KR20190063992A - 투명 도전막 및 그 제조방법 - Google Patents

투명 도전막 및 그 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기재; 상기 기재 상에 형성되는 금속 나노와이어를 포함하는 도전층; 및 상기 도전층 상에 형성되는 하드코팅층;을 포함하는 투명 도전막으로서, 상기 하드코팅층은 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위 및 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위를 적어도 하나 포함하는 것인 투명 도전막 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

투명 도전막 및 그 제조방법{TRANSPARENT CONDUCTIVE FILMS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 투명 도전막 및 그 제조방법에 관한 것이다.
대면적의 디스플레이에서는 빛을 투과하여 이미지를 전달하고 전류를 발생시키는 투명 도전막(즉, 투명 전극)이 핵심 부품 중 하나로, 상기 투명 도전막은 화학적으로 안정해야 하고, 평활성, 도전성이 우수하며 높은 투과도를 갖는 것이 요구된다. 이러한 투명 도전막의 재료로는 인듐주석 산화물(ITO, indium tin oxide), 불소도핑 산화주석(fluorine doped tin oxide)과 같은 산화물, 도전성 고분자, 금속 나노와이어 등이 사용되고 있다.
상기 인듐주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)은 높은 투과도를 가지며 도전성이 우수하여 투명 도전막 제조 시 가장 널리 사용되고 있다. 그러나, 인듐주석 산화물은 제한된 매장량으로 인해 투명 도전막의 제조 비용이 상승하는 문제점이 있다.
상기 도전성 고분자는 인듐주석 산화물을 대체할 수 있는 재료이지만, 용해도가 낮아 이를 이용한 투명 도전막의 제조 공정이 까다로우며 에너지 밴드갭이 3eV 이하로 색을 띄기 때문에 투명 도전막의 투과도가 떨어지는 문제점이 있다.
상기 금속 나노와이어를 이용하여 제조된 투명 도전막은 인듐주석 산화물로 제조된 투명 도전막과 유사한 표면 저항을 나타낼 수 있지만, 자외선에 매우 취약하여 사용과정에서 표면 저항이 급격히 높아지는 문제점이 있다. 즉, 금속 나노와이어로 투명 도전막 형성 시 바인더 재료로 고분자 화합물이 사용되는데, 상기 고분자 화합물이 자외선에 의해 광 해리됨에 따라 산소를 발생하게 되고, 발생된 산소에 의해 금속 나노와이어가 산화되어 투명 도전막의 표면 저항이 급격히 높아지게 된다.
이에 따라 자외선으로부터 투명 도전막을 보호하기 위해 자외선 안정제가 사용되고 있으나, 만족할 만한 수준의 효과를 얻지 못하고 있다.
본 발명은 자외선에 대한 안정성이 높아 면저항 증가율이 낮은 투명 도전막을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 기재; 상기 기재 상에 형성되는 금속 나노와이어를 포함하는 도전층; 및 상기 도전층 상에 형성되는 하드코팅층;을 포함하는 투명 도전막으로서, 상기 하드코팅층은 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위 및 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위를 적어도 하나 포함하는 것인 투명 도전막을 제공한다.
또한 본 발명은 기재 상에 금속 나노와이어를 포함하는 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 도전층 상에 테트라알콕시실란계 화합물 및 트리알콕시실란계 화합물을 적어도 하나 포함하는 코팅액을 도포하여 하드코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 투명 도전막의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 투명 도전막은 자외선에 대한 안정성이 높아 표면 저항이 급격히 상승하는 것을 방지할 수 있어 내광성이 우수할 뿐만 아니라, 경도 및 광학적 특성이 우수한 투명 도전막을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
1. 투명 도전막
본 발명의 일 측면은 투명 도전막을 제공한다.
본 발명의 투명 도전막은 기재, 상기 기재 상에 형성되는 금속 나노와이어를 포함하는 도전층과, 상기 도전층 상에 형성되는 하드코팅층을 포함한다.
1) 기재
상기 기재는 도전층의 형성면과 기계적 강도를 제공하고, 도전층을 지지하기 위한 역할을 한다.
