KR20150016748A - 투명 도전성 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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KR20150016748A KR1020130092582A KR20130092582A KR20150016748A KR 20150016748 A KR20150016748 A KR 20150016748A KR 1020130092582 A KR1020130092582 A KR 1020130092582A KR 20130092582 A KR20130092582 A KR 20130092582A KR 20150016748 A KR20150016748 A KR 20150016748A
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이민희
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Abstract

투명기재, 고굴절층, 저굴절층 및 도전층의 적층구조이고, 상기 저굴절층이 실리콘 산화질화(SiON)막을 포함하는 투명 도전성 필름을 제공한다.
또한, 투명기재를 마련하는 단계; 상기 투명기재 상부에 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 이 혼합되어 형성된 화합물을 도포하여 고굴절층을 형성하는 단계; 상기 고굴절층 상부에 실리콘 산화질화막을 스터퍼링법으로 증착하여 저굴절층을 형성하는 단계; 및 상기 저굴절층 상부에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 스퍼터링법으로 증착하여 도전층을 형성하는 단계;를 포함하는 투명 도전성 필름 제조방법을 제공한다.

Description

투명 도전성 필름 및 이의 제조방법{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM AND THE METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
투명 도전성 필름 및 이의 제조방법에 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 대향배치되어 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.
상기 터치 패널에 적용되는 정전용량 방식의 투명 도전성 필름은 도전층 이외에 고굴절층 또는 저굴절층 등을 포함할 수 있고, 상기 고굴절층 또는 저굴절층 상부에 도전층을 형성하여 패터닝 등을 진행할 수 있는바, 고굴절층, 저굴절층 및 도전층을 포함하는 투명 도전성 필름 생산 공정 중 생산 속도 및 생산 효율 등의 확보를 위한 투명 도전성 필름에 관한 연구가 계속되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 실리콘 산화질화막을 포함하는 저굴절층을 포함하여 내구성을 향상시키면서 도전층의 결정화도를 촉진시키는 투명 도전성 필름을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 저굴절층의 실리콘 산화질화막을 스퍼터링 방법에 의해 형성하는 단계를 포함하여 신뢰성 및 내화학성이 개선된 투명 도전성 필름의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 투명기재, 고굴절층, 저굴절층 및 도전층의 적층구조이고, 상기 저굴절층이 실리콘 산화질화막을 포함하는 투명 도전성 필름을 제공한다.
상기 실리콘 산화질화막은 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx) 중 어느 하나로 이루어진 타겟과, 진공도를 갖는 챔버 내부에 공급되는 반응가스를 구비한 스퍼터를 이용하는 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 반응 가스는 산소(O2)와 질소(N2)를 포함할 수 있다.
상기 저굴절층의 굴절율은 약 1.4 내지 약 1.5일 수 있다.
상기 저굴절층의 두께는 약 5nm 내지 약 100nm일 수 있다.
상기 고굴절층은 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 혼합되어 형성된 화합물을 포함할 수 있다.
상기 화합물은 상기 고굴절층 전체 조성물에 대하여 상기 지르코니아(ZrO2) 1중량% 내지 10중량%, 상기 티타니아(TiO2) 1중량% 내지 10중량% 및 산화탄달(Ta2O5)1중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다.
상기 고굴절층의 굴절율은 약 2 내지 약 2.1일 수 있다.
상기 고굴절층의 두께는 약 20nm 내지 약 150nm일 수 있다.
상기 투명 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름일 수 있다.
상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함할 수 있다.
상기 투명 기재의 일면 또는 양면에 하드코팅층을 더 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층은 입자직경이 약 1㎛ 내지 약 5㎛인 SiO2를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 투명기재를 마련하는 단계; 상기 투명기재 상부에 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 이 혼합되어 형성된 화합물을 도포하여 고굴절층을 형성하는 단계; 상기 고굴절층 상부에 실리콘 산화질화막을 스터퍼링법으로 증착하여 저굴절층을 형성하는 단계; 및 상기 저굴절층 상부에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 스퍼터링법으로 증착하여 도전층을 형성하는 단계;를 포함하는 투명 도전성 필름 제조방법을 제공한다.
상기 도전층은 이온 빔 증착(ion beam deposition)법으로 형성될 수 있다.
