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WO2012036527A2 - 시인성이 우수한 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

시인성이 우수한 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2012036527A2
WO2012036527A2 PCT/KR2011/006890 KR2011006890W WO2012036527A2 WO 2012036527 A2 WO2012036527 A2 WO 2012036527A2 KR 2011006890 W KR2011006890 W KR 2011006890W WO 2012036527 A2 WO2012036527 A2 WO 2012036527A2
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WO
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layer
refractive index
film
conductive film
transparent conductive
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김인숙
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LX Hausys Ltd
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LG Hausys Ltd
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a transparent conductive film used in a projected capacitive touch panel and the like, and more particularly, to a transparent conductive film excellent in visibility and a method of manufacturing the same.
  • the transparent electrode film is one of the most important components in the manufacture of the touch panel.
  • the transparent electrode film the most widely used to date is an indium tin oxide (ITO) film having a total light transmittance of 85% or more and a surface resistance of 400 ⁇ / square or less.
  • ITO indium tin oxide
  • the transparent electrode film has a primer coating treatment in order to provide surface flatness and heat resistance to the transparent polymer film, and then uses a hard coating treatment as a base film.
  • a transparent undercoat layer was formed by a wet coating or a vacuum stuttering method, and then a transparent conductive layer such as ITO was formed by sputtering.
  • Improving the visibility of the patterned transparent conductive layer can be achieved by reducing the difference in reflectance between the transparent conductive layer and the portion where the transparent conductive layer is etched.
  • an undercoat layer having an appropriate refractive index under the transparent conductive layer is provided for visibility. To improve.
  • a transparent conductive film having is provided.
  • a transparent conductive film having an undercoat layer is a transparent oxide made of indium oxide-cerium oxide-tin oxide having a refractive index of 2.3 and a silicon oxide (SiO 2 ) having a refractive index of 1.4.
  • a transparent conductive film having a structure having an undercoat layer is provided.
  • the transparent conductive films are not satisfactory in the effect of improving the visibility, and also there is a difficulty in supplying the raw material of the undercoat layer.
  • An object of the present invention is to provide a transparent conductive film that can improve the visibility by changing the material forming the undercoat layer.
  • Another object of the present invention is to provide a method for producing a transparent conductive film that can improve visibility at low cost.
  • Transparent conductive film excellent visibility according to an embodiment of the present invention for achieving the one object is a transparent film; An undercoat layer formed on the transparent film; And a conductive layer formed on the undercoat layer, wherein the undercoat layer is formed of a material having a refractive index of 1.4 to 1.46 under the conductive layer, the first low refractive layer, and the transparent layer. It is characterized by having a high refractive index layer formed of silicon oxynitride (Silicon Oxynitride) having a refractive index of 1.7 ⁇ 2.0 between the films.
  • silicon oxynitride Silicon Oxynitride
  • a method of manufacturing a transparent conductive film having excellent visibility comprising: forming a high refractive index layer of silicon oxynitride having a refractive index of 1.7 to 2.0 on a transparent film; Forming a first low refractive layer made of a material having a refractive index of 1.4 to 1.46 on the high refractive layer; And forming a conductive layer on the first low refractive index layer, wherein the high refractive index layer and the first low refractive layer are formed by sputtering or ion plating.
  • the transparent conductive film having excellent visibility according to the present invention has the advantage of improving the total light transmittance and visibility by forming a high refractive index layer included in the undercoat layer with silicon oxynitride (Silicon Oxynitride) having a refractive index between 1.7 and 2.0.
  • silicon oxynitride Silicon Oxynitride
  • the transparent conductive film having excellent visibility according to the present invention has an effect of reducing process costs by using relatively inexpensive silicon, silicon oxide, and the like as the undercoat material, rather than an expensive metal.
  • FIG. 1 schematically shows a cross section of a transparent conductive film having excellent visibility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a transparent conductive film having excellent visibility according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 3 schematically shows a cross section of the transparent conductive film excellent visibility according to another embodiment of the present invention.
  • Figure 4 schematically shows a method for producing a transparent conductive film excellent visibility according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 schematically shows a cross section of a transparent conductive film having excellent visibility according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated transparent conductive film includes a transparent film 110, an undercoat layer 120, and a conductive layer 130.
  • the transparent film 110 a film having excellent transparency and strength may be used.
  • the material of the transparent film 110 may include polyethylene terephthalate (PET), polyethylenenaphthalate (PEN), polyethersulfone (PES), poly carbonate (PC), poly propylene (PP), norbornene-based resins, and the like. It may be used alone or in combination of two or more.
  • the transparent film 110 may be in the form of a single film or in the form of a laminated film.
  • the undercoating layer 120 serves to improve insulation and transmittance between the transparent film 110 and the conductive layer 130.
