KR20230117607A - 투명 도전성 필름의 제조 방법 - Google Patents

투명 도전성 필름의 제조 방법 Download PDF

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KR20230117607A
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준이치 나가세
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

금속 나노와이어를 포함하고, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것. 본 발명의 투명 도전성 필름의 제조 방법은 기재에 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 도포층을 형성하는 도포 공정과, 상기 도포층을 소정 시간 방치하는 방치 공정과, 상기 방치 공정 후에 상기 도포층에 송풍하는 송풍 공정을 포함하고, 상기 도포 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 상기 도포층의 두께(Tb)가 상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)에 대하여 25%∼90%이다.

Description

투명 도전성 필름의 제조 방법
본 발명은 투명 도전성 필름의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 터치 센서를 갖는 화상 표시 장치에 있어서, 터치 센서의 전극으로서 투명 수지 필름 상에 ITO(인듐·주석 복합 산화물) 등의 금속 산화물층을 형성해서 얻어지는 투명 도전성 필름이 다용되고 있다. 그러나, 이 금속 산화물층을 구비하는 투명 도전성 필름은 굴곡에 의해 도전성이 손실되기 쉬워서, 플렉시블 디스플레이 등의 굴곡성이 필요로 되는 용도에는 사용하기 어렵다고 하는 문제가 있다.
한편, 굴곡성이 높은 투명 도전성 필름으로서, 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전성 필름이 알려져 있다. 금속 나노와이어는 지름이 나노미터 사이즈인 와이어 형상 도전성 물질이다. 금속 나노와이어로 구성된 투명 도전성 필름에 있어서는 금속 나노와이어가 그물코 형상으로 됨으로써, 소량의 금속 나노와이어로 양호한 전기 전도 경로가 형성되고, 또한 그물코의 간극에 개구부를 형성하여 높은 광투과율이 실현된다. 이러한 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전성 필름에 있어서도 도전성 필름에 본질적으로 요구되는 도전성의 향상이 검토되고 있다.
일본 특허공표 2009-505358호 공보 일본 특허 제6199034호
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이며, 그 목적으로 하는 바는 금속 나노와이어를 포함하고, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 제조하는 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 제조 방법은 기재에 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 도포층을 형성하는 도포 공정과, 상기 도포층을 소정 시간 방치하는 방치 공정과, 상기 방치 공정 후에 상기 도포층에 송풍하는 송풍 공정을 포함하고, 상기 도포 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 상기 도포층의 두께(Tb)가 상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)에 대하여 25%∼90%이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)는 10㎛∼50㎛이다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 도포 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 상기 도포층의 두께(Tb)와 상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)의 차가 2㎛∼12㎛이다.
본 발명에 의하면, 금속 나노와이어를 포함하고, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 제조하는 방법을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 제조 방법에 의해 얻어진 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다.
도 2는 실시예 및 비교예의 결과를 나타내는 그래프도이다.
A. 투명 도전성 필름의 제조 방법의 개요
본 발명의 투명 도전성 필름의 제조 방법은 기재에 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 도포층을 형성하는 도포 공정과, 도포층을 소정 시간 방치하는 방치 공정과, 방치 공정 후에 상기 도포층에 송풍하는 송풍 공정을 포함한다. 본 발명의 제조 방법에 의하면, 기재와 기재의 편측에 배치된 투명 도전층을 구비하는 투명 도전성 필름이 얻어진다. 본 발명의 제조 방법은 상기 도포 공정 및 송풍 공정 외에, 임의의 적절한 그 밖의 공정을 포함하고 있어도 좋다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 제조 방법은 송풍 공정 후에 도포층을 건조시키는 건조 공정을 더 포함할 수 있다. 다른 실시형태에 있어서는, 상기 송풍 공정은 상기 도포층을 건조시킬 수 있는 공정이며, 송풍 공정을 거쳐서 투명 도전층이 형성된다.
하나의 실시형태에 있어서는, 상기 제조 방법은 기재를 반송하면서 행해질 수 있다. 대표적으로는, 롤 상태의 기재를 조출(繰出)하여 상기 기재를 반송하면서, 상기 도포 공정, 방치 공정 및 송풍 공정(및 필요에 따라서, 건조 공정 등의 그 밖의 공정)을 행하여, 기재와 기재의 편측에 배치된 투명 도전층을 구비하는 장척 형상의 투명 도전성 필름을 형성한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 상기 투명 도전성 필름은 형성 후에 권취된다.