상기 투명 도전성 필름은 도전층의 생산속도를 향상시킬 수 있고, 색상제어가 우수하여 향후 광특성 개선 제품의 중간재로써 활용할 수 있다.
상기 투명 도전성 필름 제조방법을 사용함으로써, 크랙이 최소화된 도전층과 내구성 및 신뢰도가 우수한 투명 도전성 필름을 형성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
투명 도전성 필름
본 발명의 일 구현예에서, 투명기재, 고굴절층, 저굴절층 및 도전층의 적층구조이고, 상기 저굴절층이 실리콘 산화질화(SiON)막을 포함하는 투명 도전성 필름을 제공한다.
터치패널용 투명 전극으로 가장 널리 사용하는 투명 도전성 필름은 양면이 하드코팅된 투명기재에 진공스퍼터 방식으로 증착하여 제품으로 양산되는 것으로, 일반적인 광특성을 유지하기 위해 경도가 1 내지 1.5수준인 투명한 아크릴계 하드코팅용 조성물을 투명기재에 도포한 후에 광투과율 90% 이상을 구현하기 위한 고굴절층, 저굴절층 및 도전층을 스퍼터링 방식으로 적층함으로써 제작될 수 있다.
그러나, 상기와 같이 제작된 일반적인 투명 도전성 필름은 정전용량 방식의 제품의 경우 도전층의 패턴 자국이 에칭 후에 그대로 보여 시인성이 저하되고 일반적인 저항인 270Ω/□의 면저항을 구현하기가 힘들었다. 이는 도전층 및 그 하부층인 저굴절층 또는 고굴절층이 결정화를 기여하는데 역할을 제대로 수행하지 못하였으며 열충격 특성이나 밴딩 특성과 같은 내구성에서 문제가 생겼기 때문이다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위해 본 발명의 일구현예인 투명 도전성 필름의 저굴절층은 실리콘 산화질화막을 포함하고, 상기 실리콘 산화질화막은 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx) 중 어느 하나로 이루어진 타겟과, 진공도를 갖는 챔버 내부에 공급되는 반응가스를 구비한 스퍼터를 이용하는 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있다.
나아가, 실리콘 산화질화막을 포함하는 상기 저굴절층 상부에 도전층을 스퍼터링 방법으로 코팅함으로써, 투명전극을 구성하는바, 저굴절층의 두께, 굴절율 및 색상을 조절하여 투명 도전성 필름의 광특성을 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하며, 상기 투명 도전성 필름은 투명기재(10), 하드코팅층(20), 고굴절층(30), 저굴절층(40) 및 도전층(50)의 적층구조이다.
투명기재(10)는 투명성과 강도가 우수한 필름을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 투명기재(10)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름일 수 있다.
상기 저굴절층이 실리콘 산화질화막을 포함할 수 있다. 이때, 상기 실리콘 산화질화막은 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx) 중 어느 하나로 이루어진 타겟과, 진공도를 갖는 챔버 내부에 공급되는 반응가스를 구비한 스퍼터를 이용하는 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 스퍼터링 방법의 원리는 스퍼터의 챔버 내에서 타겟 표면을 높은 에너지의 입자로 충돌시켜 그 충격으로 타겟의 입자가 튀어나오게 한 후, 상기 튀어나온 타겟 입자(원자)를 상기 타겟과 마주하도록 위치시킨 기판에 증착되도록 한 것으로, 상기 타겟 물질은 주로 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2) 또는 질화실리콘(SiNx)이 될 수 있다.
또한, 상기 반응 가스는 산소(O2)와 질소(N2)를 포함할 수 있다. 산소와 질소가스의 혼합비를 적절히 조절함으로써, 실리콘 산화질화막의 조성비와 저굴절층을 구성하는 실리콘 산화질화막의 유전율 및 굴절율을 가변시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 챔버로 투입되는 산소(O2)의 유량은 약 1sccm 내지 약 20sccm이며, 질소(N2)의 유량은 약 1sccm 내지 약 10sccm일 수 있다.
