KR20150127275A

KR20150127275A - 투명 도전성 필름

Info

Publication number: KR20150127275A
Application number: KR1020157029223A
Authority: KR
Inventors: 나리오 우에죽코쿠; 토시노리 나가오카
Original assignee: 나가오카 산교 가부시키가이샤
Priority date: 2013-04-09
Filing date: 2014-03-18
Publication date: 2015-11-16
Also published as: TW201443927A; TWI595513B; CN105051832A; US20160023444A1; KR101774423B1; WO2014167960A1; JP5719864B2; CN105051832B; JP2014203775A

Abstract

본 발명은, 더 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있는 투명 도전성 필름(10)을 제공하는 것을 목적으로 한다. 투명성 및 가요성을 가진 기재 (11)와, 기재(11) 중 적어도 한쪽 면에 도전성 수지를 적층해서 형성한 도전층(13)을 구비한 투명 도전성 필름(10)으로서, 도전층(13)의 표면을 중심선 평균 거칠기 (Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 한 것을 특징으로 한다.

Description

투명 도전성 필름{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM}

본 발명은, 예를 들면 정전 용량식 터치 패널 등으로 대표되는 정전 용량식 센서나 유기 EL 소자에서의 전극 및 기재(基材)로서 이용될 수 있는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.

휴대 정보 단말기나 자동 거래 장치 등의 터치 패널에 있어서, 이용자의 손가락 누름을 검지하는 센서로서 도전성과 투명성을 가지는 도전성 필름이나 도전성 시트(양자를 포함해서, 이하 「투명 도전성 필름」이라 함)가 이용되고 있다. 요즘, 도전성과 투명성을 가진 투명 도전성 필름은 터치 패널뿐만 아니라 태양광 패널, 유기 발광 다이오드(이하, 「유기 EL」이라고 부름) 디스플레이, 혹은 LED 조명 등에도 이용되고 있다.

본 투명 도전성 필름은, 도전성을 확보하기 위해, 예를 들면, 합성수지제 필름·시트에 인듐 주석 산화물의 도전층을 형성해서 구성한다. 혹은, 투명 도전성 필름은 합성 수지제의 필름·시트에 나노 금속 입자, 나노 금속 와이어, 또는 카본 나노 튜브 등의 무기계 입자를 수지 바인더에 분산시켜 코팅에 의해서 도전층을 형성해서 구성한다.

그런데, 터치 패널 등의 투명 도전성 필름에서는, 예를 들면 이용자가 손가락으로 누르면, 줄무니 형태의 뉴트링이 발생해서 시인성이 악화하는 일이 있었다. 이때 도전층의 표면 거칠기를 제한함으로써 뉴트링의 발생을 억제하는 기술이 제안되고 있다.

예를 들어, 특허문헌 1에 기재된 투명 도전성 필름은, 중심선 평균 거칠기(Ra)를 0.11~0.18㎛, 최대 높이(Ry)를 0.9~1.6㎛, 또 국부(局部) 산꼭대기의 평균 간격(S)을 0.05~0.11mm로 하는 표면을 가진 투명 도전성 박막을 형성함으로써 뉴트링의 발생을 억제할 수 있다.

그러나, 오늘날 휴대 정보 단말 등에서 강화 유리를 통해서 손가락으로 누르거나 혹은 하드 코팅 필름 등을 통해서 손가락 누르기가 증가하였기 때문에, 투명 도전성 필름에 대해서 더 높은 도전성이 요구되고 있다. 그리고 또한, 터치 패널의 디스플레이 부분에 표시되는 화상이나 영상의 고화질화, 문자의 선명화, 혹은 디스플레이 부분의 고해상도화에 수반되어서 투명 도전성 필름에 대해서 더 높은 투명성이 요구되고 있다.

그런데, 특허문헌 1에 기재된 투명 도전성 필름은 뉴트링의 발생을 억제하여 시인성을 확보하고 있지만, 요구되는 더 높은 투명성에 대해서 최적화되어 있지 않아서 이에 대응하기가 어렵다는 문제가 있었다.

일본특허공개공보 제2007-103348호

본 발명은, 상술한 문제점을 감안하여 더 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있는 투명 도전성 필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 투명성 및 가요성(可撓性)을 가지는 기재와, 그 기재의 적어도 한쪽 면에 도전성 수지를 적층해서 형성된 도전층을 구비한 투명 도전성 필름으로서, 상기 도전층의 표면을, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하, 또 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 한 것을 특징으로 한다.

상기 기재는, 필름형상 혹은 시트형상 등으로 할 수 있다.