B. 도포 공정
상기한 바와 같이, 도포 공정에 있어서는 임의의 적절한 방법에 의해 상기 기재에 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 도포층을 형성한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 장척 형상의 기재를 반송하면서 상기 기재에 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 도포층을 형성한다.
(기재)
상기 기재를 구성하는 재료는 임의의 적절한 재료를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 예를 들면 필름이나 플라스틱 기재 등의 고분자 기재가 바람직하게 사용된다. 기재의 평활성 및 투명 도전층 형성용 조성물에 대한 젖음성이 우수하고, 또한 롤에 의한 연속 생산에 의해 생산성을 대폭 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 기재를 구성하는 재료는 대표적으로는 열가소성 수지를 주성분으로 하는 고분자 필름이다. 열가소성 수지로서는, 예를 들면 폴리에스테르계 수지; 폴리 노르보르넨 등의 시클로올레핀계 수지; 아크릴계 수지; 폴리카보네이트 수지; 셀룰로오스계 수지 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 바람직하게는 폴리에스테르계 수지, 시클로올레핀계 수지 또는 아크릴계 수지이다. 이들 수지는 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분 차폐성 등이 우수하다. 상기 열가소성 수지는 단독으로 또는 2종 이상 조합시켜서 사용해도 좋다. 또한, 편광판에 사용되는 광학 필름, 예를 들면 저위상차 기재, 고위상차 기재, 위상차판, 휘도 향상 필름 등을 기재로서 사용하는 것도 가능하다.
상기 기재의 두께는 바람직하게는 20㎛∼200㎛이며, 보다 바람직하게는 30㎛∼150㎛이다.
상기 기재의 전광선 투과율은 바람직하게는 30% 이상이며, 보다 바람직하게는 35% 이상이며, 더욱 바람직하게는 40% 이상이다.
기재의 반송 방법으로서는 임의의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들면, 반송 롤에 의한 반송, 반송 벨트에 의한 반송, 이들의 조합 등을 들 수 있다. 반송 속도는, 예를 들면 5m/min∼50m/min이다.
(금속 나노와이어)
금속 나노와이어란, 재질이 금속이며, 형상이 바늘 형상 또는 실 형상이며, 지름이 나노미터 사이즈인 도전성 물질을 말한다. 금속 나노와이어는 직선 형상이어도 좋고, 곡선 형상이어도 좋다. 금속 나노와이어로 구성된 투명 도전층을 사용하면, 금속 나노와이어가 그물코 형상으로 됨으로써, 소량의 금속 나노와이어이어도 양호한 전기 전도 경로를 형성할 수 있어서, 전기 저항이 작은 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 또한, 금속 나노와이어가 그물코 형상으로 됨으로써, 그물코의 간극에 개구부를 형성하여 광투과율이 높은 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 경우에는 그 직경을 의미하고, 타원 형상일 경우는 그 단경을 의미하고, 다각형일 경우에는 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 10nm∼100nm이며, 가장 바람직하게는 10nm∼50nm이다. 이러한 범위이면, 광투과율이 높은 투명 도전층을 형성할 수 있다.
상기 금속 나노와이어의 길이는 바람직하게는 1㎛∼1000㎛이며, 보다 바람직하게는 10㎛∼500㎛이며, 특히 바람직하게는 10㎛∼100㎛이다. 이러한 범위이면, 도전성이 높은 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
상기 금속 나노와이어를 구성하는 금속으로서는 도전성 금속인 한, 임의의 적절한 금속이 사용될 수 있다. 상기 금속 나노와이어를 구성하는 금속으로서는, 예를 들면 은, 금, 구리, 니켈 등을 들 수 있다. 또한, 이들 금속에 도금 처리(예를 들면, 도금 처리)를 행한 재료를 사용해도 좋다. 그 중에서도 바람직하게는 도전성의 관점에서 은, 구리 또는 금이며, 보다 바람직하게는 은이다.
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 인출하고, 상기 금속 나노와이어를 연속적으로 형성하는 방법 등을 들 수 있다. 용액 중에서 질산은을 환원하는 방법에 있어서는 에틸렌글리콜 등의 폴리올, 및 폴리비닐피롤리돈의 존재하에서 질산은 등의 은염을 액상 환원함으로써, 은 나노와이어를 합성할 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.
