KR20160038624A - 투명 도전성 필름 - Google Patents

투명 도전성 필름 Download PDF

Info

Publication number
KR20160038624A
KR20160038624A KR1020140131966A KR20140131966A KR20160038624A KR 20160038624 A KR20160038624 A KR 20160038624A KR 1020140131966 A KR1020140131966 A KR 1020140131966A KR 20140131966 A KR20140131966 A KR 20140131966A KR 20160038624 A KR20160038624 A KR 20160038624A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
transparent conductive
thin film
film layer
conductive thin
layer
Prior art date
Application number
KR1020140131966A
Other languages
English (en)
Inventor
강양구
김동렬
장현우
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020140131966A priority Critical patent/KR20160038624A/ko
Publication of KR20160038624A publication Critical patent/KR20160038624A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B5/00—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form
    • H01B5/14—Non-insulated conductors or conductive bodies characterised by their form comprising conductive layers or films on insulating-supports
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11—Anti-reflection coatings
    • G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
    • G02B1/115—Multilayers
    • G02B1/116—Multilayers including electrically conducting layers
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/03—Arrangements for converting the position or the displacement of a member into a coded form
    • G06F3/041—Digitisers, e.g. for touch screens or touch pads, characterised by the transducing means
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01B—CABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B1/00—Conductors or conductive bodies characterised by the conductive materials; Selection of materials as conductors
    • H01B1/20—Conductive material dispersed in non-conductive organic material
    • H01B1/22—Conductive material dispersed in non-conductive organic material the conductive material comprising metals or alloys

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Non-Insulated Conductors (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

본 출원은 투명 도전성 필름에 관한 것으로, 본 출원에 의하면 낮은 결정화 온도에서 장시간 결정화시키지 않더라도 낮은 비저항 값을 가지는 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다.