상기 산소 및 질소는 챔버로 투입될 수 있는바, 반응가스가 산소인 경우 상기 범위의 유량을 가짐으로써 막밀도 향상에 의한 광투과도 개선이라는 점에서 유리하며, 반응가스가 질소인 경우 상기 범위의 유량을 가짐으로써 반사율이 낮아짐으로써 색차개선면에 이점이 있어, 패턴 시인성 개선효과를 용이하게 구현할 수 있다.
상기 저굴절층(40)의 굴절률은 약 1.4 내지 약 1.5일 수 있다. 상기 저굴절층은 스퍼터링 방법에 의해 형성된 실리콘 실화막을 포함함으로써 굴절률이 약 1.4 내지 약 1.5로 조절가능하며, 고굴절층과의 굴절율 차이가 조절 가능함으로써 투명 도전성 필름 전체적인 시인성이 향상될 수 있다.
상기 저굴절층(40)의 두께는 약 5nm 내지 약 100nm 일 수 있다. 구체적으로, 상기 저굴절층(40)의 두께는 약 30nm 내지 약 50nm일 수 있다. 패턴 은폐성이란 상기 저굴절층 상부에 도전층을 패터닝 했을 때, 도전성 물질이 있는 부분과 없는 부분의 투과율, 반사율 또는 색차값의 차이가 나지 않는 것을 의미하는바, 패턴을 은폐하기 위해서는 도전층 하부의 저굴절층 등에 특정한 굴절률과 두께를 일정하게 유지하는 것이 중요하다. 그러므로, 상기 저굴절층의 두께를 일정하게 유지함으로써 패턴 은폐성(인덱스 매칭)의 효과를 용이하게 구현할 수 있다.
상기 고굴절층은 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 혼합되어 형성된 화합물을 포함할 수 있다. 상기 고굴절층을 통하여 광투과도가 90%이상인 투명 도전성 필름을 구현할 수 있고, 상부에 실리콘 산화질화막을 포함하는 저굴절층 및 ITO 또는 FTO를 포함하는 도전층을 스퍼터링 방법에 의해 증착함으로써, 시인성을 향상시킬 수 있다.
상기 화합물은 상기 고굴절층 전체 조성물에 대하여 상기 지르코니아(ZrO2) 1중량% 내지 10중량%, 상기 티타니아(TiO2) 1중량% 내지 10중량% 및 산화탄달(Ta2O5) 1중량% 내지 10중량%를 포함할 수 있다.
구체적으로, 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 혼합되어 형성된 화합물은 졸 형태로 존재할 수 있는바, 상기 범위의 중량%를 유지함으로써 투명기재에서 발생하는 올리고머를 차단함으로써 확산방지막의 역할을 수행할 수 있고, 내열성이 우수하며, 항온 항습 테스트도 통과하는 수준의 높은 신뢰성을 확보할 수 있다.
상기 고굴절층의 굴절율은 약 2 내지 약 2.1일 수 있다. 또한, 상기 고굴절층은 지르코늄(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5)을 포함하는 졸(sol)로 형성될 수 있고, 빛을 투과, 반사 또는 산란하게 할 수 있다. 상기 고굴절층의 굴절율은 약 2 내지 약 2.1로 조절 가능한바, 고굴절층의 광특성을 발휘하게 할 수 있다.
또한, 투명기재 또는 하드코팅층 상부에 형성되는바, 상기 투명기재와의 굴절율 차이, 또는 아크릴계 화합물을 포함하여 형성되는 하드코팅층과의 굴절율 차이를 조절함으로써 투명 도전성 필름의 투과율 등을 향상시킬 수 있다.
상기 고굴절층(30)의 두께는 약 20nm 내지 약 150nm 일 수 있다. 상기 고굴절층(30)의 두께를 유지함으로써 우수한 투과율 및 시인성이 향상될 수 있고, 응력으로 인한 크랙(Crack) 및 컬(Curl)의 발생을 저하시킬 수 있다.
상기 도전층(50)은 상기 저굴절층(40) 상부에 형성되는 것으로, ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 도전층(50)의 두께는 약 5nm 내지 약 50nm일 수 있고, 상기 도전층의 두께를 상기 범위로 유지함으로써 상기 도전층이 낮은 저항을 확보할 수 있다는 점에서 유리한 효과를 가진다.