  • the undercoat layer 120 is formed of two or more layers having different refractive indices. More specifically, the undercoating layer 120 includes a low refractive index layer 121 (hereinafter referred to as a first low refractive index layer) formed of a material having a refractive index of 1.4 to 1.46 and a high refractive layer 122 having a refractive index of 1.7 to 2.0. Equipped.
  • a low refractive index layer 121 hereinafter referred to as a first low refractive index layer
  • a high refractive layer 122 having a refractive index of 1.7 to 2.0. Equipped.
  • the refractive index difference between the layers may not be too large or too small to reduce the reflectance, and the first low refractive layer 121 is formed adjacent to the conductive layer 130.
  • the high refractive index layer 122 is preferably formed between the first low refractive index layer 121 and the transparent film 110.
  • the refractive index was adjustable between 1.7 and 2.0, the overall visibility of the transparent conductive film and the total light transmittance was improved.
  • the silicon oxynitride preferably has a molar ratio of nitrogen (N) higher than that of oxygen (O).
  • N nitrogen
  • O oxygen
  • the first low refractive index layer 121 may be formed of silicon oxide (SiO 2 ) having a refractive index of 1.4.
  • the undercoat layer 120 is preferably formed to a thickness of 10 to 100 nm in the sum of the first refractive layer 121 and the high refractive layer 122. If the thickness of the undercoat layer 120 exceeds 100 nm, the film stress is severe, cracks may occur, the total light transmittance may be reduced. On the contrary, when the thickness of the undercoat layer 120 is less than 10 nm, the transmittance and visibility improvement effect is insufficient.
  • the conductive layer 130 is formed on the undercoat layer 120.
  • the conductive layer 130 may be formed of indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (FTO), or the like, which has excellent transparency and conductivity.
  • ITO indium tin oxide
  • FTO fluorine-doped tin oxide
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a transparent conductive film having excellent visibility according to another embodiment of the present invention.
  • the illustrated transparent conductive film includes a transparent film 110, an undercoat layer 120, and a conductive layer 130, and the undercoat layer 120 includes a first low refractive index layer 121 and a high refractive layer. And a second low refractive index layer 123.
  • the second low refractive index layer 123 additionally provided in the undercoat layer 120 is formed between the high refractive index layer 122 and the transparent film 110.
  • the second low refractive index layer 123 serves to reduce the difference in reflectance between the high refractive index layer 122 and the transparent film 110 and to increase the total light transmittance, thereby improving visibility, and between the transparent film 110 and the high refractive layer. Prevents permeation of moisture and oligomers.
  • the second low refractive layer 123 may be formed of a material having a refractive index of 1.4 to 1.46, such as SiO 2 .
  • the thickness of the second low refractive index layer 123 is not particularly limited, but is preferably formed to a thickness of 40 nm or less, for example, 1 to 40 nm. This is because when the second low refractive index layer 123 is formed to exceed 40 nm, only the process cost can be increased without further increasing the effect of visibility.
  • Figure 3 schematically shows a cross section of the transparent conductive film excellent visibility according to another embodiment of the present invention.
  • the illustrated transparent conductive film includes a transparent film 110, an undercoat layer 120, a conductive layer 130, and a hard coating layer 140.
  • a hard coating layer 140 is further formed below the transparent film 110.
  • the hard coating layer 140 serves to improve surface hardness, and may be used without limitation as long as it is used for forming a hard coating such as an acrylic compound.
  • the hard coating layer 140 may be formed only on one surface of the transparent film 110 as shown in FIG. 3, but may be formed on both surfaces of the transparent film 110.
  • Figure 4 schematically shows a method for producing a transparent conductive film excellent visibility according to an embodiment of the present invention.
  • the illustrated method for manufacturing a transparent conductive film includes a step of forming a high refractive index layer (S410), a step of forming a first low refractive index layer (S420), and a step of forming a conductive layer (S430).
  • the method of manufacturing a transparent conductive film shown in FIG. 4 forms a transparent conductive film having the structure shown in FIG. 1, and in describing the method of manufacturing a transparent conductive film shown in FIG. The same reference numerals of the respective components will be used.
  • a high refractive index layer (Silicon Oxynitride) having a refractive index of 1.7 to 2.0 on the transparent film 110 is formed by sputtering or ion plating. 122).
  • the high refractive layer 122 may be formed using a DC target reactive sputtering method using a silicon target (Si target) and using oxygen (O 2 ) and nitrogen (N 2 ) as reaction gases.
  • the partial pressure of nitrogen (N 2 ) is higher than the partial pressure of oxygen (O 2 ), since it is possible to increase the molar ratio of nitrogen in the silicon oxynitride to be formed, it is more preferable to improve the total light transmittance and visibility.
  • the first low refractive index layer 121 is formed of a material having a refractive index of 1.4 to 1.46 on the high refractive layer 122 by using a sputtering or ion plating method.
  • the first low refractive index layer 121 may be formed by a DC power reactive sputtering method using a SiO 2 target.
  • the high refractive index layer 122 and the first low refractive index layer 121 is preferably formed in a thickness of 10 ⁇ 100 nm by adding.
