예를 들어 마이크로 게이지식 두께계를 사용하여 측정할 수 있다.

투명 수지 기재 (3) 의 상면의 표면 조도 (Ra) 는, 예를 들어 1 ㎚ 이상, 바람직하게는 10 ㎚ 이상이며, 예를 들어 1 ㎛ 미만, 바람직하게는 0.5 ㎛ 이하이다. 투명 수지 기재 (3) 의 표면 조도를 상기 범위로 함으로써, 투명 도전층 (5) 의 표면 조도를 바람직한 범위로 할 수 있다.

4. 광학 조정층

광학 조정층 (4) 은, 투명 도전층 (5) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제하면서, 투명 도전성 필름 (1) 이 우수한 투명성을 확보하기 위해서, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 물성 (예를 들어, 굴절률) 을 조정하는 층이다.

광학 조정층 (4) 은, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있으며, 투명 수지 기재 (3) 의 상면 전면에, 투명 수지 기재 (3) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다. 보다 구체적으로는, 광학 조정층 (4) 은, 투명 수지 기재 (3) 와 투명 도전층 (5) 의 사이에, 투명 수지 기재 (3) 의 상면 및 투명 도전층 (5) 의 하면에 접촉하도록 배치되어 있다.

광학 조정층 (4) 은, 광학 조정 조성물로 형성되어 있다.

(1) 광학 조정 조성물은, 후술하는 광학 조정층 (4) 에 있어서의 경도가 0.5 GPa 이상이 되는 것이면 되지만, 광학 조정층 (4) 의 경도의 관점에서, 바람직하게는 중량 평균 분자량이 1500 이상인 에폭시 수지 (이하, 고분자량 에폭시 수지) 를 함유하는 수지 조성물 (이하, 고분자량 에폭시 수지 조성물) 을 들 수 있다.

고분자량 에폭시 수지로는, 바람직하게는 포화 탄화수소 고리를 갖는 에폭시 폴리머를 들 수 있다. 포화 탄화수소 고리로는, 예를 들어 시클로헥산 고리, 노르보르넨 고리 등을 들 수 있고, 바람직하게는 시클로헥산 고리를 들 수 있다.

포화 탄화수소 고리를 갖는 에폭시 폴리머로는, 예를 들어 포화 탄화수소 고리를 갖는 에폭시 모노머의 중합체, 포화 탄화수소 고리를 갖는 에폭시 모노머와, 에폭시 모노머와 공중합 가능한 그 밖의 모노머와의 공중합체 등을 들 수 있다.

포화 탄화수소 고리를 갖는 에폭시 모노머로는, 예를 들어 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르 등을 들 수 있다. 이들 모노머는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

그 밖의 모노머로는, 예를 들어 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 비스페놀 F 디글리시딜에테르, 비스페놀 S 디글리시딜에테르, 나프탈렌형 디글리시딜에테르, 비페닐형 디글리시딜에테르, 트리글리시딜이소시아누레이트 등의 방향족 탄화수소 고리를 갖는 에폭시 모노머 등을 들 수 있다.

고분자량 에폭시 수지는, 바람직하게는 고무 변성되어 있다. 즉, 바람직하게는 고무 변성 에폭시 수지를 들 수 있다.

변성시키는 고무로는, 예를 들어 폴리부타디엔 (1,2-폴리부타디엔, 1,4-폴리부타디엔 등), 스티렌·부타디엔 고무, 부틸 고무, 폴리이소부틸렌 고무, 클로로프렌 고무, 니트릴 고무, 아크릴 고무 등을 들 수 있다. 바람직하게는 폴리부타디엔을 들 수 있다.

고분자량 에폭시 수지의 중량 평균 분자량은, 1500 이상, 바람직하게는 1800 이상이며, 또 예를 들어 10000 이하, 바람직하게는 5000 이하이다. 중량 평균 분자량은, 겔 침투 크로마토그래피 (GPC) 에 의해 측정되고, 표준 폴리스티렌 환산치에 의해 구할 수 있다.

고분자량 에폭시 수지 조성물에 있어서의 고분자량 에폭시의 함유량은, 예를 들어 20 질량％ 이상이고, 바람직하게는 40 질량％ 이상이며, 또 예를 들어 80 질량％ 이하이다.

고분자량 에폭시 수지 조성물은, 경도의 관점에서, 바람직하게는 경화제를 추가로 함유한다.

경화제로는, 예를 들어 삼산화안티몬, 벤질메틸p-메톡시카르보닐옥시페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트, 헥사플루오로안티모네이트 등의 안티몬계 경화제, 예를 들어 p-메틸티오페놀, 나프톨계 화합물 등을 들 수 있다. 이들 경화제는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

고분자량 에폭시 수지 조성물은, 고분자량 에폭시 수지를 주성분 (가장 함유 비율이 많은 성분) 으로 하는 한, 저분자량 (중량 평균 분자량이 1500 미만) 의 에폭시 수지 등의 그 밖의 수지를 함유하고 있어도 된다.

고분자량 에폭시 수지 조성물 (광학 조정 조성물) 이 경화제를 함유하는 경우, 고분자량 에폭시 수지 100 질량부에 대한 경화제의 함유 비율은, 예를 들어 0.005 질량부 이상, 바람직하게는 0.01 질량부 이상이며, 또 예를 들어 0.5 질량부 이하, 바람직하게는 0.1 질량부 이하이다.

