KR20170072044A

KR20170072044A - 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 도전막

Info

Publication number: KR20170072044A
Application number: KR1020150180393A
Authority: KR
Inventors: 김주호; 김석주; 김해춘
Original assignee: 솔브레인 주식회사
Priority date: 2015-12-16
Filing date: 2015-12-16
Publication date: 2017-06-26

Abstract

본 발명은 금속 나노와이어, 청색 염료, 분산제 및 바인더를 포함하며, 상기 청색 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료, 안트라퀴논계 염료 또는 이들의 혼합 염료를 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 조성물 내에 청색 염료를 포함함으로써, 황색도(yellow index) 값을 낮추어 광학 특성을 더욱 개선시킬 수 있다.

Description

코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 도전막 {COATING COMPOSITION AND TRANSPARENT CONDUCTIVE FILM USING THE SAME}

본 발명은 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 도전막에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 금속 나노와이어 및 청색 염료를 포함하는 코팅 조성물 및 이를 이용한 투명 도전막에 관한 것이다.

최근 터치패널의 수요급증과 디스플레이의 대면적화에 따라 저가(low coat) 투명전극의 수요가 증가 하고 있다. 이에 따라, 투명전극의 주재료인 ITO(Indium Tin Oxide)를 대체 하고 저렴하고 유연한 금속 나노와이어를 이용한 투명전극이 개발되고 있다. 금속으로는 은, 금 또는 백금이 대표적이나 가격 측면에서 은 나노와이어가 각광받고 있다.

일반적으로, 합성된 은 나노와이어를 포함하는 도전막은 황색(yellow color)을 띄어 도전막의 광학 특성 중 황색도(yellow index)에 영향을 주고 있다.

또한, 대면적 크기의 투명전극으로 사용되려면 저저항을 갖는 투명 전극이 필요하다. 저저항을 구현하기 위해서는 코팅 조성물에 전도성 은 나노와이어의 함량을 증가시켜야 한다. 그러나, 은 나노와이어의 함량이 높은 투명 전극일수록 황색도 값이 증가하여 광학 특성이 감소할 수 있다.

따라서, 황색도 값을 낮춤으로써 광학 특성을 더욱 개선시킬 수 있는 코팅 조성물의 개발이 필요한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-0484102호

본 발명의 해결하고자 하는 제1 기술적 과제는 황색도(yellow index) 값을 낮추어 광학 특성을 개선시킬 수 있는 코팅 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 제2 기술적 과제는 상기 코팅 조성물을 이용한 투명 도전막을 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 금속 나노와이어, 청색 염료, 분산제 및 바인더를 포함하며, 상기 청색 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 및 안트라퀴논계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 코팅 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 기재의 일면 또는 양면에 상기 코팅 조성물을 도포하여 형성된 도전층을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전막을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 조성물 내에 청색 염료를 포함함으로써, 황색도(yellow index) 값을 낮추어 광학 특성을 더욱 개선시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예 10, 비교예 1 및 비교예 2의 면저항 및 황색도 결과를 도시한 그래프이다.

이하, 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 금속 나노와이어, 청색 염료, 분산제 및 바인더를 포함하며, 상기 청색 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 및 안트라퀴논계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 3차원 도전성 네트워크를 형성할 수 있는 금속 나노와이어를 포함한다. 상기 금속 나노와이어는 우수한 유연성(flexibility) 및 굴곡성을 가지며 비용면에서도 효과적일 수 있다. 또한, 나노와이어의 형상은 금속 나노입자에 비해 분산성이 우수하며 투명 도전막의 면저항을 현저하게 낮출 수 있는 효과를 제공할 수 있다.