  • the conductive layer 130 is formed of ITO or FTO on the first low refractive index layer 121. More specifically, the conductive layer 130 may be formed by a DC power reactive sputtering method using an ITO target.
  • the second low refractive layer (eg, SiO 2 ) having a refractive index of 1.4 to 1.46 on the transparent film 110 (for example, SiO 2 ). 123) of FIG. 2 may be further formed.
  • the second low refractive index layer 123 is preferably formed to a thickness of 40 nm or less.
  • a hard coating layer (140 of FIG. 3) may be further formed on one or both surfaces of the transparent film 110 using an acrylic compound or the like.
  • the hard coating layer 140 may be formed on one or both surfaces of the transparent film 110 on which the high refractive index layer 122 is not formed, and only the lower surface of the transparent film 110 in the state where the high refractive layer 122 is formed. Can be formed.
  • the undercoat layer between the transparent film and the conductive layer is formed of a low refractive index layer having a refractive index of 1.4 to 1.46 and a high refractive layer having a refractive index of 1.7 to 2.0, but having a high refractive layer.
  • silicon oxynitride Silicon Oxynitride
  • the film can be usefully used for a projection capacitive touch panel and the like.
  • the undercoat layer can be formed by a sputtering process using silicon (Si), silicon oxide (SiO 2 ), etc., which can easily secure raw materials, thereby reducing the cost of manufacturing a transparent conductive film.
  • Silicon oxynitride was formed into a film by the reactive sputtering method on one side of the 125 micrometer-thick PET film in which the acryl-type hard coat layer was formed on both surfaces.
  • the proportion of the reaction gas was 60% and 40% for nitrogen and oxygen, respectively, and the refractive index was 1.71 and the thickness was 40 nm.
  • a silicon oxide thin film having a refractive index of 1.47 was successively deposited to a thickness of 20 nm by a reactive sputtering method to form a first refractive layer, and a 20 nm thick ITO layer having a refractive index of 1.95 was formed thereon after heat treatment to prepare a transparent conductive film and evaluated visibility. Was carried out.
  • Example 2 On the same hard-coated PET film as in Example 1, a high refractive layer having a thickness of 35 nm was formed using a reactive gas having 80% and 20% nitrogen and oxygen, respectively, and the remaining first refractive layer and the conductive layer were the same as in Example 1. The electroconductive film was produced and evaluation of visibility was performed.
  • Example 2 Same as Example 1 except that the second refractive layer was further formed by depositing a silicon oxide thin film having a refractive index of 1.4 at a thickness of 20 nm between the hard-coated PET film and the high refractive layer as in Example 1 by reactive sputtering.
  • the electroconductive film was produced on condition, and visibility evaluation was performed.
  • Example 1 the high refractive layer was omitted, and the electroconductive film was produced with the bilayer film structure of a 1st refractive layer and a conductive layer, and visibility evaluation was performed.
  • Conductive films were prepared under the same conditions as in Example 1 except that silicon nitride was deposited on a high refractive index layer on one surface of the same hard-coated PET film as in Example 1 by a reactive sputtering method, and visibility evaluation was performed.
  • Silicon oxynitride was formed into a film by the reactive sputtering method on one side of the 125 micrometer-thick PET film in which the acryl-type hard coat layer was formed on both surfaces.
  • the proportion of the reaction gas was set to 20% and 80% of nitrogen and oxygen, respectively, and the refractive index was 1.71 and the thickness was 40 nm.
  • a silicon oxide thin film having a refractive index of 1.47 was successively deposited to a thickness of 20 nm by a reactive sputtering method to form a first refractive layer. After the heat treatment, a 20 nm ITO layer having a refractive index of 1.95 was formed to form a transparent conductive film and evaluated for visibility. Was carried out.
  • a high refractive layer having a thickness of 35 nm was formed using a reactive gas having 40% and 60% nitrogen and oxygen, respectively, and the remaining first refractive layer and the conductive layer were the same as in Example 1.
  • a conductive film was produced.
  • Example 2 The same conditions as in Example 1 except that the second refractive layer was formed by depositing a 40 nm thick silicon oxynitride thin film having a refractive index of 1.4 by a reactive sputtering method between the same hard-coated PET film and the high refractive layer. A conductive film was produced.
  • Example 2 The same conditions as in Example 1 except that the second refractive layer was formed by forming a 40 nm thick silicon oxide thin film having a refractive index of 1.5 by a reactive sputtering method between the same hard-coated PET film and the high refractive layer as in Example 1. A conductive film was produced.
  • Example 2 Under the same conditions as in Example 1, except that a second refractive layer was formed by forming a 50 nm thick silicon oxide thin film having a refractive index of 1.4 by a reactive sputtering method between the hard-coated PET film and the high refractive layer same as that of Example 1. An electroconductive film was produced.