(2) 광학 조정층 (4) 에 있어서의 경도가 0.5 GPa 이상이 되는 광학 조정 조성물로는, 상기 고분자량 에폭시 수지 조성물 이외에도, 예를 들어 방향 고리 (예를 들어, 벤젠 고리, 나프탈렌 고리) 를 갖는 폴리머를 포함하는 수지 조성물 등도 들 수 있다.

방향 고리를 갖는 폴리머를 포함하는 수지 조성물로는, 예를 들어 폴리페닐렌에테르계 조성물, 아크릴계 조성물, 폴리실록산계 조성물 등을 들 수 있다.

폴리페닐렌에테르계 조성물은, 폴리페닐렌에테르를 함유한다.

이와 같은 폴리페닐렌에테르로는, 예를 들어 페닐렌에테르 단위 (예를 들어, 2,6-디메틸-1,4-페닐렌에테르 단위, 2,3,6-트리메틸-1,4-페닐렌에테르 단위) 를 갖는 폴리머를 들 수 있다. 폴리페닐렌에테르는, 주사슬 말단 또는 측사슬로서 글리시딜에테르 골격을 갖고 있어도 된다.

아크릴계 조성물은, (메트)아크릴산에스테르와, (메트)아크릴산에스테르와 공중합 가능한 방향 고리를 갖는 모노머를 주성분으로 하는 모노머 성분의 중합체 (아크릴 폴리머) 를 함유한다.

(메트)아크릴산에스테르는, 메타크릴산에스테르 및/또는 아크릴산에스테르로서, 구체적으로는, 예를 들어 (메트)아크릴산메틸, (메트)아크릴산에틸, (메트)아크릴산프로필, (메트)아크릴산이소프로필, (메트)아크릴산부틸, (메트)아크릴산옥틸, (메트)아크릴산2-에틸헥실, (메트)아크릴산데실, (메트)아크릴산2-하이드록시에틸 등의, 직사슬형 또는 분기형의, 탄소수 1 ∼ 14 (바람직하게는 1 ∼ 4) 의 알킬 부분을 갖는 (메트)아크릴산알킬에스테르 등을 들 수 있다.

방향 고리를 갖는 모노머로는, 예를 들어 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 디비닐벤젠 등의 알케닐 방향족 단량체 등을 들 수 있다.

폴리실록산계 조성물은, 측사슬에 방향 고리를 갖는 폴리실록산을 함유한다.

이와 같은 폴리실록산으로는, 예를 들어 하이드로실릴기를 갖는 실록산과 알케닐기를 갖는 방향족 탄화수소 화합물의 하이드로실릴화 반응물을 들 수 있다.

하이드로실릴기를 갖는 실록산으로는, 예를 들어 메틸하이드로젠실록산 단위와 디메틸실록산 단위를 갖는 폴리실록산, 메틸하이드로젠실록산 단위와 메틸페닐실록산 단위를 갖는 폴리실록산 등을 들 수 있다.

알케닐기를 갖는 방향족 탄화수소 화합물로는, 예를 들어 디비닐벤젠 등을 들 수 있다.

방향 고리를 갖는 폴리머를 포함하는 수지 조성물은, 내열성, 내팽창성의 관점에서, 상기 성분에 더하여, 이소시아네이트계 화합물을 함유하고 있어도 된다. 이소시아네이트 화합물로는, 예를 들어 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨릴렌디이소시아네이트, 비스(4-이소시아나토페닐)메탄, 2,2-비스(4-이소시아나토페닐)프로판, 알릴이소시아네이트, 이들의 트리메틸올프로판 어덕트체 및 이소시아누레이트체 등을 들 수 있다.

또, 광학 조정 조성물은, 상기 성분에 더하여, 입자를 함유할 수도 있다. 입자로는, 광학 조정층 (4) 이 요구하는 굴절률에 따라 바람직한 재료를 선택할 수 있고, 무기 입자, 유기 입자 등을 들 수 있다. 무기 입자로는, 예를 들어 실리카 입자, 예를 들어 산화지르코늄, 산화티탄, 산화아연 등으로 이루어지는 금속 산화물 입자, 예를 들어 탄산칼슘 등의 탄산염 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자로는, 예를 들어 가교 아크릴 수지 입자 등을 들 수 있다.

광학 조정 조성물의 겔화 시간은, 90 ℃ 로 가온시켰을 경우에, 예를 들어 30 초 이상, 바람직하게는 50 초 이상이며, 또 예를 들어 100 초 이하, 바람직하게는 80 초 이하이다. 겔화 시간을 상기 범위 내로 함으로써, 가공 속도를 향상시킬 수 있다. 겔화 시간은, 예를 들어 겔화 시험기를 사용하여, 90 ℃ 로 표면 온도가 설정된 플레이트에 광학 조정 조성물을 배치하고, 그 광학 조정 조성물이 경화될 때까지의 시간을 측정함으로써 구할 수 있다.

광학 조정층 (4) 의 경도는, 0.5 GPa 이상이다. 바람직하게는 0.6 GPa 이상이며, 또 예를 들어 1.0 GPa 이하, 바람직하게는 0.8 GPa 이하이다. 광학 조정층 (4) 의 경도를 상기 하한 이상으로 함으로써, 투명 도전성 필름 (1) 의 습열 내구성이 우수하다. 특히, 고습 고온 환경하에 장시간 방치했을 경우라도, 크랙의 발생을 억제하면서, 나아가서는 방치 후의 표면 저항치의 대폭적인 상승을 억제할 수도 있다.

