KR20230116053A - 투명 도전성 필름 - Google Patents

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KR20230116053A
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잇페이 나가하라
후미히코 코노
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

굴곡성 및 투명성의 양방이 우수한 투명 도전성 필름을 제공한다. 본 발명의 투명 도전성 필름은 제 1 투명 도전층과, 기재와, 제 2 투명 도전층을 이 순서대로 구비하고, 상기 제 1 투명 도전층은 금속 나노와이어를 포함하고, 상기 제 2 투명 도전층은 금속 산화물로 구성되어 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 투명 도전층을 구성하는 금속 산화물은 인듐-주석 복합 산화물이다.

Description

투명 도전성 필름
본 발명은 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
종래, 터치 센서의 전극 등에 사용되는 투명 도전성 필름으로서, 수지 필름 상에 인듐·주석 복합 산화물층(ITO층) 등의 금속 산화물층이 형성된 투명 도전성 필름이 다용되고 있다. 그러나, 금속 산화물층이 형성된 투명 도전성 필름에는 굴곡성이 불충분해서, 굽힘 등의 물리적인 응력에 의해 크랙이 발생하기 쉽다고 하는 문제가 있다.
또한, 투명 도전성 필름으로서, 은이나 구리 등을 사용한 금속 나노와이어를 포함하는 도전층을 구비하는 투명 도전성 필름이 제안되어 있다. 이러한 투명 도전성 필름은 굴곡성이 우수하다고 하는 이점이 있다. 그러나, 금속 나노와이어를 포함하는 도전층은 헤이즈가 높아지는 경향이 있고, 또한 금속에 유래하는 색미가 생기기 쉬운 등, 광학 특성의 관점에서 문제가 있다. 도전층은 저저항치화할 수록 두께를 두껍게 할 필요가 생기고, 도전층의 두께를 두껍게 하면 광학 특성의 문제는 현저해진다.
일본 특허공표 2009-505358호 공보
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 굴곡성 및 광학 특성의 양방이 우수한 투명 도전성 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름은 기재와, 기재의 적어도 편측에 배치된 투명 도전 적층체를 구비하고, 상기 투명 도전 적층체는 금속 산화물로 구성되는 제 1 투명 도전층과, 금속 나노 구조를 포함하는 제 2 투명 도전층을 구비한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 금속 산화물은 인듐-주석 복합 산화물이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 금속 나노 구조는 금속 나노와이어이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 투명 도전 적층체는 상기 제 2 투명 도전층이 기재측이 되도록 하여 배치된다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 투명 도전 적층체는 상기 제 1 투명 도전층이 기재측이 되도록 하여 배치된다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 투명 도전성 필름은 표면 저항치가 100Ω/□ 이하이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 투명 도전성 필름을 직경 2mm의 환봉에 걸어서 굴곡시켰을 때의 표면 저항치의 상승률(= 굴곡 후의 표면 저항치/굴곡 전의 표면 저항치)이 1.3 이하이다.
본 발명에 의하면, 굴곡성 및 광학 특성 양방이 우수한 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다.
A. 투명 도전성 필름의 전체 구성
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다. 투명 도전성 필름(100)은 기재(10)와, 기재(10)의 적어도 편측에 배치된 투명 도전 적층체(20)를 구비한다. 투명 도전 적층체(20)는 제 1 투명 도전층(21)과 제 2 투명 도전층(22)을 구비한다. 제 1 투명 도전층(21)은 금속 산화물로 구성된다. 제 2 투명 도전층(22)은 금속 나노 구조를 포함한다. 금속 나노 구조는, 예를 들면 금속 나노와이어, 금속 나노 입자 등일 수 있다. 도시되어 있지 있지만, 투명 도전성 필름은 임의의 적절한 그 외의 층을 더 포함하고 있어도 좋다. 예를 들면, 기재와 투명 도전 적층체 사이에 하드코트층이 배치될 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 투명 도전 적층체(20)는 제 2 투명 도전층(금속 나노 구조층)(22)이 기재(10)측이 되도록 하여 배치된다. 즉, 제 1 투명 도전층(금속 산화물층)(21)과, 제 2 투명 도전층(금속 나노 구조층)(22)과, 기재(10)가 이 순서대로 배치된다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 의한 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다. 이 실시형태에 있어서는, 투명 도전 적층체(20)는 제 1 투명 도전층(금속 산화물층)(21)이 기재(10)측이 되도록 하여 배치된다. 즉, 제 2 투명 도전층(금속 나노 구조층)(22)과, 제 1 투명 도전층(금속 산화물층)(21)과, 기재(10)가 이 순서대로 배치된다.