상기 금속 나노와이어는 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리, 및 주석 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합 금속을 포함하는 나노와이어일 수 있다. 특히, 전기전도성 및 경제적 효율성 등을 고려하면 은 나노와이어가 바람직하다. 또한, 전기 전도성 및 안정성 등을 고려하면 은과 1종의 귀금속(은 제외)을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 금속 나노와이어는 1개의 금속 나노와이어로 긴 전기전도 패스를 형성하기 위하여, 평균길이(L)가 1 내지 100 ㎛, 바람직하기로는 10 내지 50 ㎛, 이며, 단면의 직경(D)이 약 1 내지 100 nm, 바람직하게는 5 내지 50 nm일 수 있다. 또한, 상기 금속 나노와이어의 평균 종횡비(L/D)는 20 내지 20,000인 것이 바람직할 수 있다.

상기 금속 나노와이어의 평균길이 및 단면의 직경이 상기 범위를 만족하는 경우 전기 전도성을 향상시킬 수 있고, 면저항이 낮은 투명 도전막을 구현할 수 있다. 또한, 상기 금속 나노와이어는 당 분야에서 일반적으로 사용되는 통상의 방법, 예를 들어 액상법 또는 기상법 등의 방법으로 제조되거나, 상업적으로 시판되는 제품을 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리올과 폴리(비닐 피롤리돈) 존재 하에서 금속 염(예를 들면, 질산은, AgNO₃)의 환원 반응을 통해 합성할 수 있다. 또는, 상업적으로 시판되는 Cambrios사의 제품(예:ClearOhm Ink., 금속 나노와이어 함유 용액)을 사용할 수도 있다.

본 발명의 코팅 조성물에 있어서, 상기 금속 나노와이어는 코팅 조성물 전체 중량에 대해 0.05 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 3 중량%의 범위로 함유할 수 있다. 상기 금속 나노와이어는 상기 함량 범위에서 충분한 전도성을 확보할 수 있고, 전도성 네트워크를 형성할 수 있다. 만일, 상기 금속 나노와이어의 함량이 0.05 중량% 미만이면 전기 전도성이 감소할 수 있고 5 중량%를 초과하는 경우에는 황색도 및 투과도 값이 증가하여 광학 특성이 감소할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 상기 금속 나노와이어, 특히 은 나노와이어를 사용하는 경우 황색도 및 CIE(Commission Internationale d'clairage coordinate) 좌표계 상의 b^*가 증가하므로, 이의 보색인 청색 염료를 포함함으로써 금속 나노와이어에 의한 황색과 청색 염료에 의한 청색을 서로 상쇄시킴으로써 황색도와 b^*값을 낮출 수 있다. CIE 좌표계는 국제 조명 기구(CIE)에서 규정한 색상 수치로서, CIE 표색계 또는 CIE 색 공간으로도 호칭된다. 상기 좌표계는 균일한 색 공간 좌표로서, 눈과 매우 근소한 차이를 보여주기 때문에 현재 세계적으로 표준화되어 있는 좌표계이다. CIE 좌표계는 명도를 표시하는 L^*, 색도를 표시하는 a^* 및 b^*로 규정되며, a^* 및 b^*는 색의 방향을 나타낸다. 구체적으로 a^* 수치가 양수일 경우 적(red), 음수일 경우 녹(green)을 의미하고, b^* 수치가 양수일 경우, 황(yellow), 음수일 경우 청(blue)의 방향을 표시한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 상기 청색 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 및 안트라퀴논계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 안트라퀴논계 염료는 하기 화학식 1의 화합물인 염료일 수 있다:

<화학식 1>

(상기 화학식 1에서, R은 C₁ 내지 C₂₀의 알킬기이다)

본 명세서에서 용어 알킬기는 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는, 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있고, 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있거나, 또는 비치환된 상태일 수 있다.

상기 화학식 1의 안트라퀴논계 염료는 1,4-디아미노안트라퀴논을 모체로 아민기에 알킬기가 치환된 염료일 수 있다. 바람직하기로, 상기 화학식 1에서 알킬기는 탄소수 1 내지 20일 수 있다.

상기 한 개 이상의 아조그룹을 갖는 염료 또는 상기 화학식 1의 안트라퀴논계 염료는 최대 흡수 파장이 500 내지 800 nm 범위, 바람직하게는 600 내지 700 nm 범위인 염료일 수 있다. 상기 청색 염료는 상기 범위내의 파장 범위에서 황색도 값을 낮출 수 있다.