Description

투명 도전성 필름{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM}
본 출원의 구현예들은 투명 도전성 필름, 그의 제조 방법 및 터치 패널에 관한 것이다.
투명 도전성 필름은 액정 소자, 전자 잉크 소자, 플라즈마 디스플레이 패널(Plazma Display Panel, PDP), 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD) 또는 유기발광다이오드(Organic Light Emitting Diode, OLED) 등과 같은 디스플레이 또는 조명 장치에 사용되며, 특히, 스마트폰에 사용되는 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널 등에 다양하게 적용되고 있다. 예를 들어, 상기 투영형 정전 용량 방식의 터치 패널에서는 대면적화와 빠른 응답 속도를 위하여, 표면 면저항이 150 Ω/□ 이하의 투명 도전성층이 요구되며, 광투과도 및 패턴 시인성을 고려하여 이보다 낮은 비저항을 가지는 투명 도전성층이 요구되고 있다.
한편, 투명 도전성 필름의 기재로서 유리 기재가 아닌 고분자 필름 기재를 사용할 경우, 상기 투명 도전성층의 비저항을 낮추기 위하여, 기재에 투명 도전성층을 증착 후 비정질 상태의 투명 도전성층을 완전 결정화 시키기 위하여 열처리하는 열처리 공정이 수행되어야 하며, 이 경우, 상기 열처리 공정은 일반적으로 200℃ 이상의 높은 온도에서 수행되거나, 장시간에 걸쳐 수행되어야만 상기 투명 도전성층이 완전히 결정화될 수 있어, 투명 도전성 필름의 생산성이 감소하는 문제가 발생할 수 있다.
본 출원은 투명 도전성 필름, 그의 제조 방법 및 터치 패널을 제공한다.
본 출원은 투명 도전성 필름을 제공한다. 본 출원에 의하면, 낮은 결정화 온도에서 장시간 결정화시키지 않더라도 낮은 비저항 값을 가지는 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다. 본 명세서에서 「결정화(crystallization)」는 투명 도전성 박막층 표면을 투과전자현미경으로 결정 입자가 100개 이상 관찰되는 배율로 관찰 시에 상기 비정질 영역이 관찰되지 않는 것을 정의한다. 또한, 본 명세서에서 「결정질 영역」은 상기 결정화가 일어나거나, 결정 입자가 관찰되는 영역을 의미하며, 「비정질(amorphous) 영역」은 결정화가 일어나지 않은 영역, 예를 들어, 결정 입자가 관찰되지 않는 영역을 의미한다. 상기에서 「결정 입자가 관찰된다」는 시편을 투과전자현미경으로 4000 배 배율에서 관찰하였을 때, 결정 입자가 적어도 1 개 이상 관찰되는 것을 의미한다.
이하에서 첨부하는 도면을 참조하여 본 출원의 구현예들을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 본 출원의 구현예들을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다. 또한, 첨부되는 도면은 본 발명의 이해를 돕기 위한 개략적인 것으로 본 발명을 보다 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었고, 도면에 표시된 두께, 크기, 비율 등에 의해 본 발명의 범위가 제한되지 아니한다.
도 1은 본 출원의 예시적인 투명 도전성 필름을 모식적으로 나타낸 도면이다.
도 1에 나타나듯이, 본 출원의 일 구현예에 의한 상기 투명 도전성 필름은, 투명 기재(10) 및 상기 투명 기재(10)의 적어도 일면에 형성된 투명 도전성 박막층(30)을 포함한다.
상기 투명 기재(10)는, 투명성을 가지고, 우수한 광투과도, 내열성 및 가스배리어성을 지니는 기재라면, 기술 분야에서 알려진 다양한 기재를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 유리 기판 또는 고분자 필름을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 투명 기재(10)는 고분자 필름일 수 있다.
상기 고분자 필름은, 예를 들어, 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르 술폰계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, (메타)아크릴레이트계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리염화비닐리덴계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리비닐 알코올계 수지, 폴리아릴레이트계 수지, 폴리올레핀계 수지 및 폴리페닐렌 황화물계 수지 중 1 종 이상의 수지로부터 형성된 필름일 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 하나의 예시에서, 상기 고분자 필름은 폴리에스테르계 필름일 수 있으며, 상기 폴리에스테르계 필름의 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET: Polyethylene Terephtalate) 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN: Polyethylene Naphtalate) 필름 및 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT: Polybuthylene Terephtalate) 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 투명 기재(10)의 표면에는, 상기 투명 도전성 박막층(30)과의 밀착성을 높이기 위하여, 투명 도전층을 형성하기 전에, 코로나 처리, 자외선 조사 처리, 플라스마 처리, 스퍼터 에칭 처리 등의 전처리가 이루어질 수 있다.
상기 투명 기재(10)의 투명 도전성 박막층(30)이 형성되는 면의 중심표면거칠기(Ra)는, 투명 기재(10) 상에 형성된 투명 도전성 박막층(30)을 단시간의 열처리에 의해 결정화시키고, 결정화 후의 투명도전성 박막층의 저항 값을 최소화 하기 위하여, 적절한 범위로 조절될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 기재(10)의 중심표면거칠기(Ra)는 2 nm 이하, 예를 들어, 1.5 nm 이하, 1 nm 이하 또는 0.5 nm 이하로 조절할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 하나의 예시에서, 상기 투명 기재(10)의 중심표면거칠기(Ra)는 원자간력 현미경(Atomic Force Microscope, AFM)을 이용하여 1㎛ × 1㎛영역에서 측정될 수 있다. 또한, 상기 투명 기재(10)의 중심표면거칠기는 예를 들어, 상기 투명 기재(10)의 투명 도전성 박막층(30)이 형성되는 면에 전처리가 이루어지거나, 후술할 언더코팅층이 형성된 경우, 전처리가 이루어진 면 또는 언더코팅층의 표면을 측정한 값일 수 있다.
상기 투명 기재(10)의 두께는 5 내지 300 ㎛, 예를 들어, 5 내지 200 ㎛, 또는 5 내지 100 ㎛ 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 투명 도전성 필름의 적용 분야 및 내열성 등을 고려하여, 적절히 변경되도록 설계할 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30)은 투명 기재(10)의 적어도 일면에 형성되며, 하나의 예시에서, 상기 투명 도전성 박막층(30)은 투명 기재(10)의 양면에 형성되어 있을 수 있다. 또한, 상기 투명 도전성 박막층(30)은 단층 구조 또는 상기 적어도 하나 이상의 투명 도전성 박막층(30)이 적층된 구조의 다층 구조일 수 있으며, 본 출원의 일 구현예에서 상기 투명 도전성 박막층(30)은 단층 구조로 형성될 수 있다. 상기에서 투명 기재(10) 상에 상기 투명 도전성 박막층(30)을 형성하는 방법은, 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 스퍼터링에 의하여 형성될 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30)은, 아연, 카드뮴, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 게르마늄, 몰리브덴, 지르코늄, 텅스텐, 티타늄 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 원소의 산화물 또는 2종 이상 원소의 복합 산화물을 포함할 수 있으며, 하나의 예시에서, 상기 투명 도전성 박막층(30)은, 인듐-주석 복합 산화물(Induim-Tin Oxide, ITO)을 포함할 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30)은 또한, 하기 일반식 1을 만족한다.