투명 도전 적층체(20)는 기재(10)의 양측에 배치되어 있어도 좋다. 기재(10)의 양측에 투명 도전 적층체(20)가 배치되는 구성으로서는, 예를 들면 이하의 구성을 들 수 있다.
· 제 1 투명 도전층(21)/제 2 투명 도전층(22)/기재(10)/제 2 투명 도전층(22)/제 1 투명 도전층(21)을 이 순서대로 구비하는 구성(도 3(a)).
· 제 1 투명 도전층(21)/제 2 투명 도전층(22)/기재(10)/제 1 투명 도전층(21)/제 2 투명 도전층(22)을 이 순서대로 구비하는 구성(도 3(b)).
· 제 2 투명 도전층(22)/제 1 투명 도전층(21)/기재(10)/제 2 투명 도전층(22)/제 1 투명 도전층(21)을 이 순서대로 구비하는 구성(도 3(c)).
· 제 2 투명 도전층(22)/제 1 투명 도전층(21)/기재(10)/제 1 투명 도전층(21)/제 2 투명 도전층(22)을 이 순서대로 구비하는 구성(도 3(d)).
본 발명에 있어서는, 금속 산화물로 구성된 제 1 투명 도전층과, 금속 나노 구조를 포함하는 제 2 투명 도전층을 구비함으로써, 굴곡성이 우수하고 또한 광학 특성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 보다 상세하게는, 본 발명의 투명 도전성 필름은 금속 나노 구조를 포함하는 제 2 투명 도전층을 구비함으로써, 굴곡성이 우수하고, 절곡에 의한 저항치 상승이 적은 투명 도전성 필름으로 할 수 있다. 또한, 금속 나노 구조로 구성되는 도전층은 저저항화하기 쉽다고 하는 특징이 있고, 따라서 본 발명에 있어서는 제 2 투명 도전층을 구비함으로써, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 용이하게 얻을 수 있다. 한편, 일반적으로 금속 나노 구조로 구성되는 도전층은 광학 특성에 악영향을 미치는 경우가 있다. 예를 들면, 헤이즈가 높아지거나, 금속 유래의 색미 발생 등의 문제가 생기는 경우가 있다. 본원 발명에 의하면, 금속 산화물층으로 구성된 제 1 투명 도전층과 금속 나노 구조를 포함하는 투명 도전층의 양층을 구비함으로써, 광학 특성의 악화를 억제하면서, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 제공할 수 있다. 또한, 제 1 투명 도전층(금속 산화물층)을 제 2 투명 도전층(금속 나노 구조층)의 외측에 배치하면, 제 2 투명 도전층 중의 금속 나노 구조의 부식을 방지할 수 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 표면 저항치는 바람직하게는 0.01Ω/□∼1000Ω/□이며, 보다 바람직하게는 0.1Ω/□∼500Ω/□이며, 특히 바람직하게는 0.1Ω/□∼300Ω/□이며, 가장 바람직하게는 0.1Ω/□∼100Ω/□이다. 하나의 실시형태에 있어서는, 투명 도전성 필름의 표면 저항치는 100Ω/□ 이하이다.
본 발명의 투명 도전성 필름을 직경 2mm(바람직하게는 직경 1mm)의 환봉에 걸어서 굴곡시켰을 때의 표면 저항치의 상승률(= 굴곡 후의 표면 저항치/굴곡 전의 표면 저항치)은 바람직하게는 1.3 이하이며, 보다 바람직하게는 1.2 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.1 이하이다. 투명 도전성 필름의 어느 하나의 면을 외측으로 해서 굴곡시켜도 표면 저항치의 상승률이 상기 범위인 것이 바람직하다. 또한, 기재의 양측에 투명 도전 적층체가 배치되어 있을 경우에는 양면에 있어서의 표면 저항치가 상기 범위인 것이 바람직하다.