상기 청색 염료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 한 개 이상의 아조그룹을 갖는 염료는 C. I. Disperse Blue 79, C. I. Disperse Blue 73, C. I. Disperse Blue 165, C. I. Disperse Blure 338, C. I. Disperse Blue 102 등을 사용할 수 있다. 또한, 상기 화학식 1의 안트라퀴논계 염료로는 란세스(Lanxess)사의 매크롤렉스(MACROLEX) Blue 2B, 매크롤렉스 Blue 3B, 매크롤렉스 Blue PR 등을 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 청색 염료로 상기 한 개 이상의 아조그룹을 갖는 염료 및 상기 화학식 1의 안트라퀴논계 염료를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 경우 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 : 안트라퀴논계 염료의 중량비는 1 : 1 내지 1000, 바람직하게는 1 : 1 내지 500인 것이 바람직할 수 있다. 상기 범위의 중량비로 혼합염료를 사용하는 경우 금속 나노와이어와 함께 사용시 황색도 값을 더욱 낮출 수 있다.

본 발명의 코팅 조성물에 있어서, 상기 청색 염료는 코팅 조성물 전체 중량에 대해 0.001 내지 0.05 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 0.01 중량%의 범위로 함유할 수 있다. 상기 청색 염료는 상기 함량 범위에서 황색도 값을 낮추어 광학 특성을 개선시킬 수 있다. 만일, 상기 청색 염료의 함량이 0.001 중량% 미만이면 황색도 값의 개선 효과가 없고, 0.05 중량%를 초과하는 경우에는 황색도 값은 낮아지는 반면 면저항이 증가할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 바인더를 포함할 수 있다. 상기 바인더는 본 발명의 코팅 조성물의 점도를 조절하고, 조성물의 코팅성을 향상시키고, 기재와 부착력을 증가시키며, 투명 도전막의 유연성을 증가시킬 수 있다.

상기 바인더의 구체적인 예로는 셀룰로오스계 바인더가 바람직할 수 있으며, 예를 들어 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 바인더는 코팅 조성물 전체 중량에 대해 0.001 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 5 중량%일 수 있다. 만일, 상기 바인더의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 목적하는 조성물 내에서 금속 나노와이어를 분산시키거나, 상기 조성물에 의해 형성된 도전층과 기재와의 밀착성 및 내마찰성 등의 물성 개선 효과가 미미할 수 있고, 바인더의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 금속 나노와이어와 접촉을 저해하여 투명 도전막의 접촉 저항을 급격히 증가시키는 절연체 역할을 하게 되고, 점도가 급격히 상승하여 투명 도전막의 두께가 두껍게 형성되어 광학 특성을 악화시키는 문제가 발생할 수 있다. 투명 도전막의 두께가 지나치게 두꺼워지면 투명 도전막 전체가 노란색을 띄게 되어 시인성에 악영향을 주게 된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 분산제를 포함할 수 있다. 상기 분산제는 조성물 내에서 전도성 물질의 네트워크를 더욱 향상시킴으로써 투명 도전막의 면저항을 감소시키는 역할을 할 수 있다. 종래 투명 도전막 형성용 조성물에서 색 보정을 위해 염료가 사용되는 경우 염료의 비전도성으로 인해 면저항을 상승되는 문제가 발생하는데 본 발명에서는 상기 분산제를 포함함으로써 면저항 수치의 변화를 억제하여 형성되는 투명 도전막의 균일한 면저항을 확보할 수 있다.

상기 분산제는 상기 역할을 저해하지 않은 범위 내에서 다양하게 사용될 수 있으며, 예를 들어 불소계 화합물 및 실란계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 불소계 화합물로는 예를 들어 트리플루오로프로필메틸 실론산, 퍼플루오르알킬기로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있으며, 실란계 화합물로는 비닐트리메톡시실란, ?-아미노프로필트리 에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-?-아미노에틸트리메톡시실란, ?-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 ?-메르캅토프로필트리테톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따라 상기 분산제는 불소계 화합물과 실란계 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다. 이때 상기 분산제는 1: 0.1 내지 0.5 중량비의 불소계 화합물 및 실란계 화합물의 혼합물인 것이 바람직하다.