상기 중심선 평균 거칠기는, JIS B0601의 부속 규격으로 정의된 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)(구 JIS규격의 중심선 평균 거칠기 Ra)로 할 수 있다.

상기 최대 높이는, JIS B0601로 정의된 최대 높이 Rz(구 JIS 규격의 최대 높이 Ry)로 할 수 있다.

상기 십점 평균 거칠기는, JIS B0601의 부속 규격으로 정의된 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)(구 JIS규격의 십점 평균 거칠기 Rz)로 할 수 있다.

본 발명에 의해, 더 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있다.

구체적으로는, 도전층의 표면을 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이고, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 제한함으로써, 투명 도전성 필름은, 도전층에서의 표면의 평활성을 향상해서, 표면 거칠기에 기인하는 저항값의 불균형을 억제할 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름은 균일하고 더 낮은 저항의 도전층을 안정적으로 확보할 수 있다.

그리고 또한, 도전층에서의 표면의 평활성을 향상시킴으로써 투명 도전성 필름은 빛의 난반사로 인한 번쩍임 등을 더 억제해서 높은 투명성을 확보할 수 있다.

즉, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94) 중 어느 하나라도 전술한 매우 좁은 범위를 초과한 경우, 투명 도전성 필름은 도전층의 표면에서의 평활성이 저하되어, 높은 도전성과 투명성을 양립해서 확보할 수 없다.

자세하게는, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 미만, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 미만, 혹은 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.02㎛ 미만에서는, 평활성이 향상되지만, 도전층을 쉽게 형성하기가 어려워져서 형성에 필요한 작업 공수나 비용이 증대할 우려가 있다.

한편, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.02㎛보다 큰, 최대 높이(Rz)가 0.10㎛보다 크거나 혹은 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.05㎛보다 크면, 도전층의 표면에서의 평활성이 저하하고, 높은 도전성과 투명성을 양립해서 확보할 수 없을 우려가 있다. 이 때문에 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)로서는 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)로서는 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)로서는 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하가 바람직하다.

따라서, 투명 도전성 필름은, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)의 3개를 매우 좁은 범위 내에서 동시에 제한함으로써 최적화되고 보다 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있다.

본 발명의 양태로서, 상기 도전층을, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가지는 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 구성으로 할 수 있다.

상기 폴리티오펜계 수지는, 도전성을 가진 PEDOT/PSS 등으로 할 수 있다.

본 발명으로 투명 도전성 필름은 입자 지름이 작은 도전성 입자가 일정 비율 이상 도전층에 존재하기 때문에 더 안정된 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 평균 입자 지름이 20nm 미만에서는, 도전층의 표면 저항률을 낮추기 어려워지고 초음파 등의 에너지를 더해서 원하는 입자 지름으로 입자를 분쇄할 때, 분쇄가 더 곤란해지면서 동시에 분쇄에 필요한 시간이 증가해서 효율적으로 도전층을 형성할 수 없는 우려가 있다.

한편, 평균 입자 지름이 60nm보다 크면, 도전층에서의 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz) 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94) 중 3개를 매우 좁은 범위 내에서 동시에 제한하는 것이 곤란해질 우려가 있다. 이 때문에, 평균 입자 지름으로서는 20nm이상 60nm이하가 바람직하다.

따라서, 투명 도전성 필름은, 도전층에 함유된 도전성 입자의 입자 지름 및 함유율을 세밀하게 제한함으로써 더 안정적인 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태로서, 상기 폴리티오펜계 수지를 함유하는 상기 도전층의 두께를 100nm 이상 500nm 이하로 할 수 있다.

본 발명에 따라 투명 도전성 필름은 도전층의 두께를 통해서 도전층에서의 단면적의 불균일을 제한할 수 있어서 저항값의 불균일을 억제할 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름은 균일하고 더 낮은 저항의 도전층을 안정적으로 확보할 수 있다.

또한, 도전층의 두께가 100nm 미만에서는, 도전층의 형성이 더 곤란해지면서 동시에 도전층의 강도가 낮아질 우려가 있고, 도전층의 두께가 500nm보다 크면 투명성이 낮아지면서 투명 도전성 필름의 두께가 두꺼워짐으로써 투명 도전성 필름의 가요성이 낮아질 우려가 있다.

예를 들면, 투명 도전성 필름을 롤 형태로 감았을 때, 크랙 등이 생겨서 도전성을 확보하지 못할 우려가 있다. 이 때문에 도전층의 두께는 100nm 이상 500nm 이하가 바람직하다.