기재의 편측에 투명 도전 적층체가 배치되어 있을 경우, 투명 도전 적층체를 외측으로 하고, 직경 2mm(바람직하게는 직경 1mm)의 환봉에 걸어 굴곡시켰을 때에 있어서의 투명 도전 적층체측의 표면 저항치의 상승률(= 굴곡 후의 표면 저항치/굴곡 전의 표면 저항치)은 바람직하게는 1.3 이하이며, 보다 바람직하게는 1.2 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.1 이하이다.
기재의 양측에 투명 도전 적층체가 배치되어 있을 경우, 직경 2mm(바람직하게는 직경 1mm)의 환봉에 걸어 굴곡시켰을 때, 굴곡의 외측이 되는 투명 도전 적층체측의 표면 저항치의 상승률(= 굴곡 후의 표면 저항치/굴곡 전의 표면 저항치)은 바람직하게는 1.3 이하이며, 보다 바람직하게는 1.2 이하이며, 더욱 바람직하게는 1.1 이하이다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 헤이즈값은 바람직하게는 1% 이하이며, 보다 바람직하게는 0.7% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.5% 이하이다. 상기 헤이즈 값은 작을 수록 바람직하지만, 그 하한값은, 예를 들면 0.05%이다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 80% 이상이며, 보다 바람직하게는 85% 이상이며, 특히 바람직하게는 90% 이상이다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 두께는 바람직하게는 10㎛∼500㎛이며, 보다 바람직하게는 15㎛∼300㎛이며, 더욱 바람직하게는 20㎛∼200㎛이다.
B. 제 1 투명 도전층
상기한 바와 같이, 제 1 투명 도전층은 금속 산화물로 구성된다. 금속 산화물로서는, 예를 들면 산화인듐, 산화주석, 산화아연, 인듐-주석 복합 산화물, 주석-안티몬 복합 산화물, 아연-알루미늄 복합 산화물, 인듐-아연 복합 산화물 등을 들 수 있다. 그 중에서도 바람직하게는 인듐-주석 복합 산화물(ITO)이다. 금속 산화물은 결정화 금속 산화물이어도 좋다. 결정화 금속 산화물이란, 후술한 바와 같이, 금속 산화물막을 성막한 후에, 가열(예를 들면, 120℃∼200℃의 가열)하여 얻어지는 금속 산화물을 의미한다.
상기 제 1 투명 도전층의 전광선 투과율은 바람직하게는 80% 이상이며, 더욱 바람직하게는 85% 이상이며, 더욱 바람직하게는 90% 이상이다.
상기 제 1 투명 도전층의 형성 방법으로서는, 예를 들면 임의의 적절한 성막방법(예를 들면, 진공증착법, 스퍼터링법, CVC법, 이온 플레이팅법, 스프레이법 등)에 의해 금속 산화물층을 형성하여 제 1 투명 도전층을 얻는 방법을 들 수 있다. 상기 금속 산화물층은 그대로 제 1 투명 도전층으로 해도 좋고, 더욱 가열해서 금속 산화물을 결정화시켜도 좋다. 상기 가열시의 온도는, 예를 들면 120℃∼200℃이다.
상기 제 1 투명 도전층의 두께는 바람직하게는 50nm 이하이며, 더욱 바람직하게는 40nm 이하이다. 이러한 범위이면, 광투과성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 상기 도전층의 두께의 하한은 바람직하게는 1nm이며, 보다 바람직하게는 5nm이다.
상기 제 1 투명 도전층은 패턴화되어 있어도 좋다. 패턴화의 방법으로서는 도전층의 형태에 따라서 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들면, 에칭법, 레이저법 등에 의해 패턴화될 수 있다. 제 1 투명 도전층의 패턴의 형상은 용도에 따라서 임의의 적절한 형상일 수 있다. 예를 들면, 일본 특허공표 2011-511357호 공보, 일본 특허공개 2010-164938호 공보, 일본 특허공개 2008-310550호 공보, 일본 특허공표 2003-511799호 공보, 일본 특허공표 2010-541109호 공보에 기재된 패턴을 들 수 있다.