[일반식 1]
0.03 ≤ [WSn/(WSn+WIn+WO)] ≤ 0.06
WSn은 상기 투명 도전성 박막층 내의 Sn 원자의 함량이고, WIn은 상기 투명 도전성 박막층 내의 In 원자의 함량이며, WO는 상기 투명 도전성 박막층 내의 산소 원자의 함량이고,
상기 함량은, 상기 투명 도전성 박막층 내에서 탄소 성분이 검출되지 않는 영역의 XPS 분석에 의하여 측정된 상기 Sn 원자, In 원자 및 산소 원자의 함량의 최대 값을 나타낸다.
상기 투명 도전성 박막층(30)이 상기 일반식 1을 만족함으로써, 상기 투명 도전성 박막층(30) 내의 인듐 원자, 주석 원자 및 산소 원자의 전체 함량에 대하여, 상기 주석 원자는 3 내지 6 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 이에 따라, 상기 투명 도전성 박막층(30)이 낮은 비저항 값을 갖도록 열처리할 경우, 낮은 열처리 온도, 예를 들어 150℃의 온도에서 열처리 하더라도, 장시간 동안 열처리 하지 않고도, 상기 투명 도전성 박막층(30)을 완전 결정화 시켜, 낮은 비저항 값을 갖도록 할 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30) 내의 Sn 원자, In 원자 및 산소 원자의 함량은, 기술분야에서 알려진 다양한 분석 방법, 예를 들어, SIMS, AES 분석 또는 XPS 분석을 통하여 측정할 수 있으며, 하나의 예시에서, XPS 분석법에 의하여 측정될 수 있다.
상기 XPS 분석에 의하면, 투명 도전성 박막층(30) 내의 두께에 따른 각 성분의 함량을 측정할 수 있다. 예를 들어, 투명 도전성 박막층(30) 표면을 아르곤(Ar) 이온건으로 투명 도전성 박막층(30) 표면을 식각하면서, X선을 조사하고, 이에 따라, 투면 도전성 박막층으로부터 방출되는 광전자의 운동 에너지를 측정하여, 상기 광전자를 투명 도전성 박막층(30)으로부터 방출하기 위한 각 원자의 결합 에너지를 알아낼 수 있으며, 상기 원자의 결합 에너지로부터 원소의 함량을 측정할 수 있다. 그러나, 상기 투명 도전성 박막층 내의 각 성분의 함량을 분석하는 경우, 상기 투명 도전성 박막층 표면은 탄소 성분에 의하여 오염되어 있으므로, 상기 박막층 내의 성분의 함량을 정확히 분석하기 어려울 수 있다. 따라서, 본 출원의 상기 일반식 1의 조건은 표면 오염에 의하여 탄소 성분이 검출되지 않는 박막층 내부의 함량을 측정하는 경우에 만족될 수 있으며, 예를 들어, 본 출원의 투명 도전성 박막 내의 Sn 원자, In 원자 및 산소 원자의 함량은 XPS 분석 시 상기 투명 도전성 박막층 내에서 탄소 성분이 검출되지 않는 영역에서 측정될 수 있으며, 상기 함량은 상기 영역에서 측정된 함량의 최대값을 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 투명 도전성 박막층 내에서 탄소 성분이 검출되지 않는 영역은, 상기 투명 도전성 박막층 표면으로부터 1 nm 두께의 영역을 제외한 나머지 영역을 의미한다. 예를 들어, 상기 투명 도전성 박막층의 전체 두께와는 무관하게, 상기 투명 도전성 박막층 최외각 표면으로부터 1 nm 만큼 내부로 들어간 영역에서는, 상기 탄소 성분이 검출되지 않거나, 상기 탄소 성분의 검출량을 무시할 수 있으며, 이에 따라, 상기 박막층 내의 성분의 함량을 정확히 분석할 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30)의 홀이동도(hall mobility)는 15cm2/V·s 내지 30 cm2/V·s, 예를 들어, 17 cm2/V·s 내지 28 cm2/V·s, 20cm2/V·s 내지 26 cm2/V·s 또는 22cm2/V·s 내지 25 cm2/V·s일 수 있다. 또한, 상기 투명 도전성 박막층(30)의 캐리어 밀도(carrier concentration)는, 7×1020/cm3 내지 12×1020/cm3, 예를 들어, 7×1020/cm3 내지 11×1020/cm3, 7.5×1020/cm3 내지 10.5×1020/cm3, 8×1020/cm3 내지 10×1020/cm3, 또는 8×1020/cm3 내지 9.5×1020/cm3일 수 있다. 상기에서 홀이동도는 투명 도전성 박막층(30) 내의 전자(electron) 또는 양공(electron hall)이 이동하는 정도를 나타내며, 상기에서 캐리어 밀도는 전하를 운반하는 캐리어 즉, 전자(electron) 또는 정공(positive hall)의 밀도를 나타낸다. 상기 홀이동도 및 캐리어 밀도는 상기 투명 도전성 박막층(30)의 비저항을 결정짓는 척도이며, 상기 비저항 ρ는 하기 일반식 2와 같이 나타난다.
[일반식 2]
ρ= 1/(neμ)
상기 일반식 2에서, n은 캐리어 밀도를 나타내고, e는 전하량(1.6×10-19C)를 나타내며, μ는 홀이동도를 나타낸다.
즉, 상기 투명 도전성 박막층(30)의 홀이동도 및 캐리어 밀도가 높아질수록 비저항은 감소하게 되어 투명 도전성 필름의 전기 전도 특성은 향상될 수 있다. 그러나, 결정화 시간을 감소시키기 위하여 투명 도전성 박막층(30) 내의 Sn 원자의 함량을 낮출 경우, 캐리어 밀도가 감소하게 되므로 비저항 값이 높아지고 전기 전도도가 낮아지며, 따라서 투명 도전성 박막층(30) 내의 Sn 원자의 함량을 감소시키면서 이와 동시에 홀이동도 및 캐리어 밀도를 특정 범위로 조절하는 것은 매우 어려운 일이다. 그렇지만, 본 출원의 투명 도전성 박막층(30)은, 전술한 범위의 홀이동도 및 캐리어 밀도를 가지므로, 우수한 전기 전도 특성을 가지면서도, 상기 투명 도전성 박막층(30) 내의 Sn 원자의 함량이 상기 일반식 1의 범위 내로 조절됨으로써, 결정화 시간을 단축시킬 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30)의 면저항은 150 Ω/□ 이하, 예를 들어, 140 Ω/□ 이하일 수 있다. 상기 투명 도전성 박막층(30)의 저항 값이 너무 높으면, 투명 도전성 필름의 전기 전도도가 매우 낮아, 도전성 필름으로서의 기능을 할 수 없으므로, 이러한 점을 고려하여 상기 범위로 조절될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 투명 도전성 필름의 투명 도전성 박막은, 전술한 범위의 낮은 저항 값을 갖기 위하여, 적절한 조건 하에서 열처리 될 수 있으며, 열처리 후에 상기 투명 도전성 필름은 완전 결정화 될 수 있다. 상기에서 「완전 결정화」는 비정질 영역이 관찰되지 않거나 거의 존재하지 않는 것을 의미하며, 하나의 예시에서, 완전 결정화된 상기 투명 도전성 박막층(30) 표면을 투과전자현미경(TEM)으로 관찰 시에 상기 비정질 영역이 관찰되지 않을 수 있다. 또한, 완전 결정화된 투명 도전성 박막층(30) 내의 결정질 영역의 결정 입자의 입경은 100 nm 또는 200 nm를 초과할 수 있다. 이 경우, 상기 투과전자현미경의 관찰 배율은, 결정 입자가 100개 이상 관찰되는 배율일 수 있으며, 상기 결정 입자가 100개 이상 관찰되기만 하면, 상기 배율은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 2000 배, 4000 배 또는 8000배의 배율로 관찰될 수 있다.
상기 투명 도전성 박막층(30)의 두께는 10 내지 30 nm, 예를 들어, 15 내지 25 nm 또는 10 내지 20 nm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 투명 도전성 필름의 목적하는 용도 및 전기 전도성 등을 고려하여 적절히 변경될 수 있다.
또한, 도 1에 나타나듯이, 상기 투명 도전성 필름은 상기 투명 기재(10) 및 투명 도전성 박막층(30) 사이에 언더코팅층(20)을 추가로 포함할 수 있다.
상기 언더코팅층(20)은 상기 투명 기재(10)의 표면 조도를 낮추고, 투명 기재(10)와 투명 도전성 박막층(30) 사이의 밀착성을 높일 수 있으며, 또한, 상기 투명 기재(10) 필름의 내구성 또는 가스배리어성을 향상시키기 위하여, 상기 투명 도전성 필름에 포함될 수 있다.
상기 언더코팅층(20)을 형성하기 위한 재료로는, 투명성을 가지며, 표면 저항이, 1×10 Ω/□ 이상이라면, 특별히 제한되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 언더 코팅층은 유기물, 무기물 또는 유기-무기 복합물을 포함할 수 있다.