따라서, 투명 도전성 필름은, 도전층의 두께를 좁은 범위에서 제한함으로써 더 안정된 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태로서, 상기 폴리티오펜계 수지를 함유하는 상기 도전층의 표면 저항률을 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하로 할 수 있다.

본 발명에 따라, 투명 도전성 필름은, 도전층의 표면 저항률을 좁은 범위 내로 제한함으로써 더 안정적인 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태로서, 상기 투명 도전성 필름의 광선 투과율을 70% 이상 90% 이하로 할 수 있다.

본 발명에 따라, 투명 도전성 필름은, 예를 들면, 유기 EL 디스플레이 등에 적용했을 경우, 발광층으로부터의 빛을 더 많이 투과할 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름은 고화질 화상이나 동영상을 더 선명하게 시인 가능하게 할 수 있다.

또한, 광선 투과율이 70% 미만에서는, 투명성이 저하해서 시인성이 낮아질 우려가 있고, 광선 투과율이 90%보다 크면 높은 투명성을 얻을 수 있는 반면 투명 도전성 필름의 형성이 더 곤란해지기 때문에 안정적인 품질의 확보가 곤란해지면서 동시에 비용이 증대할 우려가 있다. 이 때문에 광선 투과율로서는 70% 이상 90% 이하가 바람직하다.

따라서, 투명 도전성 필름은, 광선 투과율을 좁은 범위 내에서 제한함으로써 높은 도전성과 투명성을 가지고 시인성을 향상할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태로서, 상기 기재를, 투명성을 가진 합성 수지제의 수지 박막과, 그 수지 박막의 적어도 상기 도전층 측의 면에 적층해서 형성된 투명성을 가지는 투명 피복층으로 구성하고, 그 투명 피복층을 레벨링재를 함유한 레벨링층, 접착성 향상재를 함유한 접착성 향상층, 혹은 경화 수지층 중 하나로 구성할 수 있다.

상기 합성수지는, 광선 투과율이 80% 이상의 폴리에스테르계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 투명 폴리이미드계 수지, 혹은 시클로환(環) 올레핀 수지계 등으로 할 수 있다.

상기 경화 수지층은, 아크릴계 수지나 에폭시계 수지 등으로 할 수 있다.

본 발명에 따라, 투명 도전성 필름은, 더 안정적인 투명성을 확보할 수 있다.

예를 들면, 레벨링 층을 구비한 경우, 기재의 표면을 더 평활하게 할 수 있어서 투명 도전성 필름은 투명성을 더 향상할 수 있다.

또한, 접착성 향상층을 구비한 경우, 기재에 대한 도전층의 밀착성이 향상되기 때문에, 투명 도전성 필름은 투명 도전성 필름을 만곡시켰을 때, 기재로부터 도전층이 벗겨져서 투명성 및 도전성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 또한, 경화 수지층을 구비한 경우, 기재 혹은 투명 도전성 필름에 열이 가해졌을 때, 올리고머 등의 저 분자량 성분이 수지 박막에서 석출되는 것을 저지할 수 있으며, 투명 도전성 필름은 올리고머 석출에 의한 수지 박막의 백탁화를 방지할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름은, 수지 박막과 투명 피복층으로 구성한 기재에 의해서 더 높은 도전성과 투명성을 양립해서 확보할 수 있다.

또한, 본 발명의 양태로서, 상기 기재에서의 적어도 한쪽 면에 증착 혹은 스퍼터링에 의해서 형성된 투명성을 가진 금속 피막 또는 반(半)금속 피막을 구비할 수 있다.

상기 금속 피막 또는 반 금속 피막은, 금속 또는 반금속의 피막, 금속 또는 반금속의 산화물 피막, 금속 또는 반금속의 질소 화합물 피막 등으로 할 수 있다.

본 발명으로 투명 도전성 필름은 가스 차단성을 향상할 수 있다. 자세하게는, 합성수지제인 수지 박막은, 유리계 기재와 비교해서 수분이나 산소가 투과되기 쉽다. 이 때문에, 예를 들면 유기 EL소자에서의 유리계 기재를 대신해서 수지 박막을 이용하는 경우, 수분이나 산소에 의해서 열화되기 쉬운 발광층이 수분이나 산소와 서로 접촉하지 않도록 기재의 가스 차단성을 향상할 필요가 있다.

이때, 투명 도전성 필름은, 금속 피막 또는 반금속 피막에 의해서 가스 차단층을 구성해서, 수지 박막을 투과한 수분이나 산소가 발광층에 도달하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름은, 높은 도전성과 투명성을 확보하면서 가스 차단성을 확보할 수 있다.