(투명 도전층 형성용 조성물)
투명 도전층 형성용 조성물은 금속 나노와이어를 포함한다. 하나의 실시형태에 있어서는, 금속 나노와이어를 임의의 적절한 용매에 분산시켜서 투명 도전층 형성용 조성물이 조제된다. 상기 용매로서는 물, 알콜계 용매, 케톤계 용매, 에테르계 용매, 탄화수소계 용매, 방향족계 용매 등을 들 수 있다. 또한, 투명 도전층 형성용 조성물은 수지(바인더 수지), 금속 나노와이어 이외의 도전성 재료(예를 들면, 도전성 입자), 레벨링제 등의 첨가제를 더 포함하고 있어도 좋다. 또한, 투명 도전층 형성용 조성물은 가소제, 열안정제, 광안정제, 활제, 항산화제, 자외선 흡수제, 난연제, 착색제, 대전 방지제, 상용화제, 가교제, 증점제, 무기 입자, 계면활성제, 및 분산제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.
투명 도전층 형성용 조성물의 점도는 바람직하게는 5mP·s/25℃∼300mP·s/25℃이며, 보다 바람직하게는 10mP·s/25℃∼100mP·s/25℃이다. 이러한 범위이면, 본 발명의 효과는 현저해진다. 투명 도전층 형성용 조성물의 점도는 레오미터(예를 들면 Anton Paar사의 MCR302)에 의해 측정할 수 있다.
투명 도전층 형성용 조성물 중의 금속 나노와이어의 분산 농도는 바람직하게는 0.01중량%∼5중량%이다. 이러한 범위이면, 본 발명의 효과는 현저해진다.
상기 투명 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.
상기 도포층의 단위면적당 중량은 바람직하게는 0.3g/㎡∼30g/㎡이며, 보다 바람직하게는 1.6g/㎡∼16g/㎡이다. 이러한 범위이면, 송풍 공정에 있어서의 송풍에 의해 금속 나노와이어가 양호하게 분산되어, 도전 이방성이 보다 작은 투명 도전성 필름을 제조할 수 있다.
도포 공정에 있어서의 도포층의 두께(Ts)는 바람직하게는 10㎛∼50㎛이며, 보다 바람직하게는 13㎛∼40㎛이며, 더욱 바람직하게는 13㎛∼30㎛이며, 특히 바람직하게는 13㎛∼20㎛이다. 이러한 범위이면, 도전성이 특히 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 두께(Ts)(이하, 도포층의 초기 두께(Ts)라고도 함)란, 상기 도포 직후의 상기 도포층의 두께(젖음 두께)를 의미한다. 도포층의 두께(Ts)(젖음 두께)는 광학 간섭식의 막두께계(예를 들면, ocean insight사제의 「분광기 FLAME-S」)에 의해 측정할 수 있다.
C. 방치 공정
방치 공정은, 상기한 바와 같이, 도포층을 소정 시간 방치하는 공정이다. 보다 구체적으로는, 도포층을 25℃ 이하(바람직하게는 20℃∼25℃) 또한 무풍 상태의 환경에 기재와 도포층을 포함하는 적층 구성을 방치하는 공정이다. 본 명세서에 있어서, 무풍 상태란, 풍속(기재를 반송하는 경우에 있어서는 상대 풍속) 0.5m/s 미만의 상태를 말한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「방치」란, 무풍 상태 하에서 도포층 두께를 감소시키는 것을 의미하고, 기재와 도포층을 포함하는 적층 구성을 반송하면서 도포층 두께를 감소시키는 조작도 포함하는 개념이다.
도포층을 방치하는 시간은, 예를 들면 1초∼300초이다. 도포층을 방치하는 시간은 전공정에 있어서의 도포층 형성 후 후공정에 있어서의 송풍 개시까지의 시간에 상당한다.
본 발명에 있어서는 도포층을 소정 시간 방치한 후에, 다음 공정의 송풍 공정을 행함으로써, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 투명 도전성 필름과, 송풍하지 않고 도포층을 건조시켜서 얻어진 투명 도전성 필름, 또는 도포후 즉시 도포층에 송풍해서 얻어진 투명 도전성 필름을 비교하면, 금속 나노와이어의 단위중량당 도전성은 본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 투명 도전성 필름의 쪽이 우수하다. 본 발명의 제조 방법에 의하면, 도포층을 소정 시간 방치함으로써, 도포층 중의 금속 나노와이어의 유동을 바람직하게 조정할 수 있어서, 금속 나노와이어끼리의 접촉점이 많아지기 때문에 상기와 같은 효과가 얻어진다고 생각된다.