도 2는 본 발명의 다른 일실시예에 따른 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것으로, 도 2에서는 투명기재(10)의 하부에 하드코팅층(20)이 더 형성되어 있다. 하드코팅층(20)은 표면 경도를 향상시키는 역할을 하며, 아크릴계 화합물 등 하드 코팅 형성을 위하여 이용되는 것이라면 제한없이 이용될 수 있다.
상기 하드코팅층(20)은 도 1에서와 같이 투명기재(10)의 일면에만 형성될 수 있으나, 도 2에서와 같이 투명기재(10)의 양면에 형성될 수도 있다.
또한, 상기 하드코팅층(20)은 입자직경이 약 1㎛ 내지 약 5㎛인 SiO2를 포함할 수 있다. 상기 하드코팅층은 투명 기재의 일면 또는 양면에 형성되는 것으로, 상기 SiO2는 필러로써 포함되는바, SiO2를 포함함으로써 패턴 시인성 개선효과를 용이하게 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 SiO2가 상기 범위의 입자직경을 가짐으로써 분산성 및 색차개선 균일도 향상면에서 유리하며 분산이 일정하지 않아 응집현상이 발생할 수 있고, 코팅 후 광특성의 불균일성을 피할 수 있다.
나아가, 투과성이 좋은 고분자 필름, 즉 상기 투명기재(10) 상에 하드코팅 조성물을 도포하고 건조하여 하드코팅층을 형성하였는바, 주행성과 부착력을 개선하기 위해 상기 SiO2를 필러로써 첨가하였고, 이를 통해 투명 도전성 필름의 취급성이 개선되었는바, 신뢰성 및 열적 내구성을 확보할 수 있다.
결과적으로, 상기 투명 도전성 필름은 통상적인 방식으로는 구현하기 어려운 91% 이상의 투과율를 구현하였고, 실리콘 산화질화막을 포함하는 저굴절층을 스퍼터링 방법에 의해 형성함으로써 도전층 두께 25nm를 기준으로 하는 경우의 생산속도를 약 1m/min에서 최소 3m/min 이상의 생산속도로 향상시켰다.
또한, 색상제어가 매우 우수한바, 투과 혹은 반사 b*를 -2 내지 +1.5 사이에서 자유자재로 구현할 수 있으며, 향후 투명 플렉서블 디스플레이 광특성 개선 제품의 중간재로써도 활용될 수 있다.
투명 도전성 필름 제조방법
본 발명의 다른 구현예에서, 투명기재를 마련하는 단계; 상기 투명기재 상부에 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 이 혼합되어 형성된 화합물을 도포하여 고굴절층을 형성하는 단계; 상기 고굴절층 상부에 실리콘 산화질화막을 스터퍼링법으로 증착하여 저굴절층을 형성하는 단계; 및 상기 저굴절층 상부에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 스퍼터링법으로 증착하여 도전층을 형성하는 단계;를 포함하는 투명 도전성 필름 제조방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 저굴절층은 실리콘 산화질화막을 포함하고, 상기 실리콘 산화질화막은 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx) 중 어느 하나로 이루어진 타겟과, 진공도를 갖는 챔버 내부에 공급되는 반응가스를 구비한 스퍼터를 이용하는 스퍼터링 방법에 의해 형성될 수 있다.
상기 저굴절층 외에 상기 도전층이 스퍼터링법에 의하여 형성되는바, 스퍼터링 법에 있어서, 파워와 파워밀도, 챔버내 진공도 등은 챔버내의 플라즈마 형성에 관여하여 파라미터가 될 수 있고, 챔버내 온도 및 저굴절층 또는 도전층과 타겟 간의 거리 등은 상기 플라즈마 형성에 관여하는 파라미터와 더불어 저굴절층 또는 도전층에 증착되는 증착 속도 및 막특성에 관여하는 파라미터가 될 수 있다.
상기 실리콘 산화질화막을 형성하는 스퍼터링법은 스퍼터에 인가되는 파워가 약 15KW 내지 약 20KW일 수 있다. 스퍼터에 인가되는 파워를 상기 범위로 함으로써 실리콘 산화질화막의 막밀도 증가에 영향을 줄 수 있고, 실리콘 산화질화막의 균열특성을 피함으로써, 증착속도를 증가하게 할 수 있다.