광학 조정층 (4) 의 경도는, 예를 들어 두께 50 ㎛ 의 PET 필름에, 두께 30 ㎚ 의 광학 조정층 (4) 을 배치했을 경우의 광학 조정층 (4) 의 경도로서, JIS Z 2255 (2003년, 초미소 부하 경도 시험 방법) 에 준거하여 측정할 수 있다.

광학 조정층 (4) 의 굴절률은, 예를 들어 1.20 이상, 바람직하게는 1.40 이상이며, 또 예를 들어 1.70 이하, 바람직하게는 1.60 이하이다. 광학 조정층 (4) 의 굴절률을 상기 범위로 함으로써, 배선 패턴의 시인을 보다 한층 억제할 수 있다.

광학 조정층 (4) 의 두께는, 예를 들어 1 ㎚ 이상, 바람직하게는 10 ㎚ 이상이며, 또 예를 들어 200 ㎚ 이하, 바람직하게는 100 ㎚ 이하이다. 광학 조정층 (4) 의 두께를 상기 범위로 함으로써, 투명 도전층 (5) 의 표면 조도를 보다 확실하게 바람직한 범위로 할 수 있다. 광학 조정층 (4) 의 두께는, 예를 들어 순간 멀티 측광 시스템을 사용하여 측정할 수 있다.

5. 투명 도전층

투명 도전층 (5) 은, 후 공정에서 배선 패턴에 형성하고, 투명한 패턴부 (7) 를 형성하기 위한 도전층이다.

투명 도전층 (5) 은, 투명 도전성 필름 (1) 의 최상층으로서, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있다. 투명 도전층 (5) 은, 광학 조정층 (4) 의 상면 전면에, 광학 조정층 (4) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.

투명 도전층 (5) 의 재료로는, 예를 들어 In, Sn, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 포함하는 금속 산화물을 들 수 있다. 금속 산화물에는, 필요에 따라, 추가로 상기 군에 나타낸 금속 원자를 도프하고 있어도 된다.

투명 도전층 (5) 의 재료는, 예를 들어 인듐주석 복합 산화물 (ITO) 등의 인듐 함유 산화물, 예를 들어 안티몬주석 복합 산화물 (ATO) 등의 안티몬 함유 산화물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 인듐 함유 산화물, 보다 바람직하게는 ITO 를 들 수 있다.

투명 도전층 (5) 의 재료로서 ITO 를 사용하는 경우, 산화주석 (SnO₂) 함유량은, 산화주석 및 산화인듐 (In₂O₃) 의 합계량에 대하여, 예를 들어 0.5 질량％ 이상, 바람직하게는 3 질량％ 이상이며, 또 예를 들어 15 질량％ 이하, 바람직하게는 13 질량％ 이하이다. 산화주석의 함유량을 상기 하한 이상으로 함으로써, ITO 층의 내구성을 보다 한층 양호하게 할 수 있다. 산화주석의 함유량을 상기 상한 이하로 함으로써, ITO 층의 결정 전화 (轉化) 를 용이하게 하여, 투명성이나 표면 저항의 안정성을 향상시킬 수 있다.

본 명세서 중에 있어서의 「ITO」란, 적어도 인듐 (In) 과 주석 (Sn) 을 포함하는 복합 산화물이면 되고, 이들 이외의 추가 성분을 포함해도 된다. 추가 성분으로는, 예를 들어 In, Sn 이외의 금속 원소를 들 수 있고, 구체적으로는, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W, Fe, Pb, Ni, Nb, Cr, Ga 등을 들 수 있다.

투명 도전층 (5) 의 굴절률은, 예를 들어 1.85 이상, 바람직하게는 1.95 이상이며, 또 예를 들어 2.20 이하, 바람직하게는 2.10 이하이다.

투명 도전층 (5) 의 두께는, 예를 들어 10 ㎚ 이상, 바람직하게는 15 ㎚ 이상이며, 또 예를 들어 30 ㎚ 이하, 바람직하게는 25 ㎚ 이하이다. 투명 도전층 (5) 의 두께는, 예를 들어 순간 멀티 측광 시스템을 사용하여 측정할 수 있다.

광학 조정층 (4) 의 두께에 대한, 투명 도전층 (5) 의 두께의 비 (투명 도전층 (5)/광학 조정층 (4)) 는, 예를 들어 0.1 이상, 바람직하게는 0.5 이상이며, 또 예를 들어 1.2 이하, 바람직하게는 0.8 이하이다.

투명 도전층 (5) 은, 결정질 및 비정질 중 어느 것이어도 되고, 또 결정질 및 비정질의 혼합체여도 된다. 투명 도전층 (5) 은, 바람직하게는 결정질로 이루어지고, 보다 구체적으로는, 결정질 ITO 층이다. 이로써, 투명 도전층 (5) 의 투명성을 향상시키고, 또 투명 도전층 (5) 의 표면 저항을 보다 한층 저감시킬 수 있다.

투명 도전층 (5) 이 결정질막인 것은, 예를 들어 투명 도전층 (5) 이 ITO 층인 경우는, 20 ℃ 의 염산 (농도 5 질량％) 에 15 분간 침지시킨 후, 수세·건조시켜, 15 ㎜ 정도 사이의 단자간 저항을 측정함으로써 판단할 수 있다. 본 명세서에 있어서는, 염산 (20 ℃, 농도 : 5 질량％) 에 대한 침지·수세·건조 후에, 15 ㎜ 사이의 단자간 저항이 10 kΩ 이하인 경우, ITO 층이 결정질인 것으로 한다.

6. 투명 도전성 필름의 제조 방법

이어서, 투명 도전성 필름 (1) 을 제조하는 방법을 설명한다.