상기 분산제는 코팅 조성물 전체 중량에 대해 0.0001 내지 1 중량%, 바람직하게는 0.0001 내지 0.01 중량%일 수 있다. 만일, 상기 분산제의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 목적하는 조성물 내에서 전도성 물질의 네트워크 형성 및 투명 도전막의 면저항 감소 효과가 미미할 수 있고, 분산제의 함량이 상기 범위를 초과하는 경우 면저항이 급격히 높아질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다.

상기 용매는 조성물의 점도 조절, 원활한 필름 형성 및 금속 나노와이어의 분산성 등을 고려하여 적절히 선정할 수 있다. 구체적인 일예로 상기 용매는 물, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로판올, 이소프로필아세테이트, 부탄올, 2-부탄올, 옥탄올, 2-에틸헥사놀, 펜탄올, 벤질알콜, 헥산올, 2-헥산올, 사이클로헥산올, 테르피네올, 노나놀, 메틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 테트라에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 트리에틸렌 글리콜 모노부틸에테르, 2-프로판온, 디아세틸, 아세틸 아세톤, 1,2-디아세틸에탄, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 2-메톡시에틸아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, N-메틸-2-피롤리돈, N-메틸아세트아마이드, 디메틸포름아마이드, 모노메틸포름아마이드, 디메틸아세트아마이드, 메틸렌 클로라이드, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸이소프로필케톤, 디아세톤알콜 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합 용매를 사용할 수 있다.

상기 용매는 코팅 조성물 전체 중량에 대해 금속 나노와이어, 청색 염료, 바인더 및 분산제를 포함한 기타 첨가제를 제외한 나머지 양으로 포함될 수 있으며, 예를 들어 80 내지 99 중량%일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 코팅 조성물은 필요에 따라, 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 첨가제로서는, 난연제, 계면활성제, 핵제, 커플링제, 충전제, 가소제, 충격보강제, 활제, 항균제, 이형제, 열안정제, 산화 방지제, 광 안정제, 무기물 첨가제, 착색제, 안정제, 윤활제, 정전기 방지제, 안료, 염료 또는 방염제 등이 사용될 수 있고, 이들은 단독으로 혹은 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 이들 첨가제는, 코팅 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 적절히 포함될 수 있고, 구체적으로는, 코팅 조성물 전체에 대해 20 중량% 이하로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명의 코팅 조성물은 코팅 조성물 전체 중량에 대해 금속 나노와이어 0.05 내지 5 중량%, 바인더 0.001 내지 10 중량%, 분산제 0.0001 내지 1 중량%, 청색 염료 0.001 내지 0.05 중량% 및 용매 잔부를 포함할 수 있다. 바람직하기로 상기 코팅 조성물은 금속 나노와이어는 0.05 내지 3 중량%, 바인더는 0.001 내지 5 중량%, 분산제는 0.0001 내지 0.01 중량%, 청색 염료는 0.001 내지 0.01 중량% 및 용매 잔부를 포함될 수 있다.