상기 실리콘 산화질화막을 형성하는 스퍼터링법은 스퍼터에 인가되는 파워밀도가 약 10w/cm2 내지 약 35w/cm2일 수 있다. 또한 챔버내 진공도를 0.4Pa 내지 0.6P로 유지하며, 챔버내 공정온도는 상온(통상적으로 24℃) 내지 150℃의 범위를 가지며 저굴절층과 타겟 간의 거리는 약 100mm 내지 약 150mm정도가 되도록 한 상태에서 진행할 수 있다.
또한, 상기 실리콘 산화질화막을 형성하는 스퍼터링법은 MF타입이고, RF타입에 비해 낮은 주파수를 사용함으로써 산화물과 같은 세라믹막의 기계적 충격에 의한 균열성을 저감시키고, 스퍼터링시 발생하는 아크(Acr)를 최소화 시켜줄 수 있어서 막의 내구성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 실리콘 산화질화막은 많은 전하(charge)를 가지고 있어, 포화상태를 벗어나는 경우 스파크가 일어나게 되는데 이러한 스파크를 아크(Acr)라고 일컫는바, 아크가 타겟 표면을 충돌할 경우 입자 형태로 깨져나와 형성되는 도전층에 붙는 경우 이물을 형성할 수 있다. 그러므로, MF타입의 스퍼터링법으로 실리콘 산화질화막을 형성함으로써 아크발생을 최소화하여 이물없는 도전층을 형성할 수 있다.
상기 MF타입(Middle frequency)은 RF(Radio frequency)타입과 주파수 영역만 상이할 뿐 그 특징은 유사한바, 상기 RF타입은 약 13.56MHz영역의 주파수를 사용을 통해 전류를 인가하는 방식을 일컫는다.
상기 도전층은 이온 빔 증착(ion beam deposition)법으로 형성될 수 있다. 상기 이온 빔 증착은 도전층 형성시 발생되는 플라즈마가 도전층에 주는 영향을 최소화하게 할 수 있는바, 이온 빔이 도전층을 조사함으로써 도전층이 증착되게 할 수 있다.
예를 들어, 상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함할 수 있는바, 상기 ITO 또는 FTO의 증착 물질을 위치시키고, 상기 증착 물질을 전자빔으로 증발시키고, 증발된 증착 물질을 이온빔으로 가속시켜, 상기 저굴절층 상부에 도전층을 증착시킨다. 상기 이온 빔 증착법은 저온 공정이 가능하여, 열팽창 계수 차이에 의한 박리 현상을 감소시킬 수 있는 것이다.
구체적으로, 도전층의 경우 DC 전압이 인가되는 DC스퍼터링법에 의해서 형성될 수 있고, 이때 스퍼터에 인가되는 파워가 약 3KW 내지 약 6KW일 수 있다. 이를 단위 제곱(cm2) 당으로 재계산하면 약 16W/cm2 내지 약 20W/cm2일 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
총 고형분 100 중량부에 대하여 디펜타에리스리톨헥사 아크릴레이트 20 중량부, 자외선 경화형 아크릴레이트 (상품명 HX-920UV, Kyoeisha) 60 중량부, 입자직경이 3㎛인 SiO2 15 중량부, 광중합 개시제 Irgacure-184 5 중량부(Ciba사)를 혼합하고 희석용제 메틸에틸케톤(MEK)으로 희석하여 고형분 45%의 하드코팅층 조성물(굴절률 1.52)을 제조하였다.
상기 하드코팅층 조성물을 Meyer bar를 이용해 125㎛ PET필름 상에, 건조막 두께가 1.5㎛이 되도록 도포하고, 180W 고압수은 등으로 300mJ의 자외선을 조사하여 경화시켜 하드코팅필름을 제작했다. 상기 제작한 필름의 반대면에 동일한 방법으로 상기 제조예 2의 하드코팅층 조성물을 건조막 두께 1.5㎛이 되도록 도포하고 경화시켜 양면에 하드코팅층을 포함하는 필름을 제작했다.
그 후, 양면에 하드코팅층을 포함하는 필름의 한 면에 지르코니아(ZrO2) 5중량%, 티타니아(TiO2) 5중량% 및 산화탄달(Ta2O5) 5중량%의 혼합물을 포함하여 형성된 화합물을 두께가 50nm가 되도록 UV경화 조건으로 습식도포하여 고굴절층을 형성하였다.