상기 유기물로는, 열 경화 및/또는 자외선 경화가 가능한 유기물로 이루어진 수지가 사용될 수 있으며, 예를 들어, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 티오우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 알키드 수지, 실록산계 수지 또는 하기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 화합물 등이 예시될 수 있다.
[화학식 1]
SiR1 pR2 (4-p)
상기 화학식 1에서,
R1은 수소, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 알콕시기, 탄소수 6 내지 24의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 48의 아릴알킬기이고,
R2는 수소, 할로겐 또는 -(CH2)q-R3R4이며,
R3은 산소, 황, 단일 결합 또는 2 가의 유기링커이고,
R4는 수소, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 1 내지 12의 아릴기, 아크릴로일기, 아민기, 알케닐기, 글리시딜기, 아실기 또는 -NR5R6이며,
R5 및 R6은 각각 독립적으로, 수소 또는 -(CH2)rNH2이고,
P는 1 내지 4의 정수이고, q 또는 r은 0 이상이다.
상기 화학식 1에서, 알킬기는 선형, 분지형 또는 고리형의 알킬기일 수 있으며, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 아릴기는, 페닐기, 나프틸기 또는 벤질기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 2가의 유기 링커로는 알킬렌, 또는 아릴렌 등이 예시될 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 유기실란 화합물로는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸디메톡시실란, 메틸디에톡시실란, 디메틸메톡시실란, 디메틸에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 페닐디메톡시실란, 페닐디에톡시실란, 페닐디메틸메톡시실란, 페닐디메틸에톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란, 디페닐메톡시실란, 디페닐에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 디페닐메틸메톡시실란, 디페닐메틸에톡시실란, 트리페닐메톡시실란, 트리페닐에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, p-아미노페닐실란, 알릴트리메톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필디이소프로필에톡시실란, (3-글리시딜옥시프로필)메틸디에톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등이 예시될 수 있다.
상기 무기물로는 CaF2, BaF2, SiO2, LaF3, CeF, Al2O3 산질화 실리콘(silicon oxynitride), 산질화 알루미늄(aluminium oxynitride) 등이 예시될 수 있다.
또한, 상기 유기-무기 복합물로는, TiO2, Nb2O6, Ta2O6, Sb2O6, ZrO2, ZnO 및 ZnS로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 단일 조성물 또는 2종 이상의 복합 조성물을 고굴절 입자로서 포함하는 유기물을 사용할 수 있으며, 상기 유기물로는, 전술한 바와 같이, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 티오우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 알키드 수지, 실록산계 수지 및 상기 화학식 1로 표시되는 유기 실란 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 유기-무기 복합물로서 고굴절 입자를 포함하는 유기 실란 화합물을 사용하는 경우, 상기 고굴절 입자와 혼합하여 굴절률 조절 및 가교가 가능한 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 언더코팅층이 유기-무기 복합물을 포함하는 경우, 상기 유기-무기 복합물 내의 유기물의 함량은 1 내지 99.99 중량%일 수 있고, 바람직하게는 5 중량% 이상일 수 있다. 또한, 이 경우, 상기 유기-무기 복합물 내의 무기물의 함량은 0.01 내지 99 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 95 중량% 이하일 수 있다.
상기 언더 코팅층은 단일층 혹은 2층 이상의 다층 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 언더코팅층이 2층으로 이루어진 구조인 경우에는, 상기 언더코팅층은 제 1 언더코팅층 및 제 2 언더코팅층으로 이루어진다.
이 경우, 상기 제 1 언더코팅층의 굴절률은 투명 기재의 굴절률보다는 높고, ITO층 보다 굴절률이 낮은 것이 바람직하며, 예를 들어 상기 제 1 언더코팅층의 굴절률은 1.5 내지 2일 수 있다. 상기 제 1 코팅층의 두께는 10 nm 이상일 수 있으며, 예를 들어, 10 내지 1,000 nm일 수 있다. 상기 제 1 언더코팅층의 두께가 1,000 nm를 초과할 경우에는 투명성의 향상을 기대하기 어렵고, 표면 크랙(crack)이 발생할 수 있다.
또한, 상기 제 2 코팅층의 굴절률은 투명 기재의 굴절률보다 높고 제 1 언더코팅층보다 낮은 것이 바람직하고, 예를 들어, 1.4 내지 1.9일 수 있다. 상기 제 2 코팅층의 두께는 10 내지 500 nm일 수 있다. 상기 제 2 코팅층의 두께가 500 nm를 초과할 경우에는 투명성이 저하되고, 표면에 크랙이 쉽게 발생할 우려가 있다.
상기 언더코팅층(20)은, 진공 증착법, 스퍼터법, 이온 플레이팅 등의 드라이 코팅법, 및 웨트 코팅법(도공법) 등의 방법에 의하여 형성될 수 있으나, 투명 기재(10)의 조도 및 언도 코팅층의 적층 구조 등에 따라 기술 분야에서 알려진 다양한 성막 방법 중에서 적절히 선택하여 형성될 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 투명 도전성 필름의 제조 방법을 제공한다. 본 출원의 제조 방법에 의하여 제조된 투명 도전성 필름은 낮은 온도에서 단시간의 결정화 시간으로 결정화 하더라도, 낮은 비저항 값을 가지는 투명 도전성 필름을 제공할 수 있어, 투명 도전성 필름의 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 투명 도전성 필름의 제조 방법은 투명 기재(10) 위에 투명 도전성 박막층(30)을 형성하는 단계를 포함하며, 하나의 예시에서, 상기 투명 도전성 박막층(30)을 형성하는 단계는 메탈 타겟 또는 산화물 타겟을 이용한 스퍼터링에 의하여 수행될 수 있다. 또한, 본 출원의 제조 방법은, 상기 투명 도전성 박막층(30)을 형성하는 단계 전에, 투명 기재(10)를 준비하는 단계 및/또는 투명 기재(10)의 표면에 전처리하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 전처리와 관련된 내용은 전술한 바와 동일한 바, 생략하기로 한다.
상기 메탈 타겟 또는 산화물 타겟은 하기 일반식 3을 만족한다.
[일반식 3]
0.04 ≤ [WT Sn/(WT Sn+WT In)] < 0.12
상기 일반식 3에서, WT Sn 은 상기 메탈 타겟 또는 산화물 타겟 내의 Sn 원자의 함량이고, WT In은 상기 메탈 타겟 또는 산화물 타겟 내의 In 원자의 함량이다.
일반적으로, 스퍼터링 타겟 내의 Sn 원자의 함량은 투명 도전성 박막층(30) 내의 Sn 원자의 함량보다 큰 값을 가지며, 이에 따라, 전술한 투명 도전성 박막층(30) 내의 Sn 원자의 함량을 In 원자, Sn 원자 및 산소 원자 함량 전체에 대하여 3 내지 6 중량%로 조절하기 위하여, 상기 타겟 내의 Sn 원자 및 In 원자의 함량을 상기 일반식 3을 만족하도록 조절할 수 있다.
상기 타겟의 Sn 원자 및 In 원자의 함량은 XPS 분석에 의하여 수행될 수 있으며, 이에 대한 설명은 전술한 바와 동일한 바, 생략한다.
하나의 예시에서, 상기 스퍼터링에 의한 증착 공정에서 타겟 증착 파워는 3 W/cm2 이상, 예를 들어, 4 W/cm2 이상 또는 5 W/cm2 이상일 수 있다.
