KR101894035B1 - 다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 투명 전극 필름 - Google Patents

다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 투명 전극 필름 Download PDF

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Abstract

실시예는 다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함함으로써 컬 발생이 방지된 투명 전극 필름에 관한 것으로서, 상기 다층 필름은 기재필름의 위치별 열수축률과 보호필름의 위치별 열수축률이 서로 대응되는 위치에서 일정한 차이를 갖는다. 또한, 상기 투명 전극 필름은 ITO 증착 및 결정화 후에도 종방향, 횡방향 및 트위스트(경사 방향) 컬을 갖지 않는다.

Description

다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 투명 전극 필름{MULTILAYER FILM, PREPARATION METHOD THEREOF AND TRANSPARENT ELECTRODE FILM}
실시예는 다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함함으로써 컬(curl) 발생이 방지된 투명 전극 필름에 관한 것이다.
터치 패널(touch panel)용 전극 필름은 기재필름 위에 인듐주석산화물(ITO) 층, 은 나노와이어층, 또는 금속 메쉬층 등이 적층된 구조를 갖는다.
ITO층을 포함하는 ITO 필름은 일반적으로 ITO층/고굴절률층/제1 하드코팅층/기재필름/제2 하드코팅층/점착층/보호필름의 구조를 갖는다. 이와 같은 ITO 필름을 제조하기 위해서는, 먼저 기재필름의 일면에 제2 하드코팅층을 코팅하고, 보호필름의 일면에 점착층을 코팅한 후 제2 하드코팅층과 점착층이 접하도록 합지하여 적층체를 제조한다. 이어, 기재필름의 타면에 제1 하드코팅층 및 고굴절률층을 순차적으로 코팅한 후, 고굴절률층의 타면에 ITO층을 증착시키고 150 내지 160 ℃의 오븐에서 어닐링(annealing)하여 ITO의 결정화 공정을 수행하였다. 그러나, 상기 합지에 의해 적층체를 제조한 후 하드코팅층 코팅시, 또는 하드코팅층 코팅 후 ITO층 증착 및 결정화시, 기재필름과 보호필름 사이의 열수축률 편차로 인하여 ITO 필름에 컬이 발생하는 문제가 있었다. 특히, 트위스트(twist) 컬(경사 방향의 컬)이 발생한 경우에는 ITO 필름으로의 적용이 불가능하였다.
이에, 기재필름의 컬 발생을 억제하고 표면결함을 방지하고자, 대한민국 등록특허 제 10-1051226 호는 기재필름의 일면에 하드코팅층을 형성하기에 앞서, 기재필름의 일면에 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 유래 경화수지를 포함하는 경화수지층을 형성하여 광학용 필름을 제조하는 방법을 개시하고 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1051226 호
그러나, 상기 등록특허의 광학용 필름은 기재필름과 보호필름의 열수축률 편차에 의한 컬의 발생을 완전히 방지할 수 없었다.
따라서, 실시예는 기재필름의 위치별 열수축률과 보호필름의 위치별 열수축률이 서로 대응되는 위치에서 일정한 차이를 갖는 다층 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함함으로써 컬 발생이 방지된 투명 전극 필름을 제공하고자 한다.
일 실시예에 따르면, 기재필름, 하드코팅층, 점착층 및 보호필름을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 다층 필름으로서,
상기 기재필름 및 보호필름이 각각 폴리에스테르 수지를 포함하며, 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는, 다층 필름이 제공된다.
다른 실시예에 따르면, 인듐주석산화물(ITO)층, 고굴절률층 및 상술한 바와 같은 다층 필름을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는, 투명 전극 필름이 제공된다.
또 다른 실시예에 따르면, (a) 코팅에 의해서 기재필름의 일면에 하드코팅층을 형성하는 단계;
(b) 코팅에 의해서 보호필름의 일면에 점착층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 하드코팅층과 상기 점착층이 접하도록 합지하여 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 기재필름 및 보호필름이 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는, 다층 필름의 제조방법이 제공된다.
상기 다층 필름은 구성층인 기재필름과 보호필름 간에 서로 대응되는 위치에서 일정한 열수축률의 차이를 가짐으로써, 투명 전극 필름의 제조를 위해 추가로 하드코팅층이 코팅되거나 또는 하드코팅층 코팅 후 ITO 층이 증착되고 결정화될 경우에도 종방향, 횡방향 및 트위스트(경사 방향) 컬을 발생시키지 않아 투명 전극 필름의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1 및 2는 일례에 따른 다층 필름의 모식도이다.
도 3 및 4는 일례에 따른 투명 전극 필름의 모식도이다.
도 5는 롤 상으로 제조된 기재필름 및 보호필름을 4등분으로 절단하는 일례를 모식적으로 나타낸 것이다.