방치 공정 후의 도포층의 두께(송풍 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 도포층의 두께(Tb))는 1㎛를 초과하는 것이 바람직하고, 2㎛ 이상인 것이 보다 바람직하다. 즉, 도포층의 두께가 1㎛ 이하(바람직하게는 2㎛ 미만)가 되기 전에, 방치 공정을 종료하는 것이 바람직하다. 이렇게 하면, 도포층 중의 금속 나노와이어의 유동을 바람직하게 조정할 수 있어서, 금속 나노와이어끼리의 접촉점을 보다 많게 할 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 방치 시간은 도포 공정에 있어서의 도포층의 두께(Ts)와 방치 공정 후의 도포층의 두께(송풍 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 도포층의 두께(Tb))에 근거하여 결정된다. 하나의 실시형태에 있어서는, 송풍 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 도포층의 두께(Tb)는 상기 도포 공정에 있어서의 도포층의 두께(Ts)에 대하여 25%∼90%이며, 보다 바람직하게는 27%∼89%이며, 더욱 바람직하게는 30%∼88%이다. 이러한 범위이면, 도포층 중의 금속 나노와이어의 유동을 바람직하게 조정할 수 있어서, 금속 나노와이어끼리의 접촉점이 많아지기 때문에, 금속 나노와이어의 단위중량당 도전성이 높은 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
하나의 실시형태에 있어서는, 도포층의 두께가 도포층의 초기 두께(Ts)보다 2㎛∼12㎛ 얇아질 때까지의 사이 도포층을 방치하는 것이 바람직하고, 도포층의 초기 두께(Ts)보다 4㎛∼11㎛ 얇아질 때까지의 사이 도포층을 방치하는 것이 보다 바람직하고, 도포층의 초기 두께(Ts)보다 6㎛∼10㎛ 얇아질 때까지의 사이 도포층을 방치하는 것이 더욱 바람직하고, 도포층의 초기 두께(Ts)보다 6㎛∼9㎛ 얇아질 때까지의 사이 도포층을 방치하는 것이 바람직하다. 이러한 범위이면, 도포층 중의 금속 나노와이어의 유동을 바람직하게 조정할 수 있어서, 금속 나노와이어끼리의 접촉점을 보다 많게 할 수 있다.
또한, 도포층의 초기 두께(Ts)가 10㎛∼13㎛인 경우, 도포층의 두께(Tb)가 2.5㎛∼9㎛가 될 때까지 도포층을 방치하는 것이 바람직하고, 도포층의 두께(Tb)가 3㎛∼5㎛가 될 때까지 도포층을 방치하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 도포층의 초기 두께(Ts)가 13㎛를 초과하고 16㎛ 미만인 경우, 도포층의 두께(Tb)가 4㎛∼12㎛가 될 때까지 도포층을 방치하는 것이 바람직하고, 도포층의 두께(Tb)가 5㎛∼7㎛가 될 때까지 도포층을 방치하는 것이 보다 바람직하다. 또한, 도포층의 초기 두께(Ts)가 16㎛를 초과하는(바람직하게는 16㎛를 초과하고 30㎛ 이하, 보다 바람직하게는 16㎛를 초과하고 20㎛ 이하) 경우, 도포층의 두께(Tb)가 6㎛∼14㎛가 될 때까지 도포층을 방치하는 것이 바람직하고, 도포층의 두께(Tb)가 7㎛∼9㎛가 될 때까지 도포층을 방치하는 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위이면, 도포층 중의 금속 나노와이어의 유동을 바람직하게 조정할 수 있어서, 금속 나노와이어끼리의 접촉점을 보다 많게 할 수 있다.