한편, 본 발명은 일 실시예에 따라, 금속 나노와이어, 청색 염료, 분산제 및 바인더를 포함하는 코팅 조성물을 기재의 일면 또는 양면에 도포하는 공정을 포함하는 투명 도전막의 제조방법 및 이를 이용한 투명 도전막을 제공한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전막의 제조방법은 상기 코팅 조성물을 기재의 일면 또는 양면에 코팅하고 건조시켜 도전층을 형성하고, 상기 도전층을 경화시켜 투명 도전막을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전막의 제조방법에 있어서, 상기 도포는 나이프(knife) 코팅, 그라비어(gravure) 코팅, 마이크로 그라비어(micro gravure) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 닥터블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅, 스텐실 프린팅 등의 습식 코팅방법이나 프린팅 방법을 이용할 수 있다. 바람직하게는 나이프(knife) 코팅, 그라비어(gravure), 마이크로 그라비어(micro gravure) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 스핀(spin) 코팅 또는 롤(roll) 코팅 방법이 적합하다. 이러한 습식 코팅방법은 건식 코팅방법에 비해 대량 생산에 용이하고 설비 비용이 적다는 장점이 있어 유리하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전막의 제조방법에 있어서, 상기 건조는 예를 들어 약 60 내지 약 200 오븐에서 약 1분 내지 약 30분 동안 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전막의 제조방법에 있어서, 상기 경화는 광경화 및 열경화 중 하나 이상을 수행할 수 있다. 광경화는 예를 들어 파장 400 nm 이하에서 약 300 내지 약 1000 mJ/㎠ 의 광량을 조사하여 수행할 수 있으며, 열경화는 예를 들어 50 내지 200 에서 약 1 내지 120 시간의 열경화를 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전막의 제조방법에 있어서, 상기 기재는 투명성을 갖는 필름으로서, 파장 550 nm에서 투과율이 약 85 내지 약 100 % 이하, 구체적으로 약 90 내지 99 %인 필름이 될 수 있고, 굴절률이 약 1.50 내지 약 1.70인 필름이 될 수 있다. 상기 범위에서 투명 도전막의 광학 특성이 개선될 수 있다.

상기 기재는 예를 들어, 폴리카보네이트, 시클릭올레핀폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리술폰, 폴리이미드, 실리콘(silicone), 폴리스티렌, 폴리아크릴 및 폴리비닐클로라이드 수지 필름 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.

상기 기재의 두께는 목적에 따라 적의 선택할 수 있지만, 일반적으로 0.5 내지 200 ㎛, 더욱 구체적으로 0.5 내지 100 ㎛인 것이 바람직하고, 두께가 얇아질수록 투명성이나 유연성이 향상되기 때문에 바람직할 수 있다.

또한, 상기 기재 상에 형성된 도전층은 두께가 약 50 내지 200 nm, 구체적으로 약 70 내지 100 nm가 될 수 있다. 상기 범위에서 투명 도전막의 신뢰성 및 코팅층 벗김 방지 등의 효과가 있을 수 있다.

전술한 제조방법을 이용하여 제조된 투명 도전막은 황색도(yellow index)가 0.5 내지 1.5, 바람직하게는 0.5 내지 1, 더욱 바람직하게는 0.5 내지 0.8의 범위로 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. 이에 더해서 상기 투명 도전막의 CIE 좌표상의 b^* 수치는 -2 내지 2, 바람직하게는 -2 내지 0일 수 있다. 상기 황색도와 b^* 수치가 상기 범위에 해당하면 황변이 없고 투명성이 확보되어 다양한 광학적인 용도로사용될 수 있다.

또한 상기 투명 도전막은 4-프로브로 측정된 1 ㎛ 이하 두께에서의 면저항이 20 내지 200 ohm/sq., 바람직하게는 20 내지 100 ohm/sq., 더욱 바람직하게는 20 내지 50 ohm/sq. 일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 투명 도전막의 두께는 제한되지 않으며, 목적 용도에 따라서 적합하게 선택될 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 도전막은 터치패널용 필름을 포함하는 투명 전극 필름으로 사용할 수 있고, 플렉시블 터치 패널용 투명 전극필름으로 사용될 수 있다. 또한, 상기 투명 도전막은 필름 형태로서, 터치 패널, E-paper, 또는 태양 전지의 투명 전극 필름으로 사용될 수 있다.

추가적으로, 상기 투명 도전막은 광학적 성능의 향상, 기계적 특성 및 플렉서블 특성 개선을 위해 추가의 기능성층을 포함할 수 있으며, 상기 기능성층은 보호층, 반사 방지층, 방현층, 접착층, 장벽층 등일 수 있고, 이들은 단독으로 혹은 2종 이상의 조합으로 포함될 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.

실시예 및 비교예

이하 실시예 및 실험예를 들어 더욱 설명하나, 본 발명이 이들 실시예 및 실험예에 의해 제한되는 것은 아니다.