  • Table 1 shows the results of evaluating the total light transmittance of the transparent conductive films of Examples and Comparative Examples, and whether the ITO layer etching pattern was visually confirmed.
  • Example 1 In the case of Example 1, only the conductive layer of the conductive film heat-treated at 150 ° C. for 1 hour was partially etched to form a pattern, and the pattern visibility was visually evaluated. As a result, it was confirmed that the pattern was difficult to be identified by the naked eye. 2 Moreover, the external appearance evaluation result of the same level as Example 1 was obtained.
  • Example 3 it was more difficult to visually identify whether the pattern was visible than Examples 1 and 2, and it was confirmed that the visibility of the transparent conductive film was excellent by adding the second refractive layer of certain requirements. It was.
  • the ITO pattern is surely visible to the naked eye in evaluating the appearance of the conductive film. It was clearly distinguishable, and it was found that the visibility was insufficient.

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Abstract

시인성이 우수한 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법에 대하여 개시한다. 본 발명에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름은 투명 필름; 상기 투명필름 상에 형성되는 언더코팅층; 및 상기 언더코팅층 상에 형성되는 도전층;을 포함하고, 상기 언더코팅층은 상기 도전층 하부에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 형성되는 제1저굴절층과, 상기 제1저굴절층과 상기 투명 필름 사이에 굴절률이 1.7 ~2.0인 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)로 형성되는 고굴절층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

시인성이 우수한 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법
본 발명은 투사형 정전용량 방식의 터치 패널 등에 사용되는 투명 전도성 필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 시인성(visibility)이 우수한 투명 전도성 필름 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
투명전극 필름은 터치판넬의 제조 시 가장 중요한 부품 중 하나이다. 이러한투명전극 필름으로 현재까지 가장 널리 사용되는 것은 전광선 투과율이 85% 이상이고 표면 저항이 400 Ω/square 이하인 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide: ITO)필름이다.
일반적인 투명전극 필름은 투명한 고분자 필름에 표면 평탄성과 내열성을 구비하기 위해 프라이머 코팅(primer coating) 처리를 한 후 하드코팅 처리한 것을 재 필름(base film)으로 사용한다.
이 기재 필름 상에, 투명 언더코팅(under coating)층을 습식 코팅(wetcoating)이나 진공 스터터링 방법으로 형성한 후, ITO와 같은 투명 도전층을 스퍼터 방식으로 형성하였다.
한편, 최근 정전 용량 방식의 터치 패널 사용이 증가되면서 미세 정전류를 지하기 위한 표면 저항 200 Ω/square 미만의 저저항 구현과 투명 전도막 패턴의 인성 개선이 요구되고 있다.
패턴된 투명 도전층의 시인성 개선은 투명 도전층과 그 투명 도전층이 식각된 부분의 반사율 차이를 줄여야 달성할 수 있고, 이를 위해 종래에는 투명 도전층하부에 적정한 굴절률을 가진 언더코팅층을 구비하여 시인성을 개선하고자 하였다.
언더코팅층을 구비하는 투명 도전성 필름의 대표적인 예로, 투명 전도층과 명 필름 사이에 굴절률 1.7인 실리콘 주석 산화물(Silicon Tin Oxide)과 굴절률1.4인 실리콘 산화물(SiO2)으로 이루어진 투명 언더코팅층을 구비하는 구조를 갖는투명 도전성 필름이 제시되어 있다.
언더코팅층을 구비하는 투명 도전성 필름의 또 다른 예로 굴절률 2.3인 인듐산화물-세륨 산화물-주석 산화물(Indium Oxide-Cerium Oxide-Tin Oxide)로 이루어진 복합 산화물과 굴절률 1.4인 실리콘 산화물(SiO2)로 이루어진 투명 언더코팅층을 구비하는 구조를 갖는 투명 전도성 필름이 제시되어 있다.
그러나, 상기의 투명 전도성 필름들은 시인성 개선의 효과가 만족스럽지 못하고, 또한 언더코팅층의 원재료 수급에 어려움이 있다.
본 발명의 목적은 언더코팅층을 형성하는 물질을 변화시켜 시인성을 향상시킬수 있는 투명 전도성 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 저가의 공정 비용으로 시인성을 향상시킬 수 있는 투명 전도성 필름 제조 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름은 투명 필름; 상기 투명 필름 상에 형성되는 언더코팅층; 및 상기 언더코팅층 상에 형성되는 도전층;을 포함하고, 상기 언더코팅층은 상기 도전층 하부에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 형성되는 제1저굴절층과, 상기 제1저굴절층과 상기 투명 필름 사이에 굴절률이 1.7 ~ 2.0인 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)로 형성되는 고굴절층을 구비하는 것을 특징으로 한다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 시인성이 우수한투명 전도성 필름 제조 방법은 투명 필름 상에 굴절률이 1.7 ~ 2.0 사이의 실리콘산질화물로 고굴절층을 형성하는 단계; 상기 고굴절층 상에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인물질로 제1저굴절층을 형성하는 단계; 상기 제1저굴절층 상에 도전층을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 고굴절층 및 상기 제1저굴절층은 스퍼터링 또는 이온 플레이팅 방법으로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름은 언더코팅층에 포함되는고굴절층을 굴절률이 1.7 ~ 2.0 사이인 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)로 형성함으로써 전광선 투과율 및 시인성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름은 고가의 금속이 아닌 상대적으로 저가인 실리콘, 실리콘 산화물 등을 언더코팅층 원료 물질로 이용함으로써 공정 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름의단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성필름 및 그 제조 방법에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 1을 참조하면, 도시된 투명 전도성 필름은 투명 필름(110), 언더코팅층(120) 및 도전층(130)을 포함한다.