C. 제 2 투명 도전층
상기한 바와 같이, 제 2 투명 도전층은 금속 나노 구조를 포함한다. 금속 나노 구조로서는, 예를 들면 금속 나노와이어, 금속 나노메쉬, 금속 나노로드, 금속 나노튜브, 금속 나노피라미드, 금속 입자, 또는 그들의 조합 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 제 2 투명 도전층은 금속 나노와이어를 포함한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 제 2 투명 도전층은 폴리머 매트릭스를 더 포함한다. 이 실시형태에 있어서는, 폴리머 매트릭스 중에 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)가 존재한다. 폴리머 매트릭스로 구성되는 제 2 투명 도전층에 있어서는 폴리머 매트릭스에 의해 금속 나노 구조가 보호된다. 그 결과, 금속 나노 구조의 부식이 방지되어 내구성이 보다 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 제 2 투명 도전층의 두께는 바람직하게는 10nm∼1000nm이며, 보다 바람직하게는 20nm∼500nm이다. 또한, 제 2 투명 도전층이 폴리머 매트릭스를 포함할 경우에는, 상기 제 2 투명 도전층의 두께는 폴리머 매트릭스의 두께에 상당한다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 제 2 투명 도전층은 패턴화되어 있다. 패턴화의 방법으로서는 제 2 투명 도전층의 형태에 따라서 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 제 2 투명 도전층의 패턴의 형상은 용도에 따라서 임의의 적절한 형상일 수 있다. 예를 들면, 일본 특허공표 2011-511357호 공보, 일본 특허공개 2010-164938호 공보, 일본 특허공개 2008-310550호 공보, 일본 특허공표 2003-511799호 공보, 일본 특허공표 2010-541109호 공보에 기재된 패턴을 들 수 있다. 제 2 투명 도전층은 기재 상에 형성된 후, 제 2 투명 도전층의 형태에 따라서 임의의 적절한 방법을 사용해서 패턴화될 수 있다.
상기 제 2 투명 도전층의 전광선 투과율은 바람직하게는 85% 이상이며, 보다 바람직하게는 90% 이상이며, 더욱 바람직하게는 95% 이상이다.
상기 금속 나노와이어란, 재질이 금속이며, 형상이 바늘 형상 또는 실 형상이며, 지름이 나노미터 사이즈의 도전성 물질을 말한다. 금속 나노와이어는 직선 형상이어도 좋고, 곡선 형상이어도 좋다. 금속 나노와이어로 구성된 제 2 투명 도전층을 사용하면, 금속 나노와이어가 그물코 형상으로 됨으로써, 소량의 금속 나노와이어이어도 양호한 전기전도 경로를 형성할 수 있어서, 전기 저항이 작은 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 금속 나노와이어의 굵기(d)와 길이(L)의 비(애스펙트비: L/d)는 바람직하게는 10∼100,000이며, 보다 바람직하게는 50∼100,000이며, 특히 바람직하게는 100∼10,000이다. 이와 같이 애스펙트비가 큰 금속 나노와이어를 사용하면, 금속 나노와이어가 양호하게 교차하여, 소량의 금속 나노와이어에 의해 높은 도전성을 발현시킬 수 있다. 그 결과, 광투과율이 높은 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「금속 나노와이어의 굵기」란, 금속 나노와이어의 단면이 원 형상일 경우는 그 직경을 의미하고, 타원 형상일 경우는 그 단경을 의미하고, 다각형일 경우는 가장 긴 대각선을 의미한다. 금속 나노와이어의 굵기 및 길이는 주사형 전자현미경 또는 투과형 전자현미경에 의해 확인할 수 있다.
상기 금속 나노와이어의 굵기는 바람직하게는 500nm 미만이며, 보다 바람직하게는 200nm 미만이며, 특히 바람직하게는 100nm 이하이며, 가장 바람직하게는 60nm 이하이다. 이러한 범위이면, 광투과율이 높은 제 2 투명 도전층을 형성할 수 있다. 금속 나노와이어의 굵기의 하한은, 예를 들면 10nm이다.
상기 금속 나노와이어의 길이는 바람직하게는 1㎛∼1000㎛이며, 보다 바람직하게는 1㎛∼500㎛이며, 특히 바람직하게는 1㎛∼100㎛이다. 이러한 범위이면, 도전성이 높은 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)를 구성하는 금속으로서는 도전성이 높은 금속인 한, 임의의 적절한 금속이 사용될 수 있다. 상기 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)를 구성하는 금속으로서는, 예를 들면 은, 금, 백금, 구리, 니켈 등을 들 수 있다. 또한, 이들 금속에 도금 처리(예를 들면, 백금 도금 처리)을 행한 재료를 사용해도 좋다. 금속 나노와이어는 은, 금, 백금, 구리 및 니켈로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속에 의해 구성되는 것이 바람직하고, 은, 금, 백금 및 구리로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 금속에 의해 구성되는 것이 보다 바람직하다.