D. 송풍 공정
도포층에의 송풍은 임의의 적절한 방법에 의해 행할 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 도포층의 상방(기재와는 반대측) 및/또는 측방에 배치된 송풍기를 사용하여 도포층에의 송풍이 행해질 수 있다. 송풍 방향은 임의의 적절한 방향으로 한다. 예를 들면, 도포층면에 대하여 소정의 각도(예를 들면, 10°∼170°)을 갖는 송풍 방향으로 해도 좋고, 도포층면에 대략 평행(예를 들면, 도포층면에 대하여 10°미만)하게 송풍해도 좋다. 또한, 나선 형상으로 부는 바람을 송풍해도 좋다. 송풍 방향은, 예를 들면 송풍기에 루버를 설치하고, 상기 루버의 방향에 의해 조정할 수 있다. 하나의 실시형태에 있어서는, 송풍 방향은 루버의 개구 방향에 의해 규정된다. 또한, 나선 형상의 바람을 송풍하는 경우에는 송풍구에 나선 형상의 풍향판을 구비하는 송풍기가 사용될 수 있다.
상기 바람의 풍속은 바람직하게는 0.5m/s∼10m/s이며, 보다 바람직하게는 1m/s∼5m/s이다. 이러한 범위이면, 금속 나노와이어가 양호하게 분산되어, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 제조할 수 있다. 또한, 표면 평활성 및 두께의 균일성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 풍속은 투명 도전층 형성용 조성물에 포함되는 용매 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 물에 의해 조제된 투명 도전층 형성용 조성물을 사용하는 경우, 상기 풍속은 바람직하게는 0.5m/s∼10m/s이며, 보다 바람직하게는 1m/s∼5m/s이다. 또한, 본 명세서에 있어서 풍속이란, 도포층에 도달하는 시점에서의 풍속을 의미한다.
상기 바람의 온도는 바람직하게는 10℃∼50℃이며, 보다 바람직하게는 15℃∼30℃이다. 풍속은 투명 도전층 형성용 조성물에 포함되는 용매 등에 따라서 적절하게 설정될 수 있다. 물에 의해 조제된 투명 도전층 형성용 조성물을 사용하는 경우, 상기 바람의 온도는 바람직하게는 10℃∼50℃이며, 보다 바람직하게는 15℃∼30℃이다. 또한, 본 명세서에 있어서 바람의 온도란, 도포층에 도달하는 시점에서의 바람의 온도를 의미한다.
송풍 시간은 바람직하게는 1분∼10분이며, 보다 바람직하게는 2분∼5분이다. 이러한 범위이면, 금속 나노와이어가 양호하게 분산되어, 도전 이방성이 보다 작은 투명 도전성 필름을 제조할 수 있다. 구체적으로는, 송풍 시간이 상기 범위가 되도록 해서 피송풍 면적을 결정하면, 금속 나노와이어를 도포층 전체에 적절하게 분산시킬 수 있다. 또한, 표면 평활성 및 두께의 균일성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
송풍 공정에 있어서는, 송풍을 다단계로 나누어 행해도 좋다. 예를 들면, 풍향, 풍속, 온도 등이 다르도록 존(zone)을 나누고, 송풍을 단계적으로 행해도 좋다.
송풍 공정 후, 임의의 적절한 처리를 행해도 좋다. 예를 들면, 바인더 수지를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 사용했을 경우, 자외선 조사 등에 의한 경화 처리를 행해도 좋다. 또한, 송부 공정의 후에, 건조 공정을 행해도 좋다. 건조 방법으로서는, 예를 들면 오븐 가열, 자연 건조 등을 들 수 있다.
E. 투명 도전성 필름
상기 제조 방법에 의해, 투명 도전성 필름이 형성된다. 도 1은 본 발명의 하나의 실시형태에 의한 제조 방법에 의해 얻어진 투명 도전성 필름의 개략 단면도이다. 투명 도전성 필름(100)은 기재(10)와, 상기 기재(10)의 편측에 배치되는 투명 도전층(20)을 포함한다. 투명 도전층(20)은 금속 나노와이어를 포함한다(도시 생략).
투명 도전성 필름의 표면 저항치는 바람직하게는 0.1Ω/□∼1000Ω/□이며, 보다 바람직하게는 0.5Ω/□∼300Ω/□이며, 특히 바람직하게는 1Ω/□∼200Ω/□이며, 가장 바람직하게는 1Ω/□∼150Ω/□이다. 표면 저항치는 Mitsubishi Chemical Analytech Co., Ltd.의 「저항률 자동 측정 시스템 MCP-S620형·MCP-S521형」에 의해 측정할 수 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름의 표면 저항치는 상기 송풍 공정을 행하지 않은 것 이외에는 상기 투명 도전성 필름과 동일하게 해서 얻어진 비교용 도전성 필름의 표면 저항치의 90% 이하인 것이 바람직하고, 85% 이하인 것이 보다 바람직하고, 80% 이하인 것이 더욱 바람직하다.