투명 필름(110)은 투명성과 강도가 우수한 필름이 이용될 수 있다. 이러한투명 필름(110)의 재질로는 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylenenaphthalate), PES(polyethersulfone), PC(Poly carbonate), PP(poly propylene),노보르넨계 수지 등이 제시될 수 있으며, 이들이 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어있을 수 있다. 또한 투명 필름(110)은 단일 필름의 형태 또는 적층 필름의 형태가 될 수 있다.
언더 코팅층(120)은 투명 필름(110)과 도전층(130) 사이의 절연특성 및 투과도를 향상시키는 역할을 한다.
본 발명에서 언더 코팅층(120)은 굴절률이 상이한 2개 이상의 층으로 형성된다. 보다 구체적으로, 언더 코팅층(120)은 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 형성되는저굴절층(121)(이하, 제1저굴절층이라 한다)과 굴절률이 1.7 ~ 2.0인 고굴절층(122)을 구비한다.
도전층(130)의 굴절률이 대략 1.9 ~ 2.0이라고 할 때, 반사율을 줄이기 위하여 각 층간의 굴절률 차이가 너무 크거나 너무 작아도 안되고, 제1저굴절층(121)이도전층(130)에 인접하게 형성되고, 고굴절층(122)이 제1저굴절층(121)과 투명 필름(110) 사이에 형성되는 것이 바람직하다.
이때, 본 발명에서는 고굴절층(122)으로 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)을 이용한 결과, 굴절률이 1.7 ~ 2.0 사이로 조절 가능하였으며, 투명전도성 필름 전체적인 시인성 및 전광선 투과율이 향상되었다.
이때, 실리콘 산질화물은 질소(N)의 몰 비율이 산소(O)의 몰 비율보다 더 높은 것이 바람직하다. 질소의 몰 비율이 산소의 몰 비율보다 더 높은 경우 굴절률이상승하며, 이에 따라 시인성 효과 상승이 두드러지게 나타났다.
한편, 제1저굴절층(121)은 굴절률이 1.4인 실리콘 산화물(SiO2)로 형성될 수있다.
언더코팅층(120)은 제1굴절층(121) 및 고굴절층(122) 합산 두께로 10 ~ 100nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 언더코팅층(120)의 두께가 100 nm를 초과할 경우 막 응력이 심해져 크랙이 발생할 수 있으며, 전광선 투과율이 저하될 수있다. 반대로, 언더코팅층(120)의 두께가 10 nm 미만으로 너무 얇게 형성될 경우투과율 및 시인성 향상 효과가 불충분한 문제점이 있다.
도전층(130)은 언더코팅층(120) 상에 형성된다.
이러한 도전층(130)은 투명성과 도전성이 우수한 ITO(Indium Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide) 등으로 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름의단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2를 참조하면, 도시된 투명 전도성 필름은 투명 필름(110), 언더코팅층(120) 및 도전층(130)을 포함하며, 언더코팅층(120)이 제1저굴절층(121), 고굴절층(122) 및 제2저굴절층(123)을 포함한다.
도 2에서, 투명 필름(110), 언더코팅층(120)의 제1저굴절층(121)과 고굴절층(122) 및 도전층(130)은 도 1에 도시된 바와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
언더코팅층(120)에 추가로 구비되는 제2저굴절층(123)은 고굴절층(122)과 투명 필름(110) 사이에 형성된다.
이러한 제2저굴절층(123)은 고굴절층(122)과 투명 필름(110)의 반사율 차이를 감소시키고 전광선 투과율을 높여 시인성을 보다 향상시키는 역할을 하며, 투명필름(110)과 고굴절층 사이의 수분과 올리고머 등의 투과를 막는 역할을 한다.
제2저굴절층(123) 역시 제1저굴절층(121)과 마찬가지로 SiO2와 같은 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 형성될 수 있다.
제2저굴절층(123)의 두께는 특별한 한정은 없으나, 40nm 이하, 예를들어 1 ~40 nm의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. 제2저굴절층(123)이 40 nm를 초과하여형성될 경우, 더 이상의 시인성 등의 효과 상승 없이 공정 비용만 증가될 수 있기때문이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름의 단면을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 도시된 투명 전도성 필름은 투명 필름(110), 언더코팅층(120), 도전층(130) 및 하드코팅층(140)을 포함한다.