투명 도전성 필름 (1) 을 제조하려면, 예를 들어 투명 수지 기재 (3) 의 타방면에, 하드 코트층 (2) 을 형성하고, 투명 수지 기재 (3) 의 일방면에, 광학 조정층 (4) 및 투명 도전층 (5) 을 이 순서대로 형성한다. 즉, 투명 수지 기재 (3) 의 하면에 하드 코트층 (2) 을 형성하고, 이어서, 투명 수지 기재 (3) 의 상면에 광학 조정층 (4) 을 형성하고, 이어서, 광학 조정층 (4) 의 상면에 투명 도전층 (5) 을 형성한다. 이하, 상세히 서술한다.

우선, 공지 또는 시판되는 투명 수지 기재 (3) 를 준비한다.

그 후, 필요에 따라, 투명 수지 기재 (3) 와, 하드 코트층 (2) 또는 광학 조정층 (4) 과의 밀착성의 관점에서, 투명 수지 기재 (3) 의 하면 또는 상면에, 예를 들어 스퍼터링, 코로나 방전, 화염, 자외선 조사, 전자선 조사, 화성, 산화 등의 에칭 처리나 초벌칠 처리를 실시할 수 있다. 또, 용제 세정, 초음파 세정 등에 의해 투명 수지 기재 (3) 를 제진, 청정화할 수 있다.

이어서, 투명 수지 기재 (3) 의 하면에, 하드 코트층 (2) 을 형성한다. 예를 들어, 투명 수지 기재 (3) 의 하면에 하드 코트 조성물을 습식 도공함으로써, 투명 수지 기재 (3) 의 하면에 하드 코트층 (2) 을 형성한다.

구체적으로는, 예를 들어 하드 코트 조성물을 용매로 희석시킨 희석액 (바니시) 을 조제하고, 계속해서, 희석액을 투명 수지 기재 (3) 의 하면에 도포하여, 희석액을 건조시킨다.

용매로는, 예를 들어 유기 용매, 수계 용매 (구체적으로는, 물) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 유기 용매를 들 수 있다. 유기 용매로는, 예를 들어 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올 화합물, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 등의 케톤 화합물, 예를 들어 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르 화합물, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 에테르 화합물, 예를 들어 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 이들 용매는, 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.

희석액에 있어서의 고형분 농도는, 예를 들어 1 질량％ 이상, 바람직하게는 10 질량％ 이상이며, 또 예를 들어 30 질량％ 이하, 바람직하게는 20 질량％ 이하이다.

도포 방법으로는 희석액 및 투명 수지 기재 (3) 에 따라 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 딥 코트법, 에어 나이프 코트법, 커튼 코트법, 롤러 코트법, 와이어 바 코트법, 그라비아 코트법, 익스트루전 코트법 등을 들 수 있다.

건조 온도는, 예를 들어 50 ℃ 이상, 바람직하게는 70 ℃ 이상이며, 예를 들어 200 ℃ 이하, 바람직하게는 100 ℃ 이하이다.

건조 시간은, 예를 들어 0.5 분 이상, 바람직하게는 1 분 이상이며, 예를 들어 60 분 이하, 바람직하게는 20 분 이하이다.

이 때, 바람직하게는 건조 후의 도포막의 두께가, 함유되어 있는 입자의 직경보다 얇아지도록 하드 코트 조성물을 도포한다.

그 후, 하드 코트 조성물이 활성 에너지선 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 희석액의 건조 후에, 활성 에너지선을 조사함으로써, 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킨다.

또한, 하드 코트 조성물이 열경화성 수지를 함유하는 경우에는, 이 건조 공정에 의해, 용매의 건조와 함께, 열경화성 수지를 열경화시킬 수 있다.

이어서, 투명 수지 기재 (3) 의 상면에, 광학 조정층 (4) 을 형성한다. 예를 들어, 투명 수지 기재 (3) 의 상면에 광학 조정 조성물을 습식 도공함으로써, 투명 수지 기재 (3) 의 상면에 광학 조정층 (4) 을 형성한다.

구체적으로는, 예를 들어 광학 조정 조성물을 용매로 희석시킨 희석액 (바니시) 을 조제하고, 계속해서, 희석액을 투명 수지 기재 (3) 의 상면에 도포하여, 희석액을 건조시킨다.

광학 조정 조성물의 조제, 도포, 건조 등의 조건은, 하드 코트 조성물에서 예시한 조제, 도포, 건조 등의 조건과 동일한 것을 들 수 있다.

또, 광학 조정 조성물이 활성 에너지선 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 희석액의 건조 후에, 활성 에너지선을 조사함으로써, 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킨다.

또한, 광학 조정 조성물이 열경화성 수지를 함유하는 경우에는, 이 건조 공정에 의해, 용매의 건조와 함께, 열경화성 수지를 열경화시킬 수 있다.

이어서, 광학 조정층 (4) 의 상면에, 투명 도전층 (5) 을 형성한다. 예를 들어, 건식 방법에 의해, 광학 조정층 (4) 의 상면에 투명 도전층 (5) 을 형성한다.

건식 방법으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 들 수 있다. 바람직하게는 스퍼터링법을 들 수 있다. 이 방법에 의해 박막의 투명 도전층 (5) 을 형성할 수 있다.

스퍼터링법을 채용하는 경우, 타깃재로는, 투명 도전층 (5) 을 구성하는 상기 서술한 무기물을 들 수 있고, 바람직하게는 ITO 를 들 수 있다. ITO 의 산화주석 농도는, ITO 층의 내구성, 결정화 등의 관점에서, 예를 들어 0.5 질량％ 이상, 바람직하게는 3 질량％ 이상이며, 또 예를 들어 15 질량％ 이하, 바람직하게는 13 질량％ 이하이다.