또한, 상기 메탈 타겟 또는 산화물 타겟을 사용하여 스퍼터링이 이루어질 경우, 물의 분압은 Ar 가스의 분압에 대해 0.4％ 이하, 예를 들어, 0.3% 이하 또는 0.2% 이하인 분위기하에서 수행 될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 제조 방법은, 상기 투명 기재(10)위에 투명 도전성 박막층(30)을 형성하기 전에 언더코팅층(20)을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 언더코팅층(20)의 재료 및 형성 방법은 전술한 바와 동일한 바, 생략한다.
상기와 같이 스퍼터링에 의하여 투명 기재(10) 상에 투명 도전성 박막층(30)이 형성된 경우, 상기 투명 도전성 박막층(30)은 비정질 상태 또는 일부 결정화된 상태이며, 따라서 본 출원의 제조 방법에서는 상기 비정질의 또는 일부 결정화된 투명 도전성 박막층(30)을 완전 결정화 시키기 위한 열처리 단계를 추가로 포함한다. 전술한 바와 같이, 상기 열처리 단계를 통하여, 상기 투명 도전성 박막층(30)은 완전 결정화 될 수 있으며 이 경우 상기 투명 도전성 박막층(30)은 100 nm 초과의 입경을 가지는 결정 입자를 포함하는 결정질 영역을 포함하며, 상기 투명 도전성 박막층(30) 표면을 투과전자현미경으로 상기 결정 입자가 100개 이상 관찰되는 배율로 관찰 시에 비정질 영역이 관찰되지 않을 수 있다.
상기 열처리 단계는 150℃ 이하, 예를 들어, 150℃ 또는 140℃의 온도에서 수행될 수 있으며, 60 분 이하, 예를 들어, 50분 이하, 또는 40 분 이하의 시간동안 수행될 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 투명 도전성 필름을 포함하는 터치 패널을 제공한다. 본 출원에 따른 터치 패널은, 본 출원의 투명 도전성 필름을 포함함으로써, 낮은 비저항을 가지며, 높은 생산성을 가진다.
상기 터치 패널은, 본 출원의 투명 도전성 필름을 포함하는 구조를 가진다면, 그 형태 및 종류가 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 저항막 방식의 터치 패널 또는 정전 용량 방식의 터치 패널일 수 있으며, 일 구현예에서, 상기 터치 패널은 정전 용량 방식일 수 있다.
도 2는 본 출원의 터치 패널을 모식적을 나타낸 도면이다. 도 2에 나타나듯이, 상기 터치 패널은 투명 기재(10) 및 투명 도전성 박막층(30)을 포함하는 본 출원의 투명 도전성 필름의 상기 투명 도전성 박막층(30) 측에 점착제층을 형성하고, 상기 점착제층을 매개로 하여 상기 투명 도전성 필름을 부착하여 축전기(capacitor)를 구성한다. 상기 투명 기재(10) 중 적어도 하나의 기재는 터치에 의한 정전 용량(capacitance)의 변화에 의해 터치를 인식한다. 상기 터치 패널은, 액정표시장치 등과 같은 표시 장치에 부착되어 있을 수 있다.
상기에서 점착제층은, 점착제 조성물의 경화물일 수 있으며, 상기 점착제 조성물은 아크릴계 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 중합체 또는 공중합체는, (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는, 예를 들면, 알킬(메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 점착제층의 응집력, 유리전이온도 및 점착 물성 등을 고려하여, 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 가지는 알킬(메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 알킬(메타)아크릴레이트의 예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라 데실 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 이러한 단량체 중에서 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 바람직하게는 메틸 아크릴레이트, 및 하기 화학식 2로 표시되는 단량체를 동시에 사용할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00001
상기 화학식 2에서 R은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R1은, 탄소수 2 내지 20의 알킬기이다.
상기 화학식 2에서 알킬기는, 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있고, 바람직하게는 직쇄형 또는 분지쇄형일 수 있으며, 필요에 따라서 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수도 있다.
상기 가교성 관능기를 가지는 공중합성 단량체는, 가교성 관능기와 아크릴계 중합체에 포함되는 다른 단량체와 공중합될 수 있는 관능기를 동시에 가지는 단량체를 의미하고, 이러한 단량체는 아크릴계 중합체에 중합된 형태로 포함되어, 상기 중합체에 다관능성 가교제와 반응할 수 있는 가교성 관능기를 제공할 수 있다. 상기 가교성 관능기로는, 히드록시기, 카복실기, 질소 함유기, 에폭시기 또는 이소시아네이트기 등이 예시될 수 있고, 바람직하게는 히드록시기, 카복실기 또는 질소 함유기, 보다 바람직하게는 히드록시기가 사용될 수 있다. 이 분야에서는 상기 가교성 관능기를 제공할 수 있는 다양한 공중합성 단량체가 공지되어 있고, 이러한 단량체가 상기 중합체의 제조 시에 모두 사용될 수 있다. 예를 들어, 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 카복실기를 가지는 공중합성 단량체로는, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 다이머(dimer), 이타콘산, 말레산 또는 말레산 무수물 등이 예시될 수 있으며, 질소 함유기를 가지는 공중합성 단량체로는, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 중합체는 이 분야에서 알려져 있는 통상의 중합 방식, 예를 들면, 용액 중합(Solution polymerization), 광중합(Photo polymerization), 괴상 중합(Bulk polymerization), 현탁 중합(Suspension polymerization) 또는 유화 중합(Emulsion polymerization) 등으로 제조할 수 있다.
상기 아크릴계 중합체는 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)이 30만 내지 250만, 바람직하게는 40만 내지 200만, 보다 바람직하게는 50만 내지 150만일 수 있다. 본 명세서에서 중량평균분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)에 의해 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 용어 분자량은 중량평균분자량을 의미한다.
상기 점착제 조성물은 상기 아크릴 중합체를 가교시키는 다관능성 가교제를 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 아크릴 중합체는, 다관능성 가교제에 의하여 가교된 상태로 점착제층에 포함되어 있을 수 있다. 다관능성 가교제는 아크릴 중합체에 존재하는 가교성 관능기와의 반응을 통해 가교 구조를 부여할 수 있다.
다관능성 가교제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 점착제층은, 열경화형 점착제층일 수 있으며, 이러한 열경화형 점착제층에서 아크릴계 중합체를 가교시킬 수 있는 다관능성 가교제가 사용될 수 있다. 이러한 가교제로는, 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제 등이 예시될 수 있다. 가교제는 점착제 조성물에 포함되어 있는 가교성 관능기의 종류를 고려하여, 적절한 종류가 선택될 수 있다. 이소시아네이트 가교제로는, 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트, 나프탈렌 디이소시아네이트 또는 톨루엔 디이소시아네이트 등이나, 상기 중 하나 이상의 이소시아네이트 가교제 및 폴리올의 부가 반응물 등이 예시될 수 있고, 상기에서 폴리올로는 트리메틸올프로판 등이 예시될 수 있다. 또한, 에폭시 가교제로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸롤프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등의 일종 또는 이종 이상이 예시될 수 있고, 아지리딘 가교제로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는, 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등의 일종 또는 이종 이상이 예시될 수 있다. 금속 킬레이트 가교제로는, 다가 금속이 아세틸 아세톤이나 아세토초산에틸 등에 배위되어 있는 화합물을 사용할 수 있고, 상기에서 다가 금속으로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐 등이 예시될 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물에는, 전술한 성분에 추가로 실란 커플링제; 점착 부여제; 에폭시 수지; 자외선 안정제; 산화 방지제; 조색제; 보강제; 충진제; 소포제; 계면 활성제 또는 가소제 등과 같은 첨가제가 1종 또는 2종 이상 포함될 수 있다.