그 후 상기 고굴절층에 하기 표 1 실시예 1의 공정조건을 통해 실리콘 산화질화막의 두께가 30nm가 되도록 스퍼터링 방법에 의하여 저굴절층을 형성하였고, 인듐:주석 = 95:5의 ITO 타겟을 이용하여 저굴절층 상부에 막두께가 20nm가 되도록 스퍼터링 방법에 의하여 ITO층을 형성하여 투명 도전성 필름을 제작하였다.
실시예 2
상기 저굴절층이 하기 표 1 실시예 2의 공정조건을 통해 형성되는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 필름을 제작하였다.
실시예 3
상기 저굴절층이 실리콘 산화질화막의 두께가 30nm가 되도록 UV경화 및 열풍 건조조건으로 습식도포하여 형성되는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 필름을 제작하였다.
비교예 1
상기 저굴절층이 SiO2막의 두께가 30nm가 되도록 형성되는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 투명 도전성 필름을 제작하였다.
실시예 1 실시예2
타겟 Si, SiO2, SiNx Si, SiO2, SiNx
파워 17KW 18KW
파워밀도 14w/cm2 16w/cm2
압력 0.4Pa 내지 0.6Pa 0.4Pa 내지 0.6Pa
O2 1~20 sccm 1~20sccm
N2 1~10sccm 1~10ccm
공정온도 120℃ 120℃
< 실험예 > 투명 도전성 필름의 물리적 특성
상기 실시예 및 비교예의 투명 도전성 필름을 이용하여 하기 물성들을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
1) 광특성 측정: CM-5(Konica minolta사)를 이용하여 실시예 1 및 2의 헤이즈 값을 측정하였다. CM-5(Konica minolta사)를 이용해 실시예 1 및 2의 전광선 투과율(파장 550nm), 반사율(파장 550nm) 및 투과 b*(표준 광원 D65)/반사 b*(표준 광원 D65) 값을 측정하여 하기 표 2에 기재하였다.
2) ITO 크랙 측정: 상기 실시예 및 비교예 도전층의 크랙을 굴곡성 테스트(Bending Test)에 의한 저항변화로 측정하였다. 이 때, 상기 실시예 및 비교예 도전층을 80℃, 240시간에 60℃, 95% 습도, 240시간에, 85℃, 85% 습도, 240시간에 노출 후 다시 크랙을 측정하여 하기 표3에 기재하였다.
3) 신뢰성 TEST: 상기 실시예 및 비교예 투명 도전성 필름의 신뢰성을 항온, 항습에 의한 저항변화로 측정하였다. 이 때, 상기 실시예 및 비교예 투명 도전성 필름을 80℃, 240시간에 60℃, 95% 습도, 240시간에, 85℃, 85% 습도, 240시간에 노출 후 다시 신뢰성을 측정하여 하기 표3에 기재하였다.
4) 내화학성 TEST: 상기 실시예 및 비교예 투명 도전성 필름의 내화학성을 염산과 수산화나트륨 용액에 함침 하기 전 후의 저항변화로 측정하였다. 이 때, 상기 실시예 및 비교예 투명 도전성 필름을 1% HCl에 30분 동안, 0.25M KOH에 20분 동안 노출 후 다시 내화학성을 측정하여 하기 표3에 기재하였다.
Haze 투과 b* 반사 b* 투과율(%) 반사율(%)
실시예1 0.3 0.42 -0.19 91.12 10.21
실시예2 0.27 0.4 1 91.39 10.38
측정조건 기준값 실시예1 실시예2 실시예3 비교예
ITO 크랙 측정 80℃, 240hr 1.10 1.04 1.03 1.06 1.07
60℃, 95%, 240hr 1.10 1.03 1.02 1.06 1.08
85℃, 85%, 240hr 1.10 1.03 1.04 1.05 1.08
신뢰성 TEST 80℃, 240hr 1.20 1.03 1.04 1.12 1.15
60℃, 95%, 240hr 1.20 1.00 1.02 1.11 1.14
85℃, 85%, 240hr 1.20 1.10 1.09 1.15 1.18
내화학성 TEST 1% HCl, 30min 1.30 1.07 1.08 1.15 1.21
0.25 M KOH, 20min 1.30 1.08 1.08 1.18 1.22
상기 표 2, 표 3의 측정결과를 통해 실시예 1 및 2의 투명 도전성 필름은 일정수준 이상의 광특성을 가지고 있고, ITO크랙발생이 실시예 3 및 비교예에 비해 적고, 신뢰성과 내화학성이 실시예 3 및 비교예에 비해 우수함을 확인하였다.