실시예 1

<코팅 조성물의 제조>

코팅 조성물 전체 중량에 대해 표 1에 기재된 함량으로 은 나노와이어 0.1 중량%, 셀룰로오스계 바인더 0.05 중량%, 청색 염료 0.002 중량% 및 불소게 분산제 0.003 중량%를 상온에서 1시간 동안 교반하여 코팅 조성물을 제조하였다.

<투명 도전막의 제조>

상기 제조된 코팅 조성물을 두께 2um의 폴리에틸렌테레프탈레이트 기재의 일면에 코팅하고, 약 100 오븐에서 약 5 분 동안 건조시킴으로써 1um 의 도전층의 투명도전막을 얻었다.

실시예 2 내지 11

하기 표 1의 성분 및 함량으로 조성물을 제조한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 코팅 조성물 및 투명 도전막을 얻었다.

비교예 1 및 2

구분	은나노와이어(중량%)	바인더(중량%)	청색 염료(중량%)			분산제(중량%)
구분	은나노와이어(중량%)	바인더(중량%)	아조계	안트라퀴논계	기타염료	실란계	불소계
실시예 1	0.1	0.05	0.001	0	0	0	0.003
실시예 2	0.1	0.05	0.003	0	0	0	0.003
실시예 3	0.1	0.05	0.01	0	0	0	0.003
실시예 4	0.1	0.05	0.02	0	0	0	0.003
실시예 5	0.1	0.05	0	0.001	0	0	0.003
실시예 6	0.1	0.05	0	0.003	0	0	0.003
실시예 7	0.1	0.05	0	0.01	0	0	0.003
실시예 8	0.1	0.05	0	0.02	0	0	0.003
실시예 9	0.1	0.05	0	0.003	0	0.003	0
실시예 10	0.1	0.05	0	0.003	0	0.0003	0.003
실시예 11	0.1	0.05	0.0015	0.0015	0	0.0003	0.003
비교예 1	0.1	0.05	0	0	0	0.0003	0.003
비교예 2	0.1	0.05	0	0.003	0	0	0

실험예

(1) 면저항(ohm/sq.) 평가

면저항 측정기(R-CHEK Surface Resistivity Meter)를 사용하여 실시예 1 내지 11, 및 비교예 1과 2에서 얻은 투명 도전막 표면에 대한 면저항을 측정하였다.

(2) 황색도(Yellow Index) 평가

실시예 1 내지 11, 및 비교예 1과 2에서 얻은 투명 도전막을 스펙트로포토미터(SPECTROPHOTOMETER)(CM-3600d, KONICA MINOLTA사)를 사용하여 황색도를 기준에 따라 평가하였다.

구분	염료 첨가량(중량%)	면저항(ohm/sq.)	황색도
실시예 1	0.001	120	0.99
실시예 2	0.003	120	0.95
실시예 3	0.01	140	0.85
실시예 4	0.02	170	0.81
실시예 5	0.001	60	0.99
실시예 6	0.003	60	0.89
실시예 7	0.01	78	0.77
실시예 8	0.02	95	0.73
실시예 9	0.003	52	0.88
실시예 10	0.003	39	0.89
실시예 11	0.003	60	0.95
비교예 1	0	40	1.80
비교예 2	0.003	210	0.90

상기 표 2 및 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 본 발명의 실시예들이 비교예에 비해 황색도 값을 현저히 낮출 수 있음을 알 수 있다.

구체적으로, 청색 염료 함량이 0.001 내지 0.01 중량%인 실시예 1 내지 11의 경우 비교예 1 및 2에 비해 약 10% 이상 황색도 값이 낮아짐을 알 수 있다.

한편, 본 발명의 청색 염료 사용과 함께 분산제의 종류에 따라서도 면저항을 현저히 감소시킬 수 있음을 알 수 있다.