상기 기재는 유리, 투명 고분자 필름과 같이 투명성을 갖는 기재이기만 하면 되며, 그 소재나 재질이 특별히 제한되지는 않는다.
예를 들면, 본 발명의 기재로는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 또는 유리를 사용할 수 있다.
상기 기재의 두께는 기계적 강도 등을 고려할 때 20 ~ 1000 ㎛ 정도인 것이 바람직하다. 이때, 기재의 두께가 20 ㎛ 미만이면 기계적 강도가 부족하고, 도전층 형성 등의 공정 작업시 다루기 어려울 수 있다. 기재의 두께가 1000 ㎛를 초과하면 터치 패널 등에 적용되었을 때, 타점 특성 등이 나쁘고 두께가 너무 두꺼워져 투과율을 저하시키는 문제점이 발생될 수 있다.
2) 도전층
상기 기재 상에 형성되는 도전층은 금속 나노와이어를 포함하며, 도전성을 부여하는 역할을 한다.
상기 금속 나노와이어는 특별히 한정되지 않으나, 도전성이 우수하고 전기적 안정성이 높은 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 이루어진 나노와이어를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 금속 나노와이어의 직경은 특별히 한정되지 않으나, 평균 길이가 10~50 μm이고, 길이 방향에서의 단면의 평균 직경이 10~40 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 금속 나노와이어가 상기 범위일 때 투명 도전막은 적절한 광학특성, 표면저항, 내후성 등의 물성을 얻을 수 있다.
한편, 상기 도전층은 금속 나노와이어를 분산시키고, 상호 연결된 상태로 고정시키기 위한 매트릭스로서 바인더를 더 포함할 수 있다.
이러한 바인더는 특별히 한정되지 않으나, 셀룰로오스계 고분자인 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스계 고분자를 바인더로 사용할 경우, 도전막이 고투과도를 유지하는 범위 내에서 일정 점도 유지 및 고정 매트릭스 역할을 할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 고분자는 특별히 한정되지 않으나, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
이러한 금속 나노와이어 및 바인더의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 금속 나노와이어 0.05 내지 0.8 중량부, 바인더 0.01 내지 2 중량부인 것이 바람직하며, 상기 금속 나노와이어 0.1 내지 0.5 중량부, 상기 바인더 0.05 내지 1 중량부인 것이 더 바람직하다.
상기 금속 나노와이어의 함량이 0.05 중량부 미만일 경우에는 도전성이 저하될 수 있으며, 0.8 중량부를 초과할 경우에는 헤이즈(Haze) 저하 및 백화(milkiness) 현상이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.
상기 바인더의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 금속 나노와이어의 분산 및 상호 연결성이 저하될 수 있으며, 2 중량부를 초과할 경우에는 도전막의 황색도(Yellow index) 값이 상승하여 도전막이 적용된 디스플레이의 시인성을 저하시킬 수 있다.
이외에도 도전층은 그 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 당 업계에 공지된 용매, 안정제, 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수 있다.
3) 하드코팅층
상기 도전층 상에 형성되는 하드코팅층은 도전층의 자외선에 대한 안정성 향상 및 보호하는 역할을 한다.
이때, 상기 하드코팅층은 도전층의 자외선 안정성을 향상시키기 위해 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위 및 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위를 적어도 하나 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 테트라알콕시실란계 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 테트라메톡시실란인 것이 바람직하다.
또한 상기 트리알콕시실란계 화합물은 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리 프로폭시실란, 트리부톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란 및 메틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 트리메톡시실란인 것이 바람직하다.
본 발명의 하드코팅층은 상기 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위와 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위의 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위와 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위의 몰비는 1 : 0.1 내지 1인 것이 바람직하다. 만약, 상기 몰비의 수치범위를 벗어나면 충분한 표면경도를 가질 수 없으며, 또한 내광특성을 구현할 없다.