본 발명에 따라 더 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있는 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다.

도 1은, 유기 EL 소자의 구성을 단면으로 나타내는 단면도이고,
도 2는, 투명 도전성 필름의 구성을 단면으로 나타내는 단면도이고,
도 3은, 도전층 내에서의 도전성 입자의 상태를 나타내는 확대 단면도이고,
도 4는, 다른 투명 도전성 필름의 구성을 단면으로 나타내는 단면도이고,
도 5는, 다른 투명 도전성 필름의 구성을 단면으로 나타내는 단면도이다.

본 발명의 일 실시형태를 이하 도면과 함께 설명한다.

또한, 도 1은, 유기 EL 소자(1)에서의 구성의 단면도를 나타내고, 도 2는 투명 도전성 필름(10)에서의 구성의 단면도를 나타내고, 도 3은 도전층(13) 내에서의 도전성 입자(13a)의 상태의 확대 단면도를 나타내고 있다.

투명 도전성 필름(10)은, 예를 들면, 도 1에 나타내는 바와 같이 플렉시블한 유기 EL 소자(1)의 양(陽)전극 및 기재로 적용되어 있다. 자세하게는, 유기 EL 소자(1)는, 투명 도전성 필름(10)의 한쪽 면에, 정공(正孔) 수송층, 발광층, 및 전자 수송층으로 구성되는 유기 EL 발광층(2)과, 음(陰)전극(3)과, 유기 EL 발광층(2) 및 음극층(3)을 밀봉하는 봉지층(4)을 전술한 순서대로 적층해서 구성한다.

이 유기 EL 소자(1)에 적용되는 투명 도전성 필름(10)은, 광선 투과율이 70% 이상 90% 이하가 되도록 제어해서 형성하면서 가요성 및 도전성을 가지는 필름 형태로 형성한다.

구체적으로는, 투명 도전성 필름(10)은, 도 2에서 나타내는 바와 같이, 기재 (11)에 대해서, 반금속 피막(12) 및 전도층(13)을 전술한 순서대로 적층해서 구성하고 있다.

기재(11)는, 투명성 및 가요성을 가지는 합성 수지제의 수지 박막(11a)과, 수지 박막(11a)에서의 도전층(13) 측의 면에 적층한 경화 수지층(11b)으로 구성하고 있다.

수지 박막(11a)은, 예를 들면, 폴리에스테르계 수지를 소정의 두께를 가진 박막형태로 형성한 PET필름으로 구성한다. 또한, 수지 박막(11a)은, 소정의 두께를 가진 박막형 필름이며, 투명성 및 가요성을 가진 합성 수지재이라면, 적절한 재질을 사용해도 좋다. 예를 들면, 기타 합성 수지재로서, 폴리카보네이트계 수지, 투명 폴리이미드계 수지, 시클로환 올레핀 수지계, 아크릴계 수지, 아세틸셀룰로오스계 수지, 불소계 수지 등을 사용해도 좋다.

경화수지층(11b)은, 수지 박막(11a)에 대해서 아크릴계 수지를 소정의 두께로 도포해서 형성한다. 또한, 경화 수지층(11b)은, 수지 박막(11a)으로부터 올리고머 석출을 방지할 수 있는 재질이라면, 적당한 재료를 사용해도 좋다. 예를 들면, 기타의 경화 수지층(11b)으로서, 우레탄계 수지, 혹은 에폭시계 수지 등을 사용해도 좋다. 또한, 경화 수지층(11b)의 형성 방법은, 예를 들어 코트 법, 스프레이 법, 스핀 코트 법 등, 경화 수지층(11b)의 재질 및 수지 박막(11a)의 재질에 따른 적절한 방법으로 실시한다.

반금속 피막(12)은, 기재(11)에 대해서, 반 금속의 산화물을 진공 증착법 혹은 스퍼터링 법에 의해 적층해서 형성한다.

도전층(13)은, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 도전성 수지를 그 두께가 100nm 이상 500nm 이하가 되도록 제어해서 반금속 피막(12)의 표면에 적층해서 형성한다.

그리고 또한, 도전층(13)의 표면은, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이고, 십점 평균 거칠기 (Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하가 되도록 제어해서 형성하면서 그 표면 저항률이 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하가 되도록 제어해서 형성한다. 또한, 도전층(13)의 표면에서의 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)는 각각 JIS B0601에 준하는 것으로 한다.