도 3에서, 투명 필름(110), 언더코팅층(120) 및 도전층(130)은 도 1에 도시된 바와 동일하므로, 그 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 3에서는 투명 필름(110)의 하부에 하드코팅층(140)이 더 형성되어있다. 하드 코팅층(140)은 표면 경도를 향상시키는 역할을 하며, 아크릴계 화합물등 하드 코팅 형성을 위하여 이용되는 것이라면 제한없이 이용될 수 있다.
하드 코팅층(140)은 도 3에서와 같이 투명 필름(110)의 일면에만 형성될 수있으나, 투명 필름(110)의 양면에 형성될 수도 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름 제조 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4를 참조하면, 도시된 투명 전도성 필름 제조 방법은 고굴절층 형성 단계(S410), 제1저굴절층 형성 단계(S420) 및 도전층 형성 단계(S430)를 포함한다.
또한, 도 4에 도시된 도시된 투명 전도성 필름 제조 방법은 도 1에 도시된 구조를 갖는 투명 전도성 필름을 형성하는 것으로, 도 4에 도시된 투명 전도성 필름 제조 방법을 설명함에 있어, 도 1에 도시된 각 구성요소의 도면 부호를 동일하게 사용하기로 한다.
고굴절층 형성 단계(S410)에서는 스퍼터링(sputtering) 또는 이온 플레이팅(ion plating) 방법을 이용하여, 투명 필름(110) 상에 굴절률이 1.7 ~ 2.0 사이의 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)로 고굴절층(122)을 형성한다.
보다 구체적으로, 고굴절층(122)은 실리콘 타겟(Si target)을 이용하고 반응가스로 산소(O2) 및 질소(N2)를 이용하는 직류 전원 반응성 스퍼터링 방법으로 형성할 수 있다.
이때, 질소의 분압(N2)이 상기 산소의 분압(O2)보다 높은 것이, 형성되는 실리콘 산질화물에서 질소의 몰 비율을 높일 수 있으므로, 전광선 투과율 및 시인성향상에 더 바람직하다.
제1저굴절층 형성 단계(S420)에서는 스퍼터링 또는 이온 플레이팅 방법을 이용하여, 고굴절층(122) 상에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 제1저굴절층(121)을 형성한다.
보다 구체적으로, 제1저굴절층(121)은 SiO2 타겟을 이용한 직류 전원 반응성스퍼터링 방법으로 형성할 수 있다.
이때, 전술한 바와 같이, 상기 고굴절층(122)과 제1저굴절층(121)은 합산으로 10 ~ 100 nm의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
도전층 형성 단계(S430)에서는 제1저굴절층(121) 상에 ITO 또는 FTO로 도전층(130)을 형성한다. 보다 구체적으로, 도전층(130)은 ITO 타겟을 이용한 직류 전원 반응성 스퍼터링 방법으로 형성할 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 예와 같이, 고굴절층(122)을 형성하기 이전에, 투명 필름(110) 상에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질(예를 들어 SiO2)로 제2저굴절층(도 2의123)을 더 형성할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2저굴절층(123)은 40 nm 이하의 두께로 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 표면 경도 향상을 위하여, 투명 필름(110)의 일면 또는 양면에 아크릴계 화합물 등으로 하드코팅층(도 3의 140)을 더 형성할수 있다.
하드코팅층(140)은 고굴절층(122) 등이 형성되지 않은 투명 필름(110)의 일면 또는 양면에 형성될 수 있고, 고굴절층(122) 등이 형성된 상태에서 투명 필름(110)의 하부면에만 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 시인성이 우수한 투명 전도성 필름은 투명 필름과 도전층 사이의 언더코팅층을 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 저굴절층과 굴절률이 1.7 ~ 2.0인 고굴절층으로 형성하되, 고굴절층을 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)로 형성함으로써 우수한 전광선 투과율 및 시인성을 가질 수 있다. 따라서, 필름 외관을 향상시킬 수 있어, 투사형 정전용량 방식의 터치 패널 등에 유용하게 활용될 수 있다.
또한, 언더코팅층을 원재료 확보가 용이한 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiO2)등을 이용한 스퍼터링 공정으로 형성할 수 있어서 투명 전도성 필름 제조 비용을 절감할 수 있다.
<실험예 - 투명도전성 필름의 시인성 평가>
[실시예 1]
아크릴계 하드코팅층을 양면에 형성한 125㎛ 두께 PET 필름의 한 면 위에 실리콘 산질화물을 반응성 스퍼터링 방식으로 성막했다. 이때 반응 가스의 비율은 질소와 산소 각각 60%와 40%로 하여, 굴절률 1.71, 두께는 40㎚였다. 연속하여 반응성 스퍼터링 방식으로 굴절률 1.47인 실리콘 산화물 박막을 20㎚ 두께로 성막하여 제 1굴절층을 형성하고, 그 위에 열처리 후 굴절률이 1.95인 ITO층 20㎚를 성막하여 투명 도전성 필름을 제작하고 시인성 평가를 실시하였다.