이는, 실시예 1 및 2의 투명 도전성 필름의 저굴절층이 스퍼터링 방법에 의해 형성되는 것에 비해, 실시예 3의 저굴절층은 UV경화 및 습식도포되어 형성되고, 비교예 1은 실리콘 산화질화막이 아닌 SiO2로 형성되는 저굴절층을 포함하기 때문이다.
그러므로, 실시예 1,2 및 실시예 3을 통해 저굴절층이 스퍼터링 방법에 의해서 형성되는 것이, 실시예 1,2 및 비교예 1을 통해 저굴절층이 실리콘 산화질화막을 포함하는 것이 광특성, ITO 크랙형성, 신뢰성 및 내화학성 확보에 더 유리함을 알 수 있었다.
10: 투명기재
20: 하드코팅층
30: 고굴절층
40: 저굴절층
41: 주석 또는 몰리브덴 입자
50: 도전층

Claims (15)

  1. 투명기재, 고굴절층, 저굴절층 및 도전층의 적층구조이고,
    상기 저굴절층이 실리콘 산화질화막을 포함하는
    투명 도전성 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실리콘 산화질화막은 실리콘(Si), 산화실리콘(SiO2), 질화실리콘(SiNx) 중 어느 하나로 이루어진 타겟과, 진공도를 갖는 챔버 내부에 공급되는 반응가스를 구비한 스퍼터를 이용하는 스퍼터링 방법에 의해 형성된
    투명 도전성 필름.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 반응 가스는 산소(O2)와 질소(N2)를 포함하는
    투명 도전성 필름.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 저굴절층의 굴절율은 1.4 내지 1.5인
    투명 도전성 필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 저굴절층의 두께는 5nm 내지 100nm인
    투명 도전성 필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절층은 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 혼합되어 형성된 화합물을 포함하는
    투명 도전성 필름.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 화합물은 상기 고굴절층 전체 조성물에 대하여 상기 지르코니아(ZrO2) 1중량% 내지 10중량%, 상기 티타니아(TiO2) 1중량% 내지 10중량% 및 산화탄달(Ta2O5) 1중량% 내지 10중량%를 포함하는
    투명 도전성 필름.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절층의 굴절율은 2 내지 2.1인
    투명 도전성 필름.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 고굴절층의 두께는 20nm 내지 150nm인
    투명 도전성 필름
  10. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 기재는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트 (PEN), 폴리에테르설폰(PES), 폴리카보네이트(PC), 폴리프로필렌(PP), 폴리비닐 클로라이드(PVC), 폴리에틸렌(PE), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 에틸렌 비닐 알코올(EVA), 폴리비닐알콜(PVA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나를 포함하는 단일 또는 적층 필름인
    투명 전도성 필름.
  11. 제 1항에 있어서,
    상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 포함하는
    투명 전도성 필름.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 투명 기재의 일면 또는 양면에 하드코팅층을 더 포함하는
    투명 전도성 필름.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 하드코팅층은 입자직경이 1㎛ 내지 5㎛인 SiO2를 포함하는
    투명 전도성 필름.
  14. 투명기재를 마련하는 단계;
    상기 투명기재 상부에 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 및 산화탄달(Ta2O5) 이 혼합되어 형성된 화합물을 도포하여 고굴절층을 형성하는 단계;
    상기 고굴절층 상부에 실리콘 산화질화막을 스터퍼링법으로 증착하여 저굴절층을 형성하는 단계; 및
    상기 저굴절층 상부에 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)를 스퍼터링법으로 증착하여 도전층을 형성하는 단계;를 포함하는
    투명 도전성 필름 제조방법.
  15. 제 14항에 있어서,
    상기 도전층은 이온 빔 증착(ion beam deposition)법으로 형성된
    투명 도전성 필름 제조방법.
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