실시예의 설명에 있어서, 각 필름, 막, 패널, 또는 층 등이 각 필름, 막, 패널, 또는 층 등의 "상(on)" 또는 "하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상(on)"과 "하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 구성요소를 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 구성요소의 상/하에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서의 각 구성요소들의 크기는 설명을 위하여 과장될 수 있으며, 실제로 적용되는 크기를 의미하는 것은 아니다.
실시예의 다층 필름은 기재필름, 하드코팅층, 점착층 및 보호필름을 순차적으로 적층된 형태로 포함하며, 상기 기재필름 및 보호필름은 각각 폴리에스테르 수지를 포함하며, 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는다. 상기 기재필름 및 보호필름은 종방향의 45 °방향 및 횡방향의 45 °방향(종방향의 135 °방향) 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 가질 수 있다. 즉, 기재필름의 전체적인 열수축률과 보호필름의 전체적인 열수축률 차이가 0.05 내지 0.15% 일 때, 종방향, 횡방향, 경사방향을 비롯한 각 위치별 열수축률 차이가 일정하여, 투명 전극 필름의 제조를 위해 추가로 하드코팅층이 코팅되거나 또는 하드코팅층 코팅 후 ITO층이 증착되고 결정화될 경우에도 컬을 발생시키지 않는다.
다층 필름
도 1을 참조하면, 일례에 따른 다층 필름(100)은 기재필름(110), 하드코팅층(120), 점착층(130) 및 보호필름(140)이 순차적으로 적층된 구조를 포함한다.
도 2를 참조하면, 다른 예에 따른 다층 필름(100')은 하드코팅층(210), 기재필름(110), 하드코팅층(120), 점착층(130) 및 보호필름(140)이 순차적으로 적층된 구조를 포함한다.
상기 기재필름(110)은 폴리에스테르 수지를 포함한다. 구체적으로, 상기 폴리에스테르 수지는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 수지, 폴리부틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지 및 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 수지로 이루어진 군 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지를 포함할 수 있다.
상기 기재필름은 20 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로 50 내지 150 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 기재필름은 기계적 강도 또는 광학적 기능을 높이기 위해 필요에 따라 필름에 1축 연신 또는 2축 연신된 것일 수 있다.
상기 기재필름은 0.3 내지 0.6 %의 종방향 열수축률 및 -0.15 내지 0.20 %의 횡방향 열수축률을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 기재필름은 0.3 내지 0.5 %의 종방향 열수축률 및 0 내지 0.1 %의 횡방향 열수축률을 가질 수 있다.
상기 기재필름은 0.05 내지 0.40 %의 종방향의 45 °방향 열수축률 및 0.05 내지 0.40 %의 횡방향의 45 °방향 열수축률을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 기재필름은 0.07 내지 0.35 %의 종방향의 45 °방향 열수축률 및 0.07 내지 0.35 %의 횡방향의 45 °방향 열수축률을 가질 수 있다.
상기 하드코팅층(120, 210)은 기재필름의 일면 또는 양면에 형성되어, 필름 표면의 올리고머 용출을 방지하고 필름의 내열성 및 광학적 특성을 향상시킨다.
상기 하드코팅층은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지 등을 포함할 수 있으며, 구체적으로, 표면 경도를 높여 높은 하드코팅성을 발휘할 수 있도록 전리방사선(자외선 또는 전자선) 경화성 수지를 포함할 수 있다.
상기 열가소성 수지 및 열경화성 수지는 폴리에스테르계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴 우레탄계 수지, 폴리에스테르 아크릴레이트계 수지, 폴리우레탄 아크릴레이트계 수지, 에폭시 아크릴레이트계 수지, 우레탄계 수지, 에폭시계 수지, 폴리카보네이트계 수지, 셀룰로오스계 수지, 아세탈계 수지, 폴리에틸렌계 수지, 폴리스티렌계 수지, 폴리아미드계 수지, 폴리이미드계 수지, 멜라민계 수지, 페놀계 수지, 실리콘계 수지 및 이의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 전리방사선 경화성 수지는 전리방사선의 조사에 의해 가교 및 경화되는 광중합성 프리폴리머일 수 있으며, 상기 광중합성 프리폴리머는 양이온 중합형 또는 라디칼 중합형 광중합성 프리폴리머일 수 있다. 상기 양이온 중합형 광중합성 프리폴리머는 에폭시계 수지 또는 비닐 에스테르계 수지 등을 들 수 있다. 상기 에폭시계 수지는 비스페놀계 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 지방족 에폭시 수지 및 이의 혼합물 등을 들 수 있다. 상기 라디칼 중합형 광중합성 프리폴리머는 아크릴계 프리폴리머(경질 프리폴리머)일 수 있다. 상기 아크릴계 프리폴리머는 1 분자 중 2 개 이상의 아크릴로일기를 갖고, 가교 경화를 통해 3 차원 망목 구조를 포함하여 하드코팅성의 관점에서 바람직하다. 