상기 금속 나노와이어의 제조 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들면 용액 중에서 질산은을 환원하는 방법, 전구체 표면에 프로브의 선단부로부터 인가 전압 또는 전류를 작용시켜, 프로브 선단부에서 금속 나노와이어를 인출하여 상기 금속 나노와이어를 연속적으로 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 용액 중에서 질산은을 환원하는 방법에 있어서는 에틸렌글리콜 등의 폴리올 및 폴리비닐피롤리돈의 존재 하에서, 질산은 등의 은염을 액상 환원함으로써 은 나노와이어가 합성될 수 있다. 균일 사이즈의 은 나노와이어는, 예를 들면 Xia, Y. et al., Chem. Mater.(2002), 14, 4736-4745, Xia, Y. et al.， Nano letters (2003) 3(7), 955-960에 기재되는 방법에 준하여 대량 생산이 가능하다.
상기 제 2 투명 도전층에 있어서의 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)의 함유 비율은 제 2 투명 도전층의 전중량에 대하여 바람직하게는 80중량% 이하이며, 보다 바람직하게는 70% 중량% 이하이며, 더욱 바람직하게는 50중량% 이하이다. 이러한 범위이면, 도전성 및 광투과성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 폴리머 매트릭스를 구성하는 폴리머로서는 임의의 적절한 폴리머를 사용할 수 있다. 상기 폴리머로서는, 예를 들면 아크릴계 폴리머; 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 폴리머; 폴리스티렌, 폴리비닐톨루엔, 폴리비닐크실렌, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드 등의 방향족계 폴리머; 폴리우레탄계 폴리머; 에폭시계 폴리머; 폴리올레핀계 폴리머; 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 공중합체(ABS); 셀룰로오스; 실리콘계 폴리머; 폴리염화비닐; 폴리아세테이트; 폴리노르보르넨; 합성 고무; 불소계 폴리머 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(PETA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(NPGDA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA), 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트(DPPA), 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA) 등의 다관능 아크릴레이트로 구성되는 경화형 수지(바람직하게는 자외선 경화형 수지)가 사용된다.
제 2 투명 도전층이 폴리머 매트릭스로 구성되고, 또한 상기 금속 나노와이어가 은 나노와이어일 경우, 제 2 투명 도전층의 밀도는 바람직하게는 1.0g/㎤∼10.5g/㎤이며, 보다 바람직하게는 1.0g/㎤∼3.0g/㎤이다. 이러한 범위이면, 도전성 및 광투과성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
제 2 투명 도전층은 기재(또는 기재와 그 외의 층의 적층체)에 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)를 포함하는 제 2 도전층 형성용 조성물을 도포하고, 그 후 도포층을 건조시켜서 형성할 수 있다.
상기 제 2 도전층 형성용 조성물은 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어) 외에, 임의의 적절한 용매를 포함할 수 있다. 제 2 도전층 형성용 조성물은 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)의 분산액으로서 준비될 수 있다. 상기 용매로서는 물, 알콜계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 탄화수소계 용매, 방향족계 용매 등을 들 수 있다. 환경 부하 저감의 관점에서, 물을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 제 2 도전층 형성용 조성물은 목적에 따라서 임의의 적절한 첨가제를 더 함유할 수 있다. 상기 첨가제로서는, 예를 들면 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)의 부식을 방지하는 부식 방지재, 금속 나노 구조(예를 들면, 금속 나노와이어)의 응집을 방지하는 계면활성제 등을 들 수 있다. 사용되는 첨가제의 종류, 수 및 양은 목적에 따라서 적절하게 설정될 수 있다.