상기 투명 도전성 필름의 헤이즈값은 바람직하게는 20% 이하이며, 보다 바람직하게는 10% 이하이며, 더욱 바람직하게는 0.1%∼5%이다.
상기 투명 도전성 필름의 전광선 투과율은 바람직하게는 30% 이상이며, 보다 바람직하게는 35% 이상이며, 특히 바람직하게는 40% 이상이다.
투명 도전층의 단위면적당 중량은 바람직하게는 0.001g/㎡∼0.09g/㎡이며, 보다 바람직하게는 0.005g/㎡∼0.05g/㎡이다.
투명 도전층의 두께는 바람직하게는 2㎛∼10㎛이며, 보다 바람직하게는 3㎛∼9㎛이며, 더욱 바람직하게는 4㎛∼8㎛이다.
상기 투명 도전층에 있어서의 금속 나노와이어의 함유 비율은 투명 도전층을 구성하는 바인더 수지 100중량부에 대하여 바람직하게는 0.1중량부∼50중량부이며, 보다 바람직하게는 0.1중량부∼30중량부이다. 이러한 범위이면, 도전성 및 광투과성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다.
바람직하게는, 상기 투명 도전층 중의 금속 나노와이어의 양(x)(g/㎡)과, 도전율(y)(1/Ω)의 관계는 하기 식(1)의 관계에 있다:
y=a×x ···（1)
식(1)에 있어서, a는 바람직하게는 0.7 이상이며, 보다 바람직하게는 0.75 이상이며, 보다 바람직하게는 0.77 이상이며, 더욱 바람직하게는 0.79 이상이다. 이러한 범위이면, 도전성이 우수한 투명 도전성 필름으로 할 수 있다. 상기 a는 클수록 바람직하지만, 그 상한치는, 예를 들면 2.0이다. 은의 양이 많으면 많을수록 도전율은 높아지지만, 그 만큼 헤이즈가 높아져서 투명성이 손상되어버린다. 도전율은 상기 표면 저항치의 역수이다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 하등 한정되는 것은 아니다. 실시예에 있어서의 평가 방법은 이하와 같다. 또한, 두께는 광학간섭식 막두께계(ocean insight사제의 「분광기 FLAME-S」에 의해 측정했다.
(1) 표면 저항치
투명 도전성 필름의 표면 저항치(MD 및 TD의 표면 저항치)를 Napson Co., Ltd.제의 비접촉 표면 저항계 상품명 「EC-80」을 사용하여 과전류법에 의해 측정했다. 측정 온도는 23℃로 했다.
(2) 헤이즈값
투명 도전성 필름의 헤이즈값을 JIS 7136에 의해 결정하는 방법에 의해, 헤이즈 미터(Murakami Color Science Laboratory제, 상품명 「HN-150」)를 사용해서 측정했다.
[제조예 1] 투명 도전층 형성용 조성물의 조제
Chem. Mater. 2002, 14, 4736-4745에 기재된 방법에 근거하여, 은 나노와이어를 합성했다.
순수에 상기에서 얻어진 은 나노와이어를 0.2중량% 및 도데실-펜타에틸렌글리콜을 0.1중량%의 농도가 되도록 분산시켜서 투명 도전층 형성용 조성물을 얻었다.
[실시예 1]
기재로서 PET 필름(Mitsubishi Plastics Inc.제, 상품명 「S100」)을 사용했다. 이 기재를 반송 롤을 사용해서 반송하면서, 상기 기재상에 바 코터(Daiichi Rika Co., Ltd.제, 제품명 「바 코터 No. 6」)를 사용해서 제조예 1에서 조제한 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 두께(도포층의 초기 두께(Ts)) 13㎛의 도포층을 형성했다. 그 후, 도포층의 두께(송풍 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 도포층의 두께(Tb))가 11.7㎛(즉, Tb/(Ts)=0.9)가 될 때까지 방치했다(방치 공정). 그 다음에, 기재의 중앙으로부터 양단에 폭방향 내측으로부터 폭방향 양외측을 향한 방향으로 송풍을 행했다. 기재의 반송 방향과 송풍 방향(도포층 면측에서 본 송풍 방향)이 이루는 각은 90°로 하고, 기재의 반송 방향과 송풍 방향(도포층 측방에서 본 송풍 방향)이 이루는 각은 0°로 했다. 또한, 풍속은 2m/s로 하고, 바람의 온도는 25℃로 했다. 또한, 송풍 시간(건조 시간)은 2분으로 했다.