[실시예 2]
실시예 1과 동일한 하드코팅된 PET 필름 위에, 질소와 산소 각각 80%와 20%인 반응성 가스를 사용한 두께 35㎚의 고굴절층을 형성하고 나머지 제 1굴절층과 도전층은 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하고 시인성 평가를 실시하였다.
[실시예 3]
실시예 1과 동일한 하드코팅된 PET 필름과 고굴절층 사이에, 반응성 스퍼터링 방식으로 굴절률 1.4인 실리콘 산화물 박막을 20nm 두께로 성막하여 제 2굴절층을 추가로 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하고 시인성 평가를 실시하였다.
[비교예 1]
실시예 1에서 고굴절층을 생략하여 제 1굴절층과 도전층의 이층막 구조로 도전성 필름을 제작하고 시인성 평가를 실시하였다.
[비교예 2]
실시예 1과 동일한 하드코팅된 PET필름의 한면 위에 고굴절층에 실리콘 질화물을 반응성 스퍼터링 방식으로 성막하는 경우를 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하고 시인성 평가를 실시하였다.
[비교예 3]
아크릴계 하드코팅층을 양면에 형성한 125㎛ 두께 PET 필름의 한 면 위에 실리콘 산질화물을 반응성 스퍼터링 방식으로 성막했다. 이때 반응 가스의 비율은 질소와 산소 각각 20%와 80%로 하여, 굴절률 1.71, 두께는 40㎚였다. 연속하여 반응성 스퍼터링 방식으로 굴절률 1.47인 실리콘 산화물 박막을 20㎚ 두께로 성막하여 제 1굴절층을 형성하고, 그 위에 열처리 후 굴절률이 1.95인 ITO층 20㎚를 성막하여 투명 도전성 필름을 제작하고 시인성 평가를 실시하였다.
[비교예 4]
비교예 3과 동일한 하드코팅된 PET 필름 위에, 질소와 산소 각각 40%와 60%인 반응성 가스를 사용한 두께 35㎚의 고굴절층을 형성하고 나머지 제 1굴절층과 도전층은 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하였다.
[비교예 5]
비교예 3과 동일한 하드코팅된 PET 필름 위에, 질소와 산소 각각 50%와 50%인 반응성 가스를 사용한 두께 35㎚의 고굴절층을 형성하고 나머지 제 1굴절층과 도전층은 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하였다.
[비교예 6]
실시예 1과 동일한 하드코팅된 PET 필름과 고굴절층 사이에, 반응성 스퍼터링 방식으로 굴절률 1.4인 실리콘 산질화물 박막을 40nm 두께로 성막하여 제 2굴절층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하였다.
[비교예 7]
실시예 1과 동일한 하드코팅된 PET 필름과 고굴절층 사이에, 반응성 스퍼터링 방식으로 굴절률을 1.5인 실리콘 산화물 박막을 40nm 두께로 성막하여 제 2굴절층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하였다.
[비교예 8]
실시예 1과 동일한 하드코팅된 PET 필름과 고굴절층 사이에, 반응성 스퍼터링 방식으로 굴절률 1.4인 실리콘 산화물 박막을 50nm 두께로 성막하여 제 2굴절층을 형성한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 도전성 필름을 제작하였다.
<실험결과>
하기 표 1은 실시예 및 비교예의 투명 전도성 필름의 전광선 투과율과, ITO층 식각 패턴의 육안 확인 여부를 평가한 결과를 나타낸 것이다.
표 1
제1굴절층 고굴절층 제2굴절층 고굴절층 실시콘산질화물 함량O2 : N2 (%) 전광선 투과율(%) 시인성 평가
실시예1 유 유 무 40 : 60 91.5 O
실시예2 유 유 무 20 : 80 91 O
실시예3 유 유 유 40 : 60 92 O
비교예1 유 무 무 0 : 0 87.5 X
비교예2 유 유 무 0 : 100 87 X
비교예3 유 유 무 80 : 20 89 Δ
비교예4 유 유 무 60 : 40 89 Δ
비교예5 유 유 무 50 : 50 90 Δ
비교예6 유 유 유 40 : 60 88 X
비교예7 유 유 유 40 : 60 88.5 X
비교예8 유 유 유 40 : 60 88 X
유 : 층이 존재함, 무 : 층이 존재하지 않음
O : 시인성 우수, Δ : 시인성 보통, X : 시인성 미흡
실시예 1의 경우 150℃ 온도에서 1시간 열처리 한 상기 도전성 필름의 도전층만 일부 에칭하여 패턴을 만들고 패턴 시인성을 육안으로 평가한 결과, 육안으로 패턴 여부를 식별하기 어려운 수준임을 확인하였고, 실시예 2 또한 실시예 1과 동등한 수준의 외관 평가 결과를 얻었다.