상기 제 2 투명 도전층이 폴리머 매트릭스를 포함하는 경우, 폴리머 매트릭스는, 상기한 바와 같이 하여, 제 2 도전층 형성용 조성물을 도포하고 건조시킨 후, 금속 나노와이어로 구성되는 층 상에 폴리머 용액(폴리머 조성물, 모노머 조성물)을 도포하고, 그 후 폴리머 용액의 도포층을 건조 또는 경화시켜서 형성될 수 있다. 또한, 폴리머 매트릭스를 구성하는 폴리머를 함유하는 제 2 도전층 형성용 조성물을 사용하여 제 2 투명 도전층을 형성해도 좋다.
상기 제 2 도전층 형성용 조성물 중의 금속 나노와이어의 분산 농도는 바람직하게는 0.1중량%∼1중량%이다. 이러한 범위이면, 도전성 및 광투과성이 우수한 제 2 투명 도전층을 형성할 수 있다.
상기 제 2 도전층 형성용 조성물의 도포 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 도포 방법으로서는, 예를 들면 스프레이 코트, 바 코트, 롤 코트, 다이 코트, 잉크젯 코트, 스크린 코트, 딥 코트, 볼록판 인쇄법, 오목판 인쇄법, 그라비어 인쇄법 등을 들 수 있다. 도포층의 건조 방법으로서는 임의의 적절한 건조 방법(예를 들면, 자연 건조, 송풍 건조, 가열 건조)이 채용될 수 있다. 예를 들면, 가열 건조의 경우에는 건조 온도는 대표적으로는 50℃∼200℃이며, 바람직하게는 80℃∼150℃이다. 건조 시간은 대표적으로는 1∼10분이다.
상기 폴리머 용액은 상기 폴리머 매트릭스를 구성하는 폴리머 또는 상기 폴리머의 전구체(상기 폴리머를 구성하는 모노머)를 포함한다.
상기 폴리머 용액은 용제를 포함할 수 있다. 상기 폴리머 용액에 포함되는 용제로서는, 예를 들면 알콜계 용제, 케톤계 용제, 테트라히드로푸란, 탄화수소계 용제, 또는 방향족계 용제 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 상기 용제는 휘발성이다. 상기 용제의 비점은 바람직하게는 200℃ 이하이며, 보다 바람직하게는 150℃ 이하이며, 더욱 바람직하게는 100℃ 이하이다.
D. 기재
상기 기재는 대표적으로는 임의의 적절한 수지로 구성된다. 상기 기재를 구성하는 수지로서는, 예를 들면 시클로올레핀계 수지, 폴리이미드계 수지, 폴리염화 비닐리덴계 수지, 폴리염화비닐계 수지, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지, 폴리에틸렌나프탈레이트계 수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는, 시클로올레핀계 수지가 사용된다. 시클로올레핀계 수지로 구성되는 기재를 사용하면, 굴곡성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 시클로올레핀계 수지로서, 예를 들면 폴리노르보르넨이 바람직하게 사용될 수 있다. 폴리노르보르넨이란, 출발 원료(모노머)의 일부 또는 전부에 노르보르넨환을 갖는 노르보르넨계 모노머를 사용해서 얻어지는 (공)중합체를 말한다. 상기 폴리노르보르넨으로서는 각종의 제품이 시판되어 있다. 구체예로서는, Zeon Corporation제의 상품명 「Zeonex」, 「Zeonor」, JSR Corporation제의 상품명 「Arton」, TICONA사제의 상품명 「Topas」, Mitsui Chemicals Inc.제의 상품명 「APEL」을 들 수 있다.
상기 기재를 구성하는 수지의 유리전이온도는 바람직하게는 50℃∼200℃이며, 보다 바람직하게는 60℃∼180℃이며, 더욱 바람직하게는 70℃∼160℃이다. 이러한 범위의 유리전이온도를 갖는 기재이면, 투명 도전 적층체를 형성할 때의 열화가 방지될 수 있다.
상기 기재의 두께는 바람직하게는 8㎛∼500㎛이며, 보다 바람직하게는 10㎛∼250㎛이며, 더욱 바람직하게는 10㎛∼150㎛이며, 특히 바람직하게는 15㎛∼100㎛이다.
상기 기재의 인장 파단강도는 바람직하게는 50MPa 이상이며, 보다 바람직하게는 70MPa 이상이며, 더욱 바람직하게는 100MPa 이상이다. 이러한 범위이면, 굴곡성이 특히 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 또한, 인장 파단강도는 상온하에서 JIS K 7161에 준해서 측정될 수 있다.