얻어진 투명 도전성 필름을 상기 평가(1) 및 (2)에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[실시예 2∼9, 비교예 1∼6]
도포층의 초기 두께(Ts), 송풍 공정에 있어서 송풍을 개시할 때(송풍 개시시)의 도포층의 두께(Tb)를 표 1에 나타낸 바와 같이 한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 투명 도전성 필름을 얻었다. 얻어진 투명 도전성 필름을 상기 평가(1) 및 (2)에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 송풍 개시시의 도포층의 두께(Tb)와 얻어진 투명 도전성 필름의 표면 저항치의 관계를 도 2에 나타낸다.
[비교예 7]
기재로서 PET 필름(Mitsubishi Plastics Inc.제, 상품명 「S100」)을 사용했다. 이 기재를 반송 롤을 사용해서 반송하면서, 상기 기재 상에 바 코터(Daiichi Rika Co., Ltd.제, 제품명 「바 코터 No. 6」)를 사용해서 제조예 1에서 조제한 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 두께 13㎛의 도포층을 형성했다. 그 후, 도포층이 형성된 기재를 로내 온도 100℃의 오븐에 2분간 투입하여, 투명 도전성 필름을 얻었다. 얻어진 투명 도전성 필름을 상기 평가(1) 및 (2)에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 8]
기재로서 PET 필름(Mitsubishi Plastics Inc.제, 상품명 「S100」)을 사용했다. 이 기재를 반송 롤을 사용해서 반송하면서, 상기 기재 상에 바 코터(Daiichi Rika Co., Ltd.제, 제품명 「바 코터 No. 8」)를 사용해서 제조예 1에서 조제한 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 두께 15㎛의 도포층을 형성했다. 그 후, 도포층이 형성된 기재를 로내 온도 100℃의 오븐에 2분간 투입하여, 투명 도전성 필름을 얻었다. 얻어진 투명 도전성 필름을 상기 평가(1) 및 (2)에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 9]
기재로서 PET 필름(Mitsubishi Plastics Inc.제, 상품명 「S100」)을 사용했다. 이 기재를 반송 롤을 사용해서 반송하면서, 상기 기재 상에 바 코터(Daiichi Rika Co., Ltd.제, 제품명 「바 코터 No. 10」)를 사용해서 제조예 1에서 조제한 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 두께 17㎛의 도포층을 형성했다. 그 후, 도포층이 형성된 기재를 로내 온도 100℃의 오븐에 2분간 투입하여, 투명 도전성 필름을 얻었다. 얻어진 투명 도전성 필름을 상기 평가(1) 및 (2)에 제공했다. 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1 및 도 2로부터 명백해지듯이, 본 발명의 제조 방법에 의하면, 방치 공정을 행함으로써 도전성이 우수한 투명 도전성 필름을 얻을 수 있다. 또한, 도포층의 초기 두께에 따라서 송풍 개시시의 도포층 두께를 최적화(방치 시간을 최적화하는 것)함으로써 도전성 효과는 보다 현저해진다.
10: 기재
20: 투명 도전층
100: 투명 도전성 필름

Claims (3)

  1. 기재에 금속 나노와이어를 포함하는 투명 도전층 형성용 조성물을 도포해서 도포층을 형성하는 도포 공정과,
    상기 도포층을 소정 시간 방치하는 방치 공정과,
    상기 방치 공정 후에 상기 도포층에 송풍하는 송풍 공정을 포함하고,
    상기 도포 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 상기 도포층의 두께(Tb)가 상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)에 대하여 25%∼90%인 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)가 10㎛∼50㎛인 투명 도전성 필름의 제조 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 도포 공정에 있어서 송풍을 개시할 때의 상기 도포층의 두께(Tb)와 상기 도포 공정에 있어서의 상기 도포층의 두께(Ts)의 차가 2㎛∼12㎛인 투명 도전성 필름의 제조 방법.
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