이 도전층(13)의 형성 방법은 특별히 한정되는 것이 아니며, 상술한 도전성 수지를 이용해서 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94), 표면 저항률, 및 두께를 제어할 수 있는 방법이면 적당한 방법으로 좋다.

예를 들면, 도전층 형성용 도포액을 반금속 피막(12)에 도포해서 건조하여 도전층(13)을 형성한다. 이때, 도전층 형성용 도포액은, PEDOT/PSS를 가진 시판의 PEDOT/PSS 물 분산체 등을 이용한다.

더 자세하게는, PEDOT(폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)와, 도판트로서 가용성을 높이기 위해서 PSS(폴리스티렌술폰산)이 이용된 PEDOT/PSS 물(水) 분산체에 초음파 등의 에너지를 가해서 입자나 응축체를 파쇄한 뒤 이온 교환수를 가수(加水)한다.

그 후, 원하는 입자 지름보다 큰 입자나 응축체를 원심 분리, 혹은 여과해서 제거한 PEDOT/PSS 물 분산체에, 폴리에스테르계의 수용성 바인더가 용해되어 있는 알코올을 더해서 교반, 혼합한다. 이와 같은 PEDOT/PSS 물 분산체와 알코올의 혼합물에 대해서, 원하는 입자 지름보다 큰 입자나 응축체를 여과해서 도전층 형성용 도포액을 취득한다.

이 도전층 형성용 도포액을, 기재(11)에 형성된 반금속 피막(12)에 도포하고, 적정 온도로 가열해서 도전층 형성용 도포액을 건조시켜서, 100nm 이상 500nm 이하 두께의 도전층(13)을 형성한다. 이렇게 형성한 도전층(13)은, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이, 원하는 입자 지름의 도전성 입자(13a)에 의해서, 도전층(13)의 표면에 요철을 형성한다.

이 도전층(13)에서 표면의 요철은, 상술한 것처럼 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 제한되고 있다. 또한, 도전층(13)의 표면을 적당한 방법으로 연마하는 등 해서, 원하는 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94), 및 두께로 형성해도 좋다.

이어서, 전술과 같이 해서 형성한 투명 도전성 필름(10)의 실시 예 1 내지 실시 예 5와, 비교 예 1 내지 비교 예 5를 표 1에 나타낸다. 또한, 실시 예 1 내지 실시 예 5, 및 비교 예 1 내지 비교 예 5에서의 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)는, (주)키엔스 회사제품의 형상 측정 레이저 마이크로스코프 VK-X100/X200을 이용하여 확대 배율 12000~2400배로 계측했다.

또한, 표 1의 종합 판정란에 있어서, 도전층의 표면 저항률이 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하이며, 투명 도전성 필름의 광선 투과율이 70% 이상 90% 이하를 도전성 및 투명성이 양호하다는 것을 나타내는 「○」로 하고, 이 중 도전층의 표면 저항률이 50Ω/sq 이상 150Ω/sq 이하이며, 투명 도전성 필름의 광선 투과율이 85% 이상 90% 이하를 도전성 및 투명성이 더 양호하다는 것을 나타내는 「◎」라고 판정했다.

그리고 또한, 표면 저항률 및 광선 투과율이 판정 「○」의 조건을 만족하지만, 표준 편차에서의 90%의 도전성 입자의 평균 입자 지름, 폴리티오펜계 수지의 함유율, 도전층의 두께, 도전층의 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz) 혹은 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94) 중 어느 하나가 실용상 문제가 생길 우려가 있는 값의 경우를 「△」라고 판정했다.

덧붙여서, 도전층의 표면 저항률이 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하, 또는 투명 도전성 필름의 광선 투과율이 70% 이상 90% 이하의 어느 쪽 혹은 양쪽을 만족하지 않는 경우를 「×」라고 판정했다.

[표 1]

표 1의 실시 예 1 내지 실시 예 5는, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 도전성 수지로, 두께 100nm 이상 500nm 이하, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)를 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)를 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)를 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하, 표면 저항률을 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하의 범위로 제한한 도전층(13)으로 광선 투과율을 70% 이상 90% 이하로 제한한 투명 도전성 필름(10)을 나타낸다.

한편, 표 1에서의 비교 예 1 내지 비교 예 5는, 모두 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지로 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름, 폴리티오펜계 수지의 함유율, 두께, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz) 및 십점 평균 거칠기 (Rz_JIS94)을 다르게 한 도전층으로 구성한 투명 도전성 필름을 나타내고 있다.