본 출원의 투명 도전성 필름은 낮은 결정화 온도에서 장시간 결정화시키지 않더라도 낮은 비저항 값을 가지는 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 출원의 투명 도전성 필름을 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하 본 출원에 따르는 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예에 의하여 제조된 투명 도전성 필름의 물성은 하기와 같은 방식으로 측정되었다.
1. XPS 분석에 의한 투명 도전성 박막층의 원자의 함량 분석
하기 실시예에서 제조된 투명 도전성 박막층 내의 Sn원자, 산소원자 및 In 원자의 함량을 X선 광전자 분광법(XPS: X-ray Photoelectron Spectroscopy)에 의한 원소 분석은, 투명 도전성 필름의 투명 도전성 박막층으로 아르곤 이온을 에칭하면서 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
측정 장치: K-Alpha, Thermo Fisher Scientific Inc 제조
X 선 원: AlKα
X 선 빔 직경: 200 ㎛
Operation mode: CAE (Constant Analyzer Energy) mode
Charge compensation: default FG03 mode(150 μA, 0.3V)
2. 투명 도전성 박막층의 캐리어 밀도 및 홀이동도의 측정
홀이동도 측정 장비는 HMS 3000(ECOPIA 사(제), Korea)를 이용하고, 열처리전(증착 직후) 및 열처리 후의 투명 도전성 박막층의 캐리어 밀도와 홀 이동도를 측정하였다.
3. 투명 도전성 박막층의 면저항의 측정
투명 도전성 필름의 면저항 값을 4 poin probe 장비(MCT-T410, 미쓰비시 케미칼 사)를 이용하여 측정하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
4. 중심선 표면 거칠기( Ra )의 측정
원자간 빔 현미경을 이용하여 하기 실시예 1에서 제조된 투명 도전성 필름의 중심섬 표면 거칠기 값을 측정하였으며 측정 조건은 다음과 같다.
<측정 장치>
Multimode AFM(Brucker 사, multimode 8)
< AFM probe >
Type: NCHR-50, 제조사: NANOWORLD
Material: n+silicon, resistivity: 0.01~0.02 Ωm
Thickness: 4.0±1㎛, Length: 125±10㎛
Width: 30±7.5㎛, Tip height: 10~15㎛
Resonance Frequency: 320 kHz, Force Constant: 42N/m
<측정 parameter >
Mode: tapping mode in air
Sample/line: 256×256
Scan rate: 0.8 Hz
Scan area: 1 ㎛ × 1 ㎛
5. 투명 도전성 박막층 표면의 결정질 영역의 관찰
투명 도전성 필름의 투명 도전성 박막층 표면을 열처리 후, 투과전자현미경(TEM)으로 상기 결정 입자가 100개 이상 관찰되는 배율(배율 4000 배 이상)로 관찰하였으며, 이 경우 비정질 영역의 관찰 여부를 확인하여 표 2에 나타내었다.
실시예 1
투명 도전성 필름의 제조
투명 기재(10)로 두께 23 ㎛인 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene tereptalate, PET) 필름을 준비한 후, 상기 PET 필름의 일면에 코팅 용액 전체 중량부를 기준으로 테트라에톡시실란 32.5 중량부와 글리시딜옥시프로필트리메톡시실란 64.0 중량부를 주성분으로 하는 실란계통의 졸상태의 용액을 코팅하고 120℃에서 10분간 열경화하여 두께가 30 nm 가 되도록하여 언더코팅층을 형성하였다. 상기 언더코팅층 표면의 중심선 표면 거칠기(Ra)는 0.5 nm였다. 그 후, 상기 언더코팅층 위에, 아르곤 및 산소 가스의 분위기 중에서, 산화인듐 93 중량%-산화주석 7 중량%의 소결체 재료를 사용한 반응성 스퍼터링법에 의해, 두께가 20 nm인 인듐-주석 복합 산화물로 이루어지는 투명 도전성 박막층(이하, ITO 층)을 형성하였다. 이 경우, 스퍼터 장치 내를 제막시의 물의 분압이, 1×10-5 torr가 될 때까지 배기한 후, 아르곤 가스 및 산소 가스를 도입하여, 기재 온도 140℃, 수분압이 9×10-6 torr 인 분위기에서 3 W/cm2의 증착 파워로 상기 ITO 층을 형성하였다. 이 때의 물의 분압은, 아르곤 가스의 분압에 대해 0.4 ％였다.
열처리
상기 제조에 1에서 제조된 투명 도전성 필름을 150℃에서 열처리를 실시하여, ITO 층을 완전 결정화시켰다. 상기 ITO층이 완전 결정화 되는데 소요되는 시간은 30 분이었다.
실시예 2.
투명 도전성 필름의 제조
상기 제조예 1에서, 스퍼터링 시 산화인듐 95 중량%-산화주석 5 중량%의 소결체 재료를 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
열처리
상기 제조에 2에서 제조된 투명 도전성 필름을 150℃에서 열처리를 실시하여, ITO 층을 완전 결정화시켰다. 상기 ITO층이 완전 결정화 되는데 소요되는 시간은 25 분이었다.
실시예 3.
투명 도전성 필름의 제조
상기 제조예 1에서, 스퍼터링 시 산화인듐 90 중량%-산화주석 10 중량%의 소결체 재료를 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
열처리
상기 제조에 3에서 제조된 투명 도전성 필름을 150℃에서 열처리를 실시하여, ITO 층을 완전 결정화시켰다. 상기 ITO층이 완전 결정화 되는데 소요되는 시간은 60 분이었다.
비교예 1.
투명 도전성 필름의 제조
상기 제조예 1에서, 스퍼터링 시 산화인듐 97 중량%-산화주석 3 중량%의 소결체 재료를 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
열처리
상기 제조에 4에서 제조된 투명 도전성 필름을 150℃에서 열처리를 실시하여, ITO 층을 완전 결정화시켰다. 상기 ITO층이 완전 결정화 되는데 소요되는 시간은 20 분이었다.
비교예 2.
투명 도전성 필름의 제조
상기 제조예 1에서, 스퍼터링 시 산화인듐 88 중량%-산화주석 12 중량%의 소결체 재료를 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일한 방법으로 수행하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
열처리
상기 제조에 4에서 제조된 투명 도전성 필름을 150℃에서 열처리를 실시하여, ITO 층을 완전 결정화시켰다. 상기 ITO층은 1 시간 이내에 결정화 되지 않았다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
WSn/(WSn+WIn+WO) 4.0 wt% 3.1 wt% 4.8 wt% 1.8 wt%
홀이동도 25.0 cm2/V·s 26.2 cm2/V·s 28.9 cm2/V·s 32.0 cm2/V·s
캐리어 밀도 8.6×1020/cm3 8.3×1020/cm3 9.7×1020/cm3 4.5×1020/cm3
비저항 값 2.9×10-4Ωcm 2.9×10-4Ωcm 2.2×10-4Ωcm 4.3×10-4Ωcm
면저항 값 145 Ω/□ 144 Ω/□ 110 Ω/□ 240 Ω/□
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
WSn/(WSn+WIn+WO) 4.0 wt% 3.1 wt% 4.8 wt% 1.8 wt% 7.6 wt%
열처리 온도 150℃ 150℃ 150℃ 150℃ 150℃
완전 결정화되기 위한 열처리 시간 30 min 25 min 60 min 20 min 1시간 이내에 완전 결정화 되지 않음
비정질 영역 관찰 여부 × × × × ○
10: 투명 기재
20: 언더코팅층
30: 투명 도전성 박막층