스퍼터 가스로는, 예를 들어 Ar 등의 불활성 가스를 들 수 있다. 또, 필요에 따라, 산소 가스 등의 반응성 가스를 병용할 수 있다. 반응성 가스를 병용하는 경우에 있어서, 반응성 가스의 유량비는 특별히 한정하지 않지만, 스퍼터 가스 및 반응성 가스의 합계 유량비에 대하여, 예를 들어 0.1 유량 ％ 이상 5 유량 ％ 이하이다.

스퍼터링은, 진공하에서 실시된다. 구체적으로는, 스퍼터링시의 기압은, 스퍼터링 레이트의 저하 억제, 방전 안정성 등의 관점에서, 예를 들어 1 Pa 이하, 바람직하게는 0.7 Pa 이하이다.

스퍼터링법에 사용하는 전원은, 예를 들어 DC 전원, AC 전원, MF 전원 및 RF 전원 중 어느 것이어도 되고, 또 이들의 조합이어도 된다.

또, 원하는 두께의 투명 도전층 (5) 을 형성하기 위해서, 타깃재나 스퍼터링의 조건 등을 적절히 설정하여 복수회 스퍼터링을 실시해도 된다.

이로써, 투명 도전성 필름 (1) 이 얻어진다.

이어서, 필요에 따라, 투명 도전성 필름 (1) 의 투명 도전층 (5) 에 대하여, 결정 전화 처리를 실시한다.

구체적으로는, 투명 도전성 필름 (1) 에 대기하에서 가열 처리를 실시한다.

가열 처리는, 예를 들어 적외선 히터, 오븐 등을 사용하여 실시할 수 있다.

가열 온도는, 예를 들어 100 ℃ 이상, 바람직하게는 120 ℃ 이상이며, 또 예를 들어 200 ℃ 이하, 바람직하게는 160 ℃ 이하이다. 가열 온도를 상기 범위 내로 함으로써, 투명 수지 기재 (3) 의 열 손상 및 투명 수지 기재 (3) 로부터 발생하는 불순물을 억제하면서, 결정 전화를 확실하게 할 수 있다.

가열 시간은, 가열 온도에 따라 적절히 결정되는데, 예를 들어 10 분 이상, 바람직하게는 30 분 이상이며, 또 예를 들어 5 시간 이하, 바람직하게는 3 시간 이하이다.

이로써, 결정화된 투명 도전층 (5) 을 구비하는 투명 도전성 필름 (1) 이 얻어진다.

얻어지는 투명 도전성 필름 (1) 의 총두께는, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이며, 또 예를 들어 300 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.

투명 도전성 필름 (1) 에 있어서의 투명 도전층 (5) (즉, 투명 도전성 필름 (1) 의 상면) 의 표면 조도 (Ra) 는, 40 ㎚ 이하이며, 바람직하게는 20 ㎚ 이하이다. 상기 표면 조도 (Ra) 를 상기 상한 이하로 함으로써, 내굴곡성이 우수하다.

또, 투명 도전층 (5) 의 표면 조도 (Ra) 는, 예를 들어 1 ㎚ 이상, 바람직하게는 8 ㎚ 이상, 보다 바람직하게는 10 ㎚ 이상이다. 표면 조도 (Ra) 를 상기 하한 이상으로 함으로써, 롤 투 롤 공정시에 있어서, 가이드 롤과의 접촉에서 기인하는 투명 도전층 (5) 의 파손을 억제할 수 있어, 롤 투 롤에 의한 반송성을 양호하게 할 수 있다.

표면 조도 (Ra) 는, 산술 평균 조도 (Ra) 로서, 원자간력 현미경을 사용하여 측정된다. 또한, 투명 도전성 필름 (1) 에 있어서의 표면 조도 (Ra) 는, 투명 도전층 (5) 의 결정화 전후에서는 실질적으로 변화하지 않는다.

또한, 필요에 따라, 결정 전화 처리 전 또는 후에, 공지된 에칭 수법에 의해 도 2 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전층 (5) 을 스트라이프상 등의 배선 패턴에 형성해도 된다.

에칭은, 예를 들어 비패턴부 (6) 및 패턴부 (7) 에 대응하도록, 피복부 (마스킹 테이프 등) 를 투명 도전층 (5) 상에 배치하고, 피복부로부터 노출되는 투명 도전층 (5) (비패턴부 (6)) 을 에칭액을 사용하여 에칭한다. 에칭액으로는, 예를 들어 염산, 황산, 질산, 아세트산, 옥살산, 인산 및 이들의 혼산 등의 산을 들 수 있다. 그 후, 피복부를, 투명 도전층 (5) 의 상면으로부터, 예를 들어 박리 등에 의해 제거한다.

또, 상기 제조 방법에서는, 롤 투 롤 방식으로, 투명 수지 기재 (3) 를 반송시키면서, 그 투명 수지 기재 (3) 에, 하드 코트층 (2), 광학 조정층 (4) 및 투명 도전층 (5) 을 이 순서대로 형성해도 되고, 또 이들 층의 일부 또는 전부를 배치 방식 (매엽 방식) 으로 형성해도 된다. 생산성의 관점에서, 바람직하게는 롤 투 롤 방식으로, 투명 수지 기재 (3) 를 반송시키면서, 그 투명 수지 기재 (3) 에 각 층을 형성한다.