상세하게는, 비교 예 1 및 비교 예 2에서는, 평균 입자 지름이 60nm보다 큰 도전성 입자를 가지는 폴리티오펜계 수지로, 두께 100nm 이상 500nm 이하로 제한한 도전층에 의해 적어도 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅) 및 최대 높이(Rz)가 크고, 즉 표면 거칠기가 거칠어짐으로써 표면 저항률이 크거나 혹은 광선 투과율이 낮은 투명 도전성 필름이 얻어졌다.

또한, 비교예 3에서는, 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 도전성 수지로, 두께 100nm 미만으로 제한한 도전층에 의해 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅) 및 최대 높이(Rz)의 값에 대해서 광선 투과율이 비교적 양호하면서 표면 저항률이 크고 도전성이 낮은 투명 도전성 필름이 얻어졌다.

또한, 비교예 4에서는, 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 미만 함유하는 도전성 수지로, 두께 500nm보다 크고 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.05㎛보다 큰 도전층에 의해 표면 저항률이 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하, 및 광선 투과율이 70% 이상 90 이하의 비교적 양호한 투명 도전성 필름이 얻어졌다. 그렇지만, 비교 예 4의 투명 도전성 필름은, 그 두께로부터 가요성이 낮아짐으로써 만곡시킬 때에 크랙 등이 생길 우려가 있다.

또한, 비교예 5에서는, 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 도전성 수지로, 두께 100nm 이상 500nm 이하로 제한하면서 동시에 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)를 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)를 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)를 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 제한한 도전층에 의해 광선 투과율이 양호하면서도 표면 저항률이 크고 도전성이 낮은 투명 도전성 필름이 얻어졌다.

한편, 실시 예 1 내지 비교 예 5에 나태는 바와 같이, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 도전성 수지로, 두께, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94) 및 표면 저항률을 제한한 도전층(13)에 의해서 비교예 1 내지 비교 예 5에 비해 높은 광선 투과율을 안정적으로 확보한 투명 도전성 필름(10)이 얻어졌다. 즉, 실시 예 1 내지 실시 예 5의 투명 도전성 필름(10)은, 비교 예 1 내지 비교 예 5의 도전성 필름에 비해서 투명성 및 도전성이 뛰어나다고 할 수 있다.

특히 실시 예 1 및 실시 예 2는, 투명성 및 도전성이 매우 양호한 투명 도전성 필름(10)이 되었다. 이로부터, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 대강 40nm의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 40% 이상 60% 이하 함유하는 도전성 수지로 두께를 250nm 이상 350nm 이하로 제한한 도전층을 형성하는 것이 바람직하다. 이때, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)를 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이 (Rz)를 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며, 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)를 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 제한함으로써 표면 저항률이 50Ω/sq 이상 150Ω/sq 이하, 광선 투과율이 85% 이상 90% 이하의 양호한 투명 도전성 필름(10)을 얻을 수 있다.

이상과 같은 구성의 투명 도전성 필름(10)은, 더 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있다.

구체적으로는, 도전층(13)의 표면을 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하, 최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며, 십점 평균 거칠기 (Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 제한함으로써 투명 도전성 필름(10)은 도전층(13)에서의 표면의 평활성을 향상해서 표면 거칠기에 기인하는 저항값의 불균일을 억제할 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름(10)은 균일하고 더 낮은 저항의 도전층(13)을 안정적으로 확보할 수 있다.

그리고 또한, 도전층(13)에서의 표면의 평활성을 향상시킴으로써 투명 도전성 필름(10)은, 빛의 난반사에 의한 번쩍임 등을 더 억제해서 높은 투명성을 확보할 수 있다.

즉, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94) 중 어느 하나라도 전술한 매우 좁은 범위를 초과했을 경우, 투명 도전성 필름(10)은, 도전층(13)의 표면에서의 평활성이 저하하고, 높은 도전성과 투명성을 양립해서 확보할 수 없다.

따라서, 투명 도전성 필름(10)은, 중심선 평균 거칠기(Ra₇₅), 최대 높이(Rz), 및 십점 평균 거칠기(Rz_JIS94) 중 3개를 매우 좁은 범위 내에서 동시에 제어함으로써 최적화되고 더 높은 도전성과 높은 투명성을 양립해서 확보할 수 있다.

또한, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 폴리 티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 도전층(13)으로 함으로써, 투명 도전성 필름(10)은 입자 지름이 작은 도전성 입자가 일정 비율 이상, 도전층(13)에 존재하므로, 더 안정적인 도전성을 확보할 수 있다.