Claims (19)

  1. 투명 기재; 및 상기 투명 기재의 적어도 일면에 형성되고, 홀이동도가 15cm2/V·s 내지 30 cm2/V·s이며, 캐리어밀도가 7×1020/cm3 내지 12×1020/cm3이고, 하기 일반식 1을 만족하는 투명 도전성 박막층을 포함하는 투명 도전성 필름:
    [일반식 1]
    0.03 ≤ [WSn/(WSn+WIn+WO)] ≤ 0.06
    상기 일반식 1에서,
    WSn은 상기 투명 도전성 박막층 내의 Sn 원자의 함량이고, WIn은 상기 투명 도전성 박막층 내의 In 원자의 함량이며, WO는 상기 투명 도전성 박막층 내의 산소 원자의 함량이고,
    상기 함량은, 상기 투명 도전성 박막층 내에서 탄소 성분이 검출되지 않는 영역의 XPS 분석에 의하여 측정된 상기 Sn 원자, In 원자 및 산소 원자의 함량의 최대 값을 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서, 투명 도전성 박막층 내에서 탄소 성분이 검출되지 않는 영역은, 상기 투명 도전성 박막층 표면으로부터 1 nm 두께의 영역을 제외한 나머지 영역인 투명 도전성 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 투명 도전성 박막층의 면저항이 150 Ω/□이하인 투명 도전성 필름.
  4. 제 1 항에 있어서, 투명 도전성 박막층의 두께가 10 내지 30 nm인 투명 도전성 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 투명 도전성 박막층은 단층 구조이거나, 적어도 2 이상의 층으로 이루어진 다층 구조인 투명 도전성 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 투명 도전성 박막층은 아연, 카드뮴, 알루미늄, 갈륨, 인듐, 게르마늄, 몰리브덴, 지르코늄, 텅스텐, 티타늄 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종의 원소의 산화물 또는 2종 이상 원소의 복합 산화물을 포함하는 투명 도전성 필름.
  7. 제 1 항에 있어서, 투명 도전성 박막층은 입경이 100 nm를 초과하는 결정 입자를 포함하는 결정질 영역을 포함하며, 상기 투명 도전성 박막층 표면을 투과전자현미경으로 상기 결정 입자가 100개 이상 관찰되는 배율로 관찰 시에 비정질 영역이 관찰되지 않는 투명 도전성 필름.
  8. 제 1 항에 있어서, 투명 기재 및 투명 도전성 박막층 사이에 형성된 언더코팅층을 추가로 포함하는 투명 도전성 필름.
  9. 제 8 항에 있어서, 언더코팅층은 유기물, 무기물 또는 유기-무기 복합물을 포함하는 투명 도전성 필름.
  10. 제 8 항에 있어서, 유기물은 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 티오우레탄계 수지, 멜라민계 수지, 알키드 수지, 실록산계 수지 및 유기 실란 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 투명 도전성 필름.
  11. 제 8 항에 있어서, 무기물은 CaF2, BaF2, SiO2, LaF3, CeF, Al2O3 산질화 실리콘(silicon oxynitride), 산질화 알루미늄(aluminium oxynitride)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 투명 도전성 필름.
  12. 투명 기재 위에 하기 일반식 3을 만족하는 메탈 타겟 또는 산화물 타겟을 사용하여, 물의 분압이 Ar 가스의 분압에 대해 0.4％ 이하인 분위기하에서 스퍼터링하여 비정질 투명 도전성 박막층을 형성하는 단계를 포함하는 투명 도전성 필름의 제조 방법:
    [일반식 3]
    0.04 ≤ [WT Sn/(WT Sn+WT In)] < 0.12
    상기 일반식 3에서, WT Sn 은 상기 메탈 타겟 또는 산화물 타겟 내의 Sn 원자의 함량이고, WT In은 상기 메탈 타겟 또는 산화물 타겟 내의 In 원자의 함량이다.
  13. 제 12 항에 있어서, 투명 기재위에 투명 도전성 박막층을 형성하기 전에 언더코팅층을 형성하는 단계를 추가로 포함하는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  14. 제 12 항에 있어서, 비정질 투명 도전성 박막층을 결정화 시키는 열처리 단계를 추가로 포함하는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 열처리 단계는 150℃ 이하의 온도에서 수행되는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 열처리 단계는 60분 이하의 시간으로 수행되는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 열처리 단계는 40분 이하의 시간으로 수행되는 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  18. 제 1 항의 투명 도전성 필름을 포함하는 터치 패널.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 터치 패널은 투영형 정전용량 방식인 터치 패널.
KR1020140131966A 2014-09-30 2014-09-30 투명 도전성 필름 KR20160038624A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140131966A KR20160038624A (ko) 2014-09-30 2014-09-30 투명 도전성 필름