본 발명의 하드코팅층은 테트라에톡시실란과 트리메톡시실란의 공중합체를 포함할 수 있다. 이로 인해 금속 나노와이어를 포함하는 도전층이 자외선에 의해 산화되는 것을 지연시킬 수 있다. 이는 테트라에톡시실란과 트리메톡시실란의 가수분해를 통해 도전막 표면에 이산화규소 코팅막이 UV를 차단시켜 하부 금속 나노와이이어를 포함하는 도전층의 산화를 막아주기 때문이다.
한편, 상기 하드코팅층은 상기 하드코팅층의 빠른 가수분해를 위해 산성촉매를 더 포함할 수 있다. 상기 산성촉매는 염산, 아세트산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 산을 사용함으로써 핵 생성을 빠르게 하기 위함이다.
이러한 산성촉매의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 하드코팅층을 형성하기 위한 용액 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 1 내지 2 중량부인 것이 더 바람직하다. 상기 산성촉매의 함량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 충분한 가수분해를 유발하지 않아 반응이 일어나지 않을 수 있으며, 5 중량부를 초과할 경우에는 코팅성에 영향을 줄 수 있다.
상기 하드코팅층의 두께는 0.001 내지 100 ㎛일 수 있으며, 하드코팅층의 두께에 따라 하드코팅층이 형성된 도전층 표면의 면저항이 달라질 수 있다. 이때, 상기 보호층의 두께가 수십 나노미터 두께 이하로 얇게 형성되면 금속 나노와이어 일부가 보호층 위로 노출되어 보호층이 형성된 후 표면의 면저항이 도전층의 면저항 수준으로 유지 될 수 있으며, 상기 보호층의 두께가 두껍게 형성된 경우 보호층이 형성된 도전층 표면의 면저항이 증가할 수 있다.
이외에도 보호층은 그 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 당 업계에 공지된 코팅 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 코팅 첨가제는 계면활성제, 레벨링제, 습윤제, 슬립제, 열안정제, 용매 등일 수 있다. 상기 코팅 첨가제의 구체적인 종류로는 다음과 같이 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 계면활성제는 실리콘계, 에폭시계, 변성실리콘계, 아크릴계, 에테르계 및 불소계 등을 사용할 수 있다.
상기 레벨링제(leveling agent)는 설폰산계, 실리콘계 등을 사용할 수 있다.
상기 습윤제(wetting agent)는 실리콘계, 불소계 등을 사용할 수 있다.
상기 슬립제(slip agent)는 실리콘계 등을 사용할 수 있다.
상기 열안정제(Heat stabilizer)는 Cd/Ba/Zn계, Cd/Ba계, Ba/Zn계, Ca/Zn계, Na/Za계, Sn계, Pb계, Cd계, Zn계 등을 사용할 수 있다.
용매는 물, 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 트리에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜, 디프로필렌 글리콜, 헥실렌 글리콜(hexylene glycol) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 수계 용매일 수 있으나, 본 발명에서 상기 용매의 종류가 한정되는 것은 아니다.
2. 투명 도전막의 제조방법
본 발명의 다른 측면은 투명 도전막의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 투명 도전막의 제조방법은 기재 상에 금속 나노와이어를 포함하는 도전층을 형성하는 단계; 및 상기 도전층 상에 하드코팅층을 형성하는 단계;를 포함한다.
상기 기재 상에 도전층을 형성하는 단계는, 기재에 상기 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 도포하여 도전층을 형성하는 것을 포함한다.
상기 기재로는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자 또는 유리를 사용할 수 있다.
상기 금속 나노와이어는 특별히 한정되지 않으나, 도전성이 우수하고 전기적 안정성이 높은 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 이루어진 나노와이어를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 금속 나노와이어의 직경은 특별히 한정되지 않으나, 평균 길이가 10~50 μm이고, 길이 방향에서의 단면의 평균 직경이 10~40 nm인 것을 사용하는 것이 바람직하다.
한편, 상기 도전층은 금속 나노와이어를 분산 시키고, 상호 연결된 상태로 고정시키기 위한 매트릭스로서 바인더를 더 포함할 수 있다.