더 바람직하게는, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름을 대략 40% 정도의 폴리티오펜계 수지를 40% 이상 60% 이하 함유하는 도전층(13)으로 함으로써 더 높은 투명성 및 도전성을 확보할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름(10)은, 도전층(13)에 함유된 도전성 입자의 입자 지름 및 함유율을 세밀하게 제어함으로써 더 안정된 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 도전층(13)의 두께를 100nm 이상 500nm 이하로 함으로써 투명 도전성 필름(10)은, 도전층(13)의 두께를 통해서 도전층(13)에서의 단면적의 불균일을 제한할 수 있어서 저항값의 불균일을 억제할 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름(10)은 균일하고 더 낮은 저항의 도전층(13)을 안정적으로 확보할 수 있다.

더 바람직하게는, 도전층(13)의 두께를 250nm 이상 350nm 이하로 함으로써 더 높은 투명성 및 도전성을 확보할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름(10)은, 도전층(13)의 두께를 좁은 범위 내에서 제한함으로써 더 안정적인 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 도전층(13)의 표면 저항률을 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하로 좁은 범위 내에서 제한함으로써 투명 도전성 필름(10)은 더 안정된 도전성을 확보할 수 있다.

또한, 투명 도전성 필름(10)의 광선 투과율을 70% 이상 90% 이하로 함으로써 투명 도전성 필름(10)은 예를 들면 유기 EL 디스플레이 등에 적용했을 경우, 유기 EL 발광층(2)으로부터 빛을 더 많이 투과할 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름(10)은, 고화질의 화상이나 영상을 보다 선명하게 시인 가능하게 할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름(10)은, 광선 투과율을 좁은 범위 내에서 제한함으로써 높은 도전성과 투명성을 가지고 시인성을 향상할 수 있다.

또한, 수지 박막(11a)과 경화 수지층(11b)으로 기재(11)를 구성함으로써 투명 도전성 필름(10)은, 기재(11) 혹은 투명 도전성 필름(10)에 열이 가해졌을 때, 올리고머 등의 저 분자량 성분이 수지 박막(11a)으로부터 석출되는 것을 저지할 수 있다. 이 때문에, 투명 도전성 필름(10)은, 올리고머 석출에 의한 수지 박막(11a)의 백탁화를 방지할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름(10)은, 수지 박막(11a)과 경화 수지층(11b)으로 구성한 기재(11)에 의해서 더 높은 도전성과 투명성을 양립해서 확보할 수 있다.

또한, 기재(11)에서의 도전층(13) 측의 면에 반금속 피막(12)을 구비함으로써 투명 도전성 필름(10)은 가스 차단성을 향상할 수 있다. 자세하게는, 합성수지 제인 수지 박막(11a)은, 유리계 기재와 비교해서 수분이나 산소를 투과하기 쉽다. 이 때문에, 예를 들면, 유기 EL 소자(1)에서의 유리계 기재의 대체로서 수지 박막(11a)을 이용하는 경우, 수분이나 산소에 의해서 열화되기 쉬운 유기 EL 발광층(2)이 수분이나 산소와 서로 접촉하지 않도록 기재(11)의 가스 차단성을 향상할 필요가 있다.

이때, 투명 도전성 필름(10)은, 반금속 피막(12)에 의해서 가스 차단층을 구성해서, 수지 박막(11a)을 투과한 수분이나 산소가 유기 EL 발광층(2)에 도달하는 것을 방지할 수 있다.

따라서, 투명 도전성 필름(10)은, 높은 도전성과 투명성을 확보하면서, 가스 차단성을 확보할 수 있다.

또한, 상술한 실시형태에 있어서, 기재(11)의 도전층(13) 측의 면에 반금속 의 피막(12)을 형성하였는데, 이에 한정되지 않고 반금속, 혹은 반금속의 질화물에 의한 반금속막, 또는 금속, 금속의 산화물, 혹은 금속의 질화물에 의한 금속 피막으로서도 좋다. 게다가, 수지 박막(11a)에서의 도전층(13) 측의 반대 면에 금속 피막 또는 반금속 피막을 형성해도 좋다. 혹은, 투명 도전성 필름(10)의 용도에 따라서, 금속 피막 또는 반금속 피막을 필요로 하지 않아도 좋다.

또한, 기재(11)를 수지 박막(11a)과 경화 수지층(11b)으로 구성했지만, 이에 한정하지 않고, 수지 박막(11a)만으로 구성해도 좋다.

혹은, 별도의 투명 도전성 필름(10)에서의 구성의 단면도를 나타내는 도 4와 같이 수지 박막(11a)과 레벨링재를 함유하는 레벨링층(11c)으로 기재(11)을 구성해도 좋다. 이로써, 기재(11)의 표면을 더 평활하게 할 수 있어서 투명 도전성 필름 (10)은 투명성을 더 향상할 수 있다.