7. 작용 효과

투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 수지 기재 (3) 와 광학 조정층 (4) 과 투명 도전층 (5) 을 이 순서대로 구비하고, 광학 조정층 (4) 의 경도가, 0.5 GPa 이상이다. 그 때문에, 고온 고습 환경하의 사용에 있어서도, 투명 도전성 필름 (1) 의 성능 저하를 억제할 수 있어, 습열 내구성이 우수하다. 구체적으로는, 85 ℃ 85 ％RH 의 환경하에 장시간 방치해도, 투명 도전층 (5) 에 크랙의 발생을 억제할 수 있다.

또, 투명 도전성 필름 (1) 에서는, 투명 도전층 (5) 의 표면 조도 (Ra) 가 40 ㎚ 이하이다. 그 때문에, 투명 도전성 필름 (1) 을 접어 구부려도, 투명 도전층 (5) 에 크랙의 발생을 억제할 수 있어, 내굴곡성이 우수하다. 구체적으로는, 직경 16 ㎜ (바람직하게는 12 ㎜) 의 맨드릴을 따라 투명 도전성 필름 (1) 을 180 도로 굴곡시켰을 때에, 투명 도전층 (5) 에 크랙의 발생을 억제할 수 있다.

이것은, 이하의 메커니즘에 의한 것으로 추찰된다. 투명 도전성 필름 (1) 의 표면 조도가 크면 두께의 불균일이 커져, 굴곡시에 가해지는 막 응력에 불균일이 생긴다.

그 때문에, 막 응력이 큰 지점에 크랙이 발생하기 쉽다. 또, 일반적으로, 필름은, 두께가 두꺼울수록 크랙이 발생하기 쉽다. 투명 도전성 필름 (1) 의 표면 조도가 크면 두께가 큰 영역이 증대되어, 크랙의 발생 확률이 향상된다.

이에 대하여, 본 발명에서는, 표면 조도 (Ra) 를 상기 상한 이하로 함으로써, 두께의 불균일을 저감시키고 있다. 이 때문에, 막 응력의 불균일을 저감시키거나, 두께가 국소적으로 커지는 영역을 저감시키고 있다. 따라서, 굴곡에 대한 크랙을 억제할 수 있는 것으로 추찰된다.

또, 투명 도전성 필름 (1) 에서는, 바람직하게는 투명 도전층 (5) 의 표면 조도 (Ra) 가, 10 ㎚ 이상이다. 이 경우, 롤 투 롤 공정에 있어서의 반송성 (권취성) 이 우수하다.

구체적으로는, 롤 투 롤 공정에서는, 광학 조정층의 상면에 투명 도전층을 형성한 후, 얻어진 투명 도전성 필름을, 가이드 롤을 사용하여, 권취 롤로 가이드 (유도) 하여, 최종적으로 롤상으로 권취된다. 이 때, 가이드 롤은, 투명 도전층에 접촉하도록 배치되기 때문에, 투명 도전층이 과도하게 평활하면, 투명 도전층이 가이드 롤 표면에 과도하게 밀착해 버려, 투명 도전층이 광학 조정층으로부터 박리되고, 파손되는 문제가 생기는 경우가 있다. 이 문제는, 가이드 롤에 공기를 분사하여 투명 도전성 필름 (1) 의 미끄러짐성을 향상시킬 수 없는 조건하, 구체적으로는, 투명 도전층을 스퍼터링 등의 진공하에서 형성하는 조건에 있어서, 특히 발생하기 쉽다.

이에 대하여, 본 발명의 투명 도전성 필름 (1) 에서는, 바람직하게는 투명 도전층 (5) 의 표면 조도 (Ra) 를, 10 ㎚ 이상으로 함으로써, 가이드 롤과 투명 도전층 (5) 의 밀착을 저감시킬 수 있다. 그 때문에, 가이드 롤에 의한 투명 도전층 (5) 의 파손을 억제하면서, 투명 도전성 필름 (1) 을 원활하게 반송하여, 권취할 수 있다.

투명 도전성 필름 (1) 은, 예를 들어 광학 장치에 구비된다. 광학 장치로는, 예를 들어 화상 표시 장치 등을 들 수 있다. 투명 도전성 필름 (1) 을 화상 표시 장치 (구체적으로는, LCD 모듈 등의 화상 표시 소자를 갖는 화상 표시 장치) 에 구비하는 경우에는, 투명 도전성 필름 (1) 은, 예를 들어 터치 패널용 기재로서 사용된다. 터치 패널의 형식으로는, 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등의 각종 방식을 들 수 있고, 특히 정전 용량 방식의 터치 패널에 바람직하게 사용된다.

8. 변형예

또한, 도 1 에 나타내는 실시형태에서는, 투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 수지 기재 (3) 의 하면에 배치되는 하드 코트층 (2) 을 구비하고 있지만, 예를 들어 도시하지 않지만, 투명 도전성 필름 (1) 은, 하드 코트층 (2) 을 구비하고 있지 않아도 된다. 즉, 투명 도전성 필름 (1) 의 최하층은, 투명 수지 기재 (3) 로 할 수 있다.

찰상성 및 안티 블로킹성의 관점에서, 바람직하게는 투명 도전성 필름 (1) 은, 하드 코트층 (2) 을 구비한다.

또, 도 1 에 나타내는 실시형태에서는, 투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 수지 기재 (3) 의 상측에, 하드 코트층, 광학 조정층 등의 다른 기능층을 구비하고 있지 않지만, 예를 들어 도시하지 않지만, 기능층을 1 종 또는 2 종 이상 구비하고 있어도 된다.