이러한 바인더는 특별히 한정되지 않으나, 셀룰로오스계 고분자인 것이 바람직하다. 상기 셀룰로오스계 고분자를 바인더로 사용할 경우, 도전막이 고투과도를 유지하는 범위 내에서 일정 점도 유지 및 고정 매트릭스 역할을 할 수 있다.
상기 셀룰로오스계 고분자는 특별히 한정되지 않으나, 메틸셀룰로오스, 에틸셀룰로오스, 히드록시에틸셀룰로오스, 히드록시메틸셀룰로오스, 히드록시프로필메틸셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 및 카르복시메틸셀룰로오스로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다.
이러한 금속 나노와이어 및 바인더의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 금속 나노와이어 0.05 내지 0.8 중량부, 바인더 0.01 내지 2 중량부인 것이 바람직하며, 상기 금속 나노와이어 0.1 내지 0.5 중량부, 상기 바인더 0.05 내지 1 중량부인 것이 더 바람직하다.
상기 금속 나노와이어의 함량이 0.05 중량부 미만일 경우에는 기재 상에 금속 나노와이어를 포함하는 용액을 코팅한 후에 충분한 네트워크 형성이 되지 않아 면저항이 나오지 않을 수 있으며, 0.8 중량부를 초과할 경우에는 용액 내 금속 나노와이어의 뭉침 현상이 다량 발생하여 코팅 후에도 여전히 뭉침(Aggregation)이 남아 광학 물성에 영향을 줄 수 있다.
상기 바인더의 함량이 0.01 중량부 미만일 경우에는 금속 나노와이어의 분산 및 상호 연결성이 저하될 수 있으며, 2 중량부를 초과할 경우에는 도전막의 황색도(Yellow index) 값이 상승하여 도전막이 적용된 디스플레이의 시인성을 저하시킬 수 있다.
이외에도 도전층은 그 물성에 영향을 미치지 않는 범위 내에서 당 업계에 공지된 용매, 안정제, 분산제, 소포제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 금속 나노와이어 용액을 기재에 코팅하는 공정은 스프레이코팅, 바코팅, 딥코팅, 스핀코팅, 슬릿다이 코팅, 커튼 코팅, 그라비아코팅, 리버스 그라비아코팅, 롤코팅 및 함침법 중에서 선택된 방법을 이용할 수 있다.
이 중에서도 특히, 상기 금속 나노와이어의 형성속도나 생산성 등을 고려할 때, 바(Bar)코팅법을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 기재상에 코팅된 금속 나노와이어를 포함하는 용액은 건조 단계를 거쳐 박막으로 형성된다. 이때, 상기 건조 단계는 100℃ 내지 160℃의 온도에서 5 ~ 40초간 가 건조하는 하는 것이 바람직하다.
상기 도전층 상에 하드코팅층을 형성하는 단계는, 상기 도전층 상에 테트라알콕시실란계 화합물 및 트리알콕시실란계 화합물의 적어도 하나를 포함하는 코팅액을 도포하여 하드코팅층을 형성하는 것을 포함한다.
상기 테트라알콕시실란계 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 테트라메톡시실란인 것이 바람직하다.
또한 상기 트리알콕시실란계 화합물은 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리 프로폭시실란, 트리부톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란 및 메틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 트리메톡시실란인 것이 바람직하다.
상기 코팅액은 테트라알콕시실란계 화합물과 트리알콕시실란계 화합물의 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 테트라알콕시실란계 화합물과 트리알콕시실란계 화합물의 몰비는 1 : 0.1 내지 1 인 것이 바람직하다. 만약, 상기 몰비의 수치범위를 벗어나면 미반응물이 남아 표면의 광특성이 나빠질 수 있다.
한편, 상기 하드코팅층의 코팅액은 상기 하드코팅층의 빠른 가수분해를 위해 산성촉매를 포함할 수 있다. 상기 산성촉매는 염산, 아세트산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것일 수 있다. 이와 같은 산을 사용함으로써 핵 생성을 빠르게 하기 위함이다.