아울러, 상기 표 1을 참조하면, 언더코팅층의 고굴절층으로 실리콘 산질화물을 적용한 경우 시인성이 우수 하였으며, 특히, 질소 분율이 산소 분율보다 더 높은 경우 전광선 투과율이 대략 2% 정도 향상되었는 바, 시인성 개선 효과가 큰 것을 알 수 있다.
특히 제 2굴절층이 부과된 실시예3의 경우는 실시예1 및 2 보다 육안으로 패턴 여부를 더욱 식별하기 어려웠는바, 일정요건의 제 2굴절층을 추가함으로써 투명 전도성 필름의 시인성이 우수함을 확인하였다.
반면, 비교예 1과 같이 도전성 필름을 제작하여 외관 평가를 실시한 결과, ITO 패턴이 육안으로 확실하게 구분 가능했다. 또한 비교예 2를 통하여, 실리콘 산질화물이 아닌 실리콘 질화물로 고굴절층을 형성할 경우, 전광선 투과율이 낮아지는 문제점을 발견할 수 있었다.
비교예 3 내지 5는 실시예 1 내지 2와 상이하게 전광선 투과율이 저하되어 시인성이 보통으로 측정되었는바, 실리콘 산질화물에 있어서 질소의 분압이 산소의 분압보다 높거나, 실리콘 산질화물에서 질소의 몰 비율이 높을수록 전광선 투과율 및 시인성 향상에 더 바람직함을 확인하였다.
또한 비교예 6 내지 8과 같이 제 2 굴절층을 포함하는 경우라도, 실리콘 산화물로 형성되지 않거나, 일정한 굴절률 및 일정한 두께의 범위를 벗어난 경우라면 도전성 필름의 외관 평가에 있어서, ITO 패턴이 육안으로 확실하게 구분 가능하였고, 시인성이 미흡함을 알 수 있었다.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였으나, 이는 예시적인 것에불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 이하에 기재되는 특허청구범위에 의해서 판단되어야 할 것이다.

Claims (17)

  1. 투명 필름;
    상기 투명 필름 상에 형성되는 언더코팅층; 및
    상기 언더코팅층 상에 형성되는 도전층;을 포함하고,
    상기 언더코팅층은 상기 도전층 하부에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 형성되는 제1저굴절층과, 상기 제1저굴절층과 상기 투명 필름 사이에 굴절률이 1.7 ~ 2.0인 실리콘 산질화물(Silicon Oxynitride)로 형성되는 고굴절층을 구비하는 것을특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 실리콘 산질화물은 질소의 몰 비율이 산소의 몰 비율보다 더 큰 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1저굴절층은 실리콘 산화물(SiO2)로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 언더코팅층은 10 ~ 100 nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 언더코팅층은 상기 고굴절층과 상기 투명 필름 사이에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 형성되는 제2저굴절층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2저굴절층은 1 ~ 40 nm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명전도성 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 필름은 PET(polyethylene terephthalate), PEN(polyethylene naphthalate), PES(polyethersulfone), PC(Poly carbonate), PP(poly propylene) 및 노보르넨계 수지 중 1종 이상으로 이루어진 단일 또는 적층 필름인 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 FTO(Fluorine-doped Tin Oxide)로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 투명 전도성 필름은 상기 투명 필름의 일면 또는 양면에 형성되는 하드코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름.
  10. 투명 필름 상에 굴절률이 1.7 ~ 2.0 사이의 실리콘 산질화물로 고굴절층을 형성하는 단계;
    상기 고굴절층 상에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 제1저굴절층을 형성하는단계;
    상기 제1저굴절층 상에 도전층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 고굴절층 및 상기 제1저굴절층은 스퍼터링 또는 이온 플레이팅 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 고굴절층은 실리콘 타겟(Si target)을 이용하고 반응 가스로 산소(O2) 및 질소(N2)를 이용하는 직류 전원 반응성 스퍼터링 방법으로 형성하되,
    상기 질소의 분압이 상기 산소의 분압보다 높은 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 제1저굴절층은 SiO2 타겟을 이용한 직류 전원 반응성 스퍼터링 방법으로 형성하는것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 고굴절층과 제1저굴절층은 합산으로 10 ~ 100 nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  14. 제10항에 있어서,
    상기 고굴절층을 형성하기 이전에, 상기 투명 필름 상에 굴절률이 1.4 ~ 1.46인 물질로 제2저굴절층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제2저굴절층은 1 ~ 40 nm의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  16. 제10항에 있어서,
    상기 도전층은 ITO 타겟을 이용한 직류 전원 반응성 스퍼터링 방법으로 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
  17. 제10항에 있어서,
    상기 투명 필름의 일면 또는 양면에 하드코팅층을 더 형성하는 것을 특징으로 하는 투명 전도성 필름 제조 방법.
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