실시예

이하에 실시예 및 비교예를 나타내어, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 전혀 실시예 및 비교예에 한정되지 않는다. 또, 이하의 기재에 있어서 사용되는 배합 비율 (함유 비율), 물성치, 파라미터 등의 구체적 수치는, 상기 「발명을 실시하기 위한 형태」에 있어서 기재되어 있는, 그것들에 대응하는 배합 비율 (함유 비율), 물성치, 파라미터 등 해당 기재의 상한치 (「이하」, 「미만」으로서 정의되어 있는 수치) 또는 하한치 (「이상」, 「초과」로서 정의되어 있는 수치) 로 대체할 수 있다.

실시예 1

롤 투 롤 공정에 의해, 투명 도전성 필름을 하기에 따라 제조하였다.

투명 수지 기재로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (PET, 두께 50 ㎛, 미츠비시 수지사 제조, 상면의 표면 조도 (Ra) 0.3 ㎛) 을 준비하였다.

직경 (최빈 입자경) 1.45 ㎛ 의 복수개의 입자 (가교 아크릴 수지, 단분산 입자), 바인더 수지 (DIC 사 제조, 상품명 「유니딕, 우레탄아크릴레이트계 수지) 및 용매 (아세트산부틸) 를 함유하는 하드 코트 조성물의 희석액을, 그라비아 코터를 사용하여, PET 필름의 하면에 도포 및 건조시키고, 그 후, 고압 수은 램프로 자외선을 조사하였다. 이로써, 두께 1.5 ㎛ 의 하드 코트층을 형성하였다.

이어서, 고무 변성 에폭시 수지 (「아데카필테라 BUR-12A」, ADEKA 사 제조, 중량 평균 분자량 2000, 시클로헥산 고리를 갖는 에폭시 폴리머) 10 질량부 및 안티몬계 경화제 (「아데카필테라 BUR-12B」, ADEKA 사 제조) 0.001 질량부를 혼합하여, 광학 조정 조성물을 조제하였다. 광학 조정 조성물의 90 ℃ 에 있어서의 겔화 타임은, 60 초였다.

이 광학 조정 조성물에 메틸이소부틸케톤 90 질량부를 혼합하여, 광학 조정 조성물의 바니시를 조제하였다. 광학 조정 조성물의 바니시를 PET 필름의 상면에 도포 및 건조시켰다. 이로써, 두께 30 ㎚ 의 광학 조정층을 형성하였다. 광학 조정층의 굴절률은, 1.53 이었다.

이어서, 광학 조정층의 상면에, 스퍼터링에 의해, 두께가 20 ㎚ 인 ITO 층 (투명 도전층) 을 형성하였다. 구체적으로는, 아르곤 가스 98 ％ 및 산소 가스 2 ％ 를 도입한 기압 0.4 Pa 의 진공 분위기하에서, 90 질량％ 의 산화인듐 및 10 질량％ 의 산화주석의 소결체로 이루어지는 ITO 타깃을 스퍼터링하였다. 그 후, 140 분, 90 분 동안 가열을 실시함으로써, ITO 층을 결정화시켰다. ITO 층의 굴절률은, 2.00 이었다.

이와 같이 하여, 실시예 1 의 투명 도전성 필름을 제조하였다.

실시예 2 ∼ 3

표면 조도가 상이한 투명 수지 기재를 준비하고, 투명 도전성 필름의 투명 도전층측 표면 조도 (Ra) 가 표 1 이 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 도전성 필름을 제조하였다.

비교예 1

표면 조도가 상이한 투명 수지 기재를 준비하고, 투명 도전성 필름의 투명 도전층측 표면 조도 (Ra) 가 표 1 의 Ra 가 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 도전성 필름을 제조하였다.

비교예 2 ∼ 4

하기 광학 조정 조성물 및 표면 조도가 상이한 투명 수지 기재를 준비하고, 투명 도전성 필름의 투명 도전층측 표면 조도 (Ra) 가 표 1 의 Ra 가 되도록 조정한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 하여, 투명 도전성 필름을 제조하였다.

광학 조정 조성물 : 메톡시화 메틸올멜라민 수지, 이소프탈산 유닛을 갖는 폴리에스테르, 말레산에스테르 및 실리콘을 혼합하여, 광학 조정 조성물을 조제하였다.

투명 도전성 필름의 각 구성 및 평가는, 이하와 같이 하여 측정하였다.

(1) 두께

PET 필름은, 마이크로 게이지식 두께계 (미츠토요사 제조) 를 사용하여 측정하였다.

하드 코트층, 광학 조정층 및 투명 도전층은, 순간 멀티 측광 시스템 (「MCPD2000」, 오츠카 전자사 제조) 을 이용하여, 간섭 스펙트럼의 파형을 기초로 하여 산출하였다.

(2) 굴절률

각 층의 굴절률은, 아베 굴절률계 (아타고사 제조) 를 이용하여, 25 ℃ 의 조건하, 측정면에 대하여 측정광을 입사시키도록 하여, 굴절률 합계에 나타나는 규정의 측정 방법에 의해 측정을 실시하였다.

(3) 광학 조정층의 경도

광학 조정층의 경도를 JIS Z 2255 (2003년, 초미소 부하 경도 시험 방법) 에 준거하여 측정하였다.