또는, 도 4에서의 레벨링층(11c)을, 접착성 향상재를 함유한 접착성 향상층으로서도 좋다. 이로써 기재(11)에 대한 도전층(13)의 밀착성이 향상하기 때문에, 투명 도전성 필름(10)은 투명 도전성 필름(10)을 만곡시켰을 때, 기재(11)로부터 도전층(13)이 벗겨져서 투명성 및 도전성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

또, 수지 박막(11a)에서의 도전층(13) 측의 면에 경화 수지층(11b)을 형성하였는데, 이에 한정되지 않고 다른 투명 도전성 필름(10)에서의 구성의 단면도를 나타내는 도 5와 같이 수지 박막(11a)의 양면에 경화 수지층(11b)을 형성한 기재(11)로서도 좋다. 이에 의해, 가열에 의해서 수지 박막(11a)에서 올리고머가 석출되는 것을 더 확실하게 막을 수 있다. 이 때문에 투명 도전성 필름(10)은, 더 높은 투명성을 확보할 수 있다.

그리고 또한, 도 5에서와 같이 투명 도전성 필름(10)에서의 도전층(13) 측의 면에 경화 수지층(14)을 형성하는 즉, 투명 도전성 필름(10)의 양면에 경화 수지층 (11b,14)을 형성해도 좋다. 이에 따라, 투명 도전성 필름(10)은, 수지 박막(11a)에서 올리고머의 석출을 방지하면서 동시에 내마모성 및 내 찰상성(擦傷性)의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명의 구성과 전술의 실시 형태와의 대응에 있어서,

본 발명의 투명 피복층은, 실시형태의 레벨링층(11c), 접착성 향상층, 경화 수지층(11b)에 대응하는데, 본 발명은 전술의 실시형태의 구성에만 한정되는 것이 아니라 다수의 실시 형태를 얻을 수 있다.

산업상의 이용 가능성

본 발명의 투명 도전성 필름은, 터치 패널, 유기 EL 디스플레이, 태양광 패널, 혹은 LED 조명 등에 적용할 수 있다.

10; 투명 도전성 필름
11; 기재
11a; 수지 박막
11b; 경화 수지층
11c; 레벨링층
12; 반금속 피막
13; 도전층
13a; 도전성 입자

Claims

투명성 및 가요성(可撓性)을 가지는 기재(基材)와,
그 기재의 적어도 한쪽 면에 도전성 수지를 적층해서 형성된 도전층을 구비한 투명 도전성 필름에 있어서,
상기 도전층의 표면을,
중심선 평균 거칠기(Ra₇₅)가 0.002㎛ 이상 0.02㎛ 이하,
최대 높이(Rz)가 0.03㎛ 이상 0.10㎛ 이하이며,
십점 평균 거칠기(Rz_JIS94)가 0.02㎛ 이상 0.05㎛ 이하로 한 투명 도전성 필름.
제 1항에 있어서,
상기 도전층을, 표준 편차의 90%에서의 평균 입자 지름이 20nm 이상 60nm 이하의 도전성 입자를 가진 폴리티오펜계 수지를 30% 이상 함유하는 구성으로 한 투명 도전성 필름.
제 2항에 있어서,
상기 폴리티오펜계 수지를 함유하는 상기 도전층에서의 두께를 100nm 이상 500nm 이하로 한 투명 도전성 필름.
제 2항 또는 제 3항에 있어서,
상기 폴리티오펜계 수지를 함유하는 상기 도전층의 표면 저항률을 50Ω/sq 이상 400Ω/sq 이하로 한 투명 도전성 필름.
제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 투명 도전성 필름의 광선 투과율을 70% 이상 90% 이하로 한 투명 도전성 필름.
제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재를,
투명성을 가진 합성 수지제의 수지 박막과,
그 수지 박막의 적어도 상기 도전층측의 면에 적층해서 형성한 투명성을 가진 투명 피복층으로 구성하고,
그 투명 피복층을,
레벨링재를 함유하는 레벨링층, 접착성 향상재를 함유한 접착성 향상층, 혹은 경화 수지층 중 어느 것으로 구성한 투명 도전성 필름.
제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기재에서의 적어도 한쪽 면에, 증착 혹은 스퍼터링에 의해서 형성된 투명성을 가진 금속 피막 또는 반금속 피막을 구비한 투명 도전성 필름.