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020140131966A KR20160038624A (ko) 2014-09-30 2014-09-30 투명 도전성 필름

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20160038624A true KR20160038624A (ko) 2016-04-07

Family

ID=55789771

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020140131966A KR20160038624A (ko) 2014-09-30 2014-09-30 투명 도전성 필름

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20160038624A (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180322984A1 (en) * 2016-05-09 2018-11-08 Lg Chem, Ltd. A conductive transparent film
US11914257B2 (en) 2021-11-01 2024-02-27 Samsung Display Co., Ltd. Display device and manufacturing method thereof

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20180322984A1 (en) * 2016-05-09 2018-11-08 Lg Chem, Ltd. A conductive transparent film
EP3355317A4 (en) * 2016-05-09 2019-01-02 LG Chem, Ltd. Conductive light-transmissive film
US10629327B2 (en) 2016-05-09 2020-04-21 Lg Chem, Ltd. Conductive transparent film
US11914257B2 (en) 2021-11-01 2024-02-27 Samsung Display Co., Ltd. Display device and manufacturing method thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5101719B2 (ja) 透明導電性フィルム、その製造方法及びそれを備えたタッチパネル
CN108352218B (zh) 非晶质透明导电性薄膜、以及晶质透明导电性薄膜和其制造方法
JP6023402B2 (ja) 透明導電性フィルムおよびその製造方法
WO2012086484A1 (ja) 透明導電性フィルムおよびその製造方法
JP5757670B2 (ja) タッチパネル用粘着剤組成物
JP5847743B2 (ja) バリア性積層体およびガスバリアフィルム
KR101542285B1 (ko) 터치 패널용 점착제 조성물
KR20150020363A (ko) 플렉서블 터치 스크린 패널의 제조 방법
EP2571031A2 (en) Transparent and electrically conductive film having a multi-layer structure and a production method for the same
JP6181806B2 (ja) 透明導電性フィルムおよびその製造方法
JP6970861B1 (ja) 透明導電性フィルム、および透明導電性フィルムの製造方法
US8920912B2 (en) Multilayer structured transparent electrically-conductive film and method of manufacturing the same
KR20160038624A (ko) 투명 도전성 필름
KR20160038623A (ko) 투명 도전성 필름
JP6923415B2 (ja) 透明導電性フィルムおよび透明導電性フィルム積層体
TW201922482A (zh) 透明導電性膜
KR20130134893A (ko) 투명 전도성 필름 및 이를 제조하는 방법
TWI748269B (zh) 隔離膜以及包含其的電性或電子元件
TWI712507B (zh) 隔離膜、電性元件及電子元件
US10629327B2 (en) Conductive transparent film
JP2020123476A (ja) 透明導電性フィルム
TWI793378B (zh) 隔離膜以及包含其的電性或電子元件
KR20170126221A (ko) 투명 전도성 필름 및 그 제조방법
KR101699151B1 (ko) 다층구조의 투명 전도성 필름 및 이의 제조방법
KR20180034019A (ko) 투명 전도성 필름 및 이를 제조하는 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application