구체적으로는, 두께 50 ㎛ 의 PET 필름의 상면에, 실시예 또는 비교예에 기재된 두께 30 ㎚ 의 광학 조정층을 형성한 경도 측정용 샘플을 각각 준비하였다. 이들 샘플의 광학 조정층의 상면에, 압자를 꽉 누름으로써, 초미소 부하 경도 (HTL) 를 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

장치 : 나노인덴터 (Hysitron inc 사 제조, Triboindenter)

사용 압자 : Verkovich (삼각뿔형)

사용 방법 : 단일 압입

측정 온도 : 25 ℃

압입 깊이 : 20 ㎚

(4) 표면 조도

원자간력 현미경 (Digital Instruments 사 제조, Nonoscope IV) 을 사용하여, 투명 도전성 필름의 ITO 층의 표면의 산술 평균 조도 (Ra) 를 측정하였다.

(5) 습열 내구성 시험

각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름에 있어서, ITO 층의 상면에, 폭 2 ㎜ 의 마스킹 테이프를 10 ㎜ 간격으로 첩착 (貼着) 한 후, 마스킹 테이프의 비첩착 부분의 ITO 층을 에칭하여, 스트라이프상 (폭 10 ㎜) 의 ITO 층에 패터닝하였다 (도 3 참조). 마스킹 테이프를 박리하고, 투명 도전성 필름 (1) 을 추가로 150 ℃ 에서 30 분 가열하였다.

이어서, 투명 도전성 필름 (1) 의 ITO 층 (5) 에, 점착제 (8) 를 개재하여 유리판 (9) 을 배치하였다 (도 3 참조). 이 유리판이 부착된 투명 도전성 필름을, 고온 항습기 (「LHL-113」, 에스펙사 제조) 에 투입하여, 85 ℃ 85 ％RH 의 환경하에서 240 시간 방치하였다 (고온 고습 시험). 그 후, 점착제 (8) 및 유리판 (9) 을 벗겼다.

시험 후의 투명 도전성 필름의 표면을 레이저 현미경으로 10 배의 배율로 관찰하였다. 크랙이 분명하게 관찰되었을 경우를 × 로 평가하고, 크랙이 거의 관찰되지 않은 경우를 ○ 로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(6) 내굴곡성 시험

맨드릴 시험 (맨드릴의 직경 16 ㎜ 또는 12 ㎜) 을 실시하였다. 구체적으로는, 각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름 (1) 을 길이 150 ㎜ × 폭 10 ㎜ 로 절단하고, ITO 층 (5) 이 맨드릴 (10) 에 접촉하도록 각 투명 도전성 필름 (1) 을 배치하고, 이어서, 맨드릴 (10) 을 따르도록 각 투명 도전성 필름 (1) 을 180 도로 굴곡시켰다 (도 4 참조). 굴곡진 투명 도전성 필름 (1) 의 ITO 층 표면을 레이저 현미경으로 10 배의 배율로 관찰하였다.

맨드릴의 직경 16 ㎜ 및 12 ㎜ 의 양방의 경우에 있어서, 절곡 부분에 크랙이 관찰되었을 경우를 × 로 평가하였다. 맨드릴의 직경 16 ㎜ 를 사용한 경우에는, 절곡 부분에, 크랙이 관찰되지 않았지만, 맨드릴의 직경 12 ㎜ 를 사용한 경우에, 크랙이 관찰되었을 경우를 △ 로 평가하였다. 맨드릴의 직경 16 ㎜ 및 12 ㎜ 의 양방의 경우에 있어서, 크랙이 관찰되지 않은 경우를 ○ 로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

(7) 반송성

투명 도전성 필름의 제조시에 있어서, 진공하에서 스퍼터링에 의해 ITO 층을 형성한 후에, 그 진공하에서, 가이드 롤을 ITO 층의 표면에 접촉시켜, 투명 도전성 필름을 권취 롤로 가이드하여, 투명 도전성 필름을 롤상으로 권취하였다. 이 투명 도전성 필름의 ITO 층의 표면을 육안으로 관찰하였다.

ITO 층의 박리가 크게 관찰되었을 경우를 × 로 평가하고, ITO 층의 박리가 일부 관찰된 경우를 △ 로 평가하고, ITO 층의 박리가 관찰되지 않은 경우를 ○ 로 평가하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.

또한, 상기 발명은, 본 발명의 예시의 실시형태로서 제공했는데, 이것은 단순한 예시에 지나지 않아, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해 분명한 본 발명의 변형예는, 후기하는 청구범위에 포함된다.

본 발명의 투명 도전성 필름은, 각종 공업 제품에 적용할 수 있고, 예를 들어 화상 표시 장치에 구비되는 터치 패널용 기재 등에 바람직하게 사용된다.

1 투명 도전성 필름
3 투명 수지 기재
4 광학 조정층
5 투명 도전층

Claims (5)

1. 투명 수지 기재와 광학 조정층과 투명 도전층을 이 순서대로 구비하고,
   상기 광학 조정층의, JIS Z 2255 에 있어서의 경도가, 0.5 GPa 이상이며,
   상기 투명 도전층의 표면 조도 (Ra) 가, 40 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 투명 도전층의 표면 조도 (Ra) 가, 10 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 조정층의 두께가, 10 ㎚ 이상 100 ㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 광학 조정층이, 중량 평균 분자량이 1500 이상인 에폭시 수지를 함유하는 수지 조성물로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
5. 제 1 항에 있어서,
   직경 16 ㎜ 의 맨드릴을 따라 상기 투명 도전성 필름을 180 도로 굴곡시켰을 때에, 상기 투명 도전층에 크랙이 발생하지 않는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
   
   

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