이러한 산성촉매의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 하드코팅층을 형성하기 위한 코팅액 100 중량부를 기준으로 0.5 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 1 내지 2 중량부인 것이 더 바람직하다. 상기 산성촉매의 함량이 0.5 중량부 미만일 경우에는 충분한 가수분해를 유발하지 않아 반응이 일어나지 않을 수 있으며, 5 중량부를 초과할 경우에는 코팅성에 영향을 줄 수 있다.
이와 같은 코팅액을 도전층 상에 코팅하는 공정은 스프레이코팅, 바코팅, 딥코팅, 스핀코팅, 슬릿다이 코팅, 커튼 코팅, 그라비아코팅, 리버스 그라비아코팅, 롤코팅 및 함침법 중에서 선택된 방법을 이용할 수 있다.
상기 도전층 상에 코팅된 코팅액은 건조 단계를 거쳐 박막(예컨대, 하드코팅층)으로 형성된다. 이때, 상기 건조 단계는 100℃ 내지 160℃의 온도에서 5 ~ 40초간 건조하는 하는 것이 바람직하다.
이하 본 발명을 실시예를 통하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 1]
두께 188㎛인 한성 산업사 PET 필름(제품명: HA450-188-0-188A-H)의 어느 한 면에 은 나노와이어 0.3 중량부, 증점제 0.1 중량부, 99.5 중량부의 물을 포함하는 은 나노와이어 잉크를 바(bar) 코팅한 후, IR 오븐을 이용하여 120℃에서 5분 동안 가 건조하여 도전층을 형성하였다.
TEOS 10 중량부, TMS 2.6 중량부, 에탄올 75 중량부, 아세트산 1 중량부, 첨가제(Tyzor® TnBT) 0.2 중량부 및 11.2 중량부의 물을 포함하는 수분산액을 제조한 후, 상기 도전층 상에 바(bar) 코팅한 후, IR 오븐을 이용하여 120℃에서 5분 동안 가 건조하여 하드코팅층을 형성하였다.
[ 실시예 2]
상기 실시예 1에서 하기 표 1의 조성 및 함량으로 하드코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전막을 제조하였다.
[ 실시예 3]
상기 실시예 1에서 하기 표 1의 조성 및 함량으로 하드코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전막을 제조하였다.
[ 비교예 1]
상기 실시예 1에서 하기 표 1의 조성 및 함량으로 하드코팅층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 도전막을 제조하였다.
TEOS TMS TEOS: TMS 몰비 아크릴수지 에탄올 아세트산 첨가제 물
실시예1 10 2.6 1: 0.25 - 75 1 0.2 11.2
실시예2 15 5 1: 0.33 - 75 1 0.2 3.8
비교예1 - - 2.5 97.3 - 0.2 -
비교예2 - - - - - - -
[ 실험예 ]
제조된 투명 도전막의 물성을 다음과 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 광투과도(%): 일본 전색공업 사 제의 NDH-5000을 이용하여 상온에서 측정하였다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(2) 경도: M-Tech사의 연필경도계 MT-PC1을 이용하여 도전막의 스크레치 발생 여부를 확인하여 측정하였다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
(3) 코팅성 평가: 코팅 후 표면상태 분석을 통해 다음과 같이 평가하였다.
◎: 코팅 후 핀홀 및 레인보우 현상이 발생하지 않고 면저항의 표준편차가 3 이하 발생
○: 코팅 후 핀홀 및 레인보우 현상은 없으나, 면저항의 표준편차가 3 이상 발생
△: 코팅 후 핀홀 및 레인보우 현상이 발생
(4) 면저항(R) 평가: Electronic Design To Market 사 제의 R-CHEK 모델 RC2175 표면 저항률 미터를 사용하여 측정하였다. 측정 결과는 표 2에 나타내었다.
(5) 면저항 증가율 평가: Electronic Design To Market 사 제의 R-CHEK 모델 RC2175 표면 저항률 미터를 사용하여 측정하였다. 측정 결과는 표 2에 나타내었다.
코팅성 표면경도 투과도(%) Haze 면저항 (ohm/sq.)