상기 기재의 전광선 투과율은 바람직하게는 80% 이상이며, 보다 바람직하게는 85% 이상이며, 특히 바람직하게는 90% 이상이다. 이러한 범위이면, 터치 패널 등에 구비되는 투명 도전성 필름으로서 적합한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 기재는 필요에 따라서 임의의 적절한 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제의 구체예로서는 가소제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제, 및 증점제 등을 들 수 있다. 사용되는 첨가제의 종류 및 양은 목적에 따라서 적당히 설정될 수 있다.
필요에 따라서, 상기 기재에 대하여 각종 표면 처리를 행해도 좋다. 표면 처리는 목적에 따라서 임의의 적절한 방법이 채용된다. 예를 들면, 저압 플라즈마 처리, 자외선 조사 처리, 코로나 처리, 화염 처리, 산 또는 알칼리 처리를 들 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 투명 기재를 표면 처리하고, 투명 기재 표면을 친수화시킨다. 기재를 친수화시키면, 수계 용매에 의해 조제된 투명 도전층 형성용 조성물을 도포할 때의 가공성이 우수하다. 또한, 기재와 투명 도전층의 밀착성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다. 실시예 및 비교예에 있어서의 평가 방법은 이하와 같다.
(1) 초기 저항치
투명 도전성 필름(길이 15cm×폭 1cm)의 투명 도전 적층체측 길이 방향 양단에 Ag 페이스트(각 부, 길이 1cm×폭 1cm)를 도포해서 시험편을 얻었다. Ag 페이스트 간의 도통을 테스터로 확인하고, 표면 저항치를 측정했다.
(2) 굴곡 후 저항치
상기 (1)과 마찬가지로 해서 시험편을 얻었다.
이 시험편을 투명 도전 적층체측을 외측으로 해서 스테인리스의 표 1에 기재된 직경을 갖는 환봉에 걸고, 상기 환봉을 따라 길이방향이 구부러지도록 180°굴곡시켰다. 그 다음에, 길이방향의 양단부에 클립을 통해서 분동(각 500g)을 내리고, 그 상태로 10초간 유지했다.
상기 조작 후, 구리·클립을 제거하고, Ag 페이스트부 사이의 도통을 테스터로 확인하고, 표면 저항치를 측정했다.
(3) 저항치 상승률
상기 (2)에서 얻어진 굴곡 후 저항치를 상기 (1)에서 얻어진 초기 저항치로 나눈 값(굴곡 후 저항치/초기 저항치)을 저항치 상승률로서 산출했다.
[제조예 1]
(금속 나노와이어의 제조)
교반 장치를 구비한 반응 용기 중, 160℃ 하에서 무수 에틸렌글리콜 5ml, PtCl2의 무수 에틸렌글리콜 용액(농도: 1.5×10-4mol/L) 0.5ml을 첨가했다. 4분 경과 후, 얻어진 용액에 AgNO3의 무수 에틸렌글리콜 용액(농도: 0.12mol/l) 2.5ml과, 폴리비닐피롤리돈(MW: 55000)의 무수 에틸렌글리콜 용액(농도: 0.36mol/l) 5ml를 동시에 6분에 걸쳐서 적하했다. 이 적하 후, 160℃로 가열하고 1시간 이상에 걸쳐서 AgNO3이 완전히 환원될 때까지 반응을 행하여 은 나노와이어를 생성했다. 그 다음, 상기한 바와 같이 해서 얻어진 은 나노와이어를 포함하는 반응 혼합물에 상기 반응 혼합물의 체적이 5배가 될 때까지 아세톤을 첨가한 후, 상기 반응 혼합물을 원심분리해서(2000rpm, 20분) 은 나노와이어를 얻었다. 순수 중에, 상기 은 나노와이어(농도: 0.2중량%) 및 펜타에틸렌글리콜 도데실에테르(농도: 0.1중량%)를 분산시켜 은 나노와이어 분산액을 조제했다.
[실시예 1]
(투명 도전층 형성용 조성물(PN)의 조제)
상기 은 나노와이어 분산액 25중량부, 순수 75중량부로 희석해서 고형분 농도 0.05중량%의 투명 도전층 형성용 조성물(PN)을 조제했다.