예를 들어, 실시예 10와 같이 청색 염료와 함께 분산제를 불소계 및 실란계를 혼합하여 사용한 경우, 단일 분산제를 사용한 실시예 6에 비해 약 20% 이상 감소됨을 알 수 있다. 이로 인해, 실란계 및 불소계의 혼합 분산제 또한, 비전도성 물질인 염료 물질 사용시 조성물 내의 전도성 물질의 네트워크를 향상시키는데 크게 기여할 수 있음을 알 수 있다.

Claims

금속 나노와이어, 청색 염료, 분산제 및 바인더를 포함하며,
상기 청색 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 및 안트라퀴논계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 코팅 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 안트라퀴논계 염료는 하기 화학식 1의 화합물인 염료인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물:
<화학식 1>

(상기 화학식 1에서, R은 C₁ 내지 C₂₀의 알킬기이다)
청구항 1에 있어서,
상기 혼합 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 : 안트라퀴논계 염료의 중량비가 1 : 1 내지 1000인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 청색 염료는 최대 흡수 파장이 500 내지 800 nm인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 분산제는 불소계 화합물 및 실란계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 5에 있어서,
상기 불소계 화합물 및 실란계 화합물의 중량비는 1: 0.1 내지 0.5인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 금속 나노와이어는 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리 및 주석 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합 금속을 포함하는 나노와이어인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 바인더는 트리아세틸셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 하이드록시프로필메틸셀룰로오스, 하이드록시에틸셀룰로오스, 하이드록시프로필셀룰로오스, 메틸셀룰로오스, 카르복실메틸셀룰로오스, 셀룰로오스아세테이트부티레이트 및 셀룰로오스아세테이트프로피오네이트 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 코팅 조성물은 코팅 조성물 전체 중량에 대해 금속 나노와이어 0.05 내지 5 중량%, 바인더 0.001 내지 10 중량%, 분산제 0.0001 내지 1 중량%, 청색 염료 0.001 내지 0.05 중량% 및 용매 잔부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
청구항 9에 있어서,
상기 코팅 조성물 전체 중량에 대해 금속 나노와이어는 0.05 내지 3 중량%, 바인더는 0.001 내지 5 중량%, 분산제는 0.0001 내지 0.01 중량% 및 청색 염료는 0.001 내지 0.01 중량% 및 용매 잔부를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
금속 나노와이어, 청색 염료, 분산제 및 바인더를 포함하는 코팅 조성물을 기재의 일면 또는 양면에 도포하는 공정을 포함하는 투명 도전막의 제조방법에 있어서,
상기 청색 염료는 한 개 이상의 아조그룹(-N=N-)을 갖는 염료 및 안트라퀴논계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전막의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 분산제는 불소계 화합물 및 실란계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전막의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 기재는 폴리카보네이트, 시클릭올레핀폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리에스테르, 폴리올레핀, 폴리술폰, 폴리이미드, 실리콘(silicone), 폴리스티렌, 폴리아크릴 및 폴리비닐클로라이드 수지 필름 중에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전막의 제조방법.
청구항 11에 있어서,
상기 도포는 나이프(knife) 코팅, 그라비어(gravure) 코팅, 마이크로 그라비어(micro gravure) 코팅, 슬롯다이(slot die) 코팅, 롤(roll) 코팅, 스핀(spin) 코팅, 스프레이(spray) 코팅, 딥(dip) 코팅, 플로우(flow) 코팅, 닥터블레이드(doctor blade)와 디스펜싱(dispensing), 잉크젯 프린팅, 옵셋 프린팅, 스크린 프린팅, 패드(pad) 프린팅, 그라비아 프린팅, 플렉소(flexography) 프린팅, 스텐실 프린팅에서 선택된 어느 하나 또는 이들 중 2종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 도전막의 제조방법.
청구항 11 내지 14의 어느 한 항에 기재된 방법에 의해 제조된 투명 도전막.
청구항 15에 있어서,
상기 투명 도전막은 황색도(yellow index)가 0.5 내지 1.5인 것을 특징으로 하는 투명 도전막.
청구항 15에 있어서,
상기 투명 도전막은 두께 1 ㎛ 이하에서의 면저항이 20 내지 200 ohm/sq.인 것을 특징으로 하는 투명 도전막.