UV조사 전 UV조사 후 (480h) 면저항 증가율(%)
실시예1 ◎ 3H 89.0 0.8 30 31 3.4
실시예2 ◎ 4H 75.5 1.2 30 31 3.4
비교예1 ◎ 2H 89.3 2.5 30 2050 6766
비교예2 ◎ - - 3.0 30 - -
상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 투명 도전막의 경우는 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위 및 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위를 적어도 하나 포함하는 하드코팅층을 포함함으로써, 면저항 증가율이 낮고, 경도 및 광학적 특성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 반면, 비교예 1의 경우 하드코팅층이 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위 또는 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위를 포함하고 있지 않아 면저항 증가율이 매우 높은 것을 확인할 수 있으며, 비교예 2의 경우 도전층 상에 하드코팅층을 형성하지 않아 면저항을 측정할 수 없었다.

Claims (20)

  1. 기재;
    상기 기재 상에 형성되는 금속 나노와이어를 포함하는 도전층; 및
    상기 도전층 상에 형성되는 하드코팅층;을 포함하는 투명 도전막으로서,
    상기 하드코팅층은 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위 및 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위를 적어도 하나 포함하는 것인 투명 도전막.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 기재는 폴리이미드, 폴리에테르설폰, 폴리에테르에테르케톤, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트 및 폴리우레탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 고분자를 포함하는 것인 투명 도전막.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 도전층은 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 이루어진 나노와이어를 포함하는 것인 투명 도전막.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 금속 나노와이어는 평균 길이가 10~50 μm이고, 길이 방향에서의 단면의 평균 직경이 10~40 nm인 것인 투명 도전막.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 테트라알콕시실란계 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 투명 도전막.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 트리알콕시실란계 화합물은 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리 프로폭시실란, 트리부톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란 및 메틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인 투명 도전막.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하드코팅층은 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위와 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위의 공중합체를 포함하는 것인 투명 도전막.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 하드코팅층은 테트라에톡시실란과 트리메톡시실란의 공중합체를 포함하는 것인 투명 도전막.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 테트라알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위와 트리알콕시실란계 화합물 유래의 반복단위의 몰비는 1 : 0.1 내지 1 인 것인 투명 도전막.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 하드코팅층은 산성촉매를 포함하는 것인 투명 도전막.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 산성촉매는 아세트산, 염산으로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 어느 하나를 포함하는 것인 투명 도전막.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 하드코팅층은 코팅 첨가제를 더 포함하는 것인 투명 도전막.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 코팅 첨가제는 계면활성제, 레벨링제, 습윤제, 슬립제, 열안정제 및 용매를 포함하는 것인 투명 도전막.
  14. 기재 상에 금속 나노와이어를 포함하는 도전층을 형성하는 단계; 및
    상기 도전층 상에 테트라알콕시실란계 화합물 및 트리알콕시실란계 화합물의 적어도 하나를 포함하는 코팅액을 도포하여 하드코팅층을 형성하는 단계;를 포함하는 투명 도전막의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 금속 나노와이어 함유층의 형성 단계는 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리 및 주석으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 금속으로 이루어진 나노와이어를 포함하는 용액을 도포하는 것을 포함하는 것인 투명 도전막의 제조방법의 제조방법.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 금속 나노와이어는 평균 길이가 10~50 μm이고, 길이 방향에서의 단면의 평균 직경이 10~40 nm인 것인 투명 도전막의 제조방법.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 테트라알콕시실란계 화합물은 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라부톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인 투명 도전막의 제조방법.
  18. 청구항 14에 있어서,
    상기 트리알콕시실란계 화합물은 트리메톡시실란, 트리에톡시실란, 트리 프로폭시실란, 트리부톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란 및 메틸트리메톡시실란으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것인 투명 도전막의 제조방법.
  19. 청구항 14에 있어서,
    상기 코팅액은 테트라알콕시실란계 화합물과 트리알콕시실란계 화합물의 공중합체를 포함하는 것인 투명 도전막.
  20. 청구항 14에 있어서,
    상기 테트라알콕시실란계 화합물과 트리알콕시실란계 화합물의 몰비는 1 : 0.1 내지 1 인 것인 투명 도전막의 제조방법.
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