(모노머 조성물의 조제)
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(OSAKA ORGANIC CHEMICAL INDUSTRY LTD.제, 상품명 「Viscoat#300」) 1중량부, 광중합 개시제(BASF Corp.제, 상품명 「Irgacure 907」) 0.2중량부를 이소프로필알콜 80중량부, 디아세톤알콜 19중량부에서 희석하여, 고형분 농도 1중량%의 모노머 조성물을 얻었다.
(투명 도전성 필름의 제작)
기재(폴리시클로올레핀 필름(Zeon Corporation제 상품명 「ZEONOR(등록상표)」, 두께 40㎛)의 일방의 측에 상기 투명 도전층 형성용 조성물(PN)을 도포하고 건조시켰다. 또한, 투명 도전층 형성용 조성물(PN) 도포층 상에 상기 모노머 조성물을 도포하고, 80℃에서 1분간 건조하고, 그 후 300mJ/㎠의 자외선을 조사하여, 제 2 투명 도전층을 형성했다. 그 다음에, 제 2 투명 도전층 상에 두께 32nm의 인듐 주석 산화물층으로 이루어진 제 1 투명 도전층을 스퍼터링법에 의해 형성했다. 이렇게 얻어진 도전성 필름을 플라스틱제의 권심에 권취하여 도전성 필름 롤을 제작했다. 그 후, 도전성 필름 롤을 공기 순환식 오븐에 투입하고, 140℃에서 90분간의 가열 처리를 행하여, 인듐 주석 산화물을 비정질로부터 결정질로 전화시켜 표면 저항치가 45Ω/□인 투명 도전성 필름을 제작했다.
[비교예 1]
(경화 수지층의 형성)
경화 수지층의 형성 재료로서 DIC Corporation제 상품명 「Unidic ELS-888」을 80중량부와, DIC Corporation제 상품명 「Unidic RS28-605」을 20중량부를 혼합한 수지 조성물 용액을 조제했다.
(투명 도전성 필름의 제작)
기재(폴리시클로올레핀 필름(Zeon Corporation제 상품명 「ZEONOR(등록상표)」, 두께 40㎛)의 일방의 측에 조제한 수지 조성물 용액을 도포하고, 80℃에서 1분간 건조한 후, 즉시 오존 타입 고압 수은등(UV 강도 180mW/㎠, 적산 광량: 230mJ/㎠)으로 자외선 조사를 행하여, 두께 1.0㎛의 경화 수지층을 형성했다. 그 다음에, 두께 50nm의 인듐 주석 산화물층으로 이루어지는 투명 도전층을 스퍼터법에 의해 형성했다. 이렇게 얻어진 도전성 필름을 플라스틱제의 권심에 권취하여 도전성 필름 롤을 제작했다. 그 후, 도전성 필름 롤을 공기순환식 오븐에 투입하고, 140℃에서 90분간의 가열 처리를 행하여, 인듐 주석 산화물을 비정질로부터 결정질로 전화시켜, 표면 저항치가 41Ω/□인 투명 도전성 필름을 제작했다.
10: 기재
20: 투명 도전 적층체
21: 제 1 투명 도전층
22: 제 2 투명 도전층
100, 200: 투명 도전성 필름

Claims (7)

  1. 기재와, 기재의 적어도 편측에 배치된 투명 도전 적층체를 구비하고,
    상기 투명 도전 적층체는 금속 산화물로 구성되는 제 1 투명 도전층과, 금속 나노 구조를 포함하는 제 2 투명 도전층을 구비하는 투명 도전성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 금속 산화물은 인듐-주석 복합 산화물인 투명 도전성 필름.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 금속 나노 구조는 금속 나노와이어인 투명 도전성 필름.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 도전 적층체는 상기 제 2 투명 도전층이 기재측이 되도록 하여 배치되는 투명 도전성 필름.
  5. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 도전 적층체는 상기 제 1 투명 도전층이 기재측이 되도록 하여 배치되는 투명 도전성 필름.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    표면 저항치가 100Ω/□ 이하인 투명 도전성 필름.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 투명 도전성 필름을 직경 2mm의 환봉에 걸어 굴곡시켰을 때의 표면 저항치의 상승률(= 굴곡 후의 표면 저항치/굴곡 전의 표면 저항치)이 1.3 이하인 투명 도전성 필름.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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