상기 아크릴계 프리폴리머는 우레탄 아크릴레이트계 프리폴리머, 폴리에스테르 아크릴레이트계 프리폴리머, 에폭시 아크릴레이트계 프리폴리머, 멜라민 아크릴레이트계 프리폴리머, 폴리플루오로알킬 아크릴레이트계 프리폴리머, 실리콘 아크릴레이트계 프리폴리머 및 이의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 하드코팅층은 가교 경화성의 향상 또는 경화 수축의 조정 등 각종 성능을 부여하기 위해, 광중합성 모노머를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광중합성 모노머는 단관능 (메트)아크릴 모노머(예: 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 부톡시에틸(메트)아크릴레이트 등), 2관능 (메트)아크릴 모노머(예: 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 히드록시피발산에스테르네오펜틸글리콜디(메트)아크릴레이트 등), 3관능 이상의 다관능 (메트)아크릴 모노머(예: 디펜타에리스리톨헥사(메트)아크릴레이트, 트리메틸프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메트)아크릴레이트 등)일 수 있다. 이들 광중합성 모노머는 단독 또는 2 종 이상을 조합해서 사용할 수 있다.
상기 하드코팅층을 자외선 조사에 의해 경화시켜서 형성하는 경우, 하드코팅층은 전술한 광중합성 프리폴리머 및 광중합성 모노머 외에 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광중합 개시제는 자외선 경화 수지의 경화에 범용으로 쓰이는 통상적인 개시제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 광중합 개시제는 옥심에스터계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 벤조일계, 크산톤계, 트리아진계, 할로메틸옥사디아졸계, 로핀다이머류 등의 광개시제를 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 하드코팅층은 10 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 하드코팅층은 0.1 내지 10 ㎛, 0.5 내지 5 ㎛, 또는 1 내지 2 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 점착층(130)은 통상적인 점착제 수지를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 점착제 수지는 아크릴 단량체 및 카복실기 함유 불포화 단량체 중에서 선택된 1종 이상이 중합되어 형성될 수 있다. 상기 아크릴 단량체의 구체적인 예로는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 메틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)메틸에테르(메트)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메트)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메트)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메트)아크릴레이트, 이소보닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트 및 그 혼합물을 들 수 있고, 구체적으로, 메틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트 및 그 혼합물을 들 수 있다. 상기 카복실기 함유 불포화 단량체의 구체적인 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메트)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메트)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메트)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산, 말레산 무수물 및 그 혼합물을 들 수 있고, 구체적으로, 메타크릴산, 아크릴산 및 그 혼합물을 들 수 있다.
상기 점착층은 5 내지 20 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 점착층은 7 내지 18 ㎛, 8 내지 15 ㎛, 또는 8 내지 12 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 보호필름(140)은 폴리에스테르 수지를 포함한다. 상기 보호필름을 구성하는 폴리에스테르 수지는 상기 기재필름을 구성하는 폴리에스테르 수지에서 설명한 바와 같다.
상기 보호필름은 20 내지 500 ㎛의 두께를 가질 수 있으며, 구체적으로 50 내지 150 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
상기 보호필름은 기계적 강도 또는 광학적 기능을 높이기 위해 필요에 따라 필름에 1축 연신 또는 2축 연신된 것일 수 있다.
상기 보호필름은 0.4 내지 0.7 %의 종방향 열수축률 및 -0.05 내지 0.30 %의 횡방향 열수축률을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름은 0.5 내지 0.7 %의 종방향 열수축률 및 0 내지 0.2 %의 횡방향 열수축률을 가질 수 있다.
상기 보호필름은 0.10 내지 0.45 %의 종방향의 45 °방향 열수축률 및 0.10 내지 0.45 %의 횡방향의 45 °방향 열수축률을 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름은 0.10 내지 0.35 %의 종방향의 45 °방향 열수축률 및 0.10 내지 0.35 %의 횡방향의 45 °방향 열수축률을 가질 수 있다.
상기 기재필름과 상기 보호필름의 열수축율 차이는 0.05 내지 0.15 % 범위 이내이어야 한다. 구체적으로, 상기 기재 필름과 상기 보호 필름의 열수축율 차이는 종방향으로 약 0.05 내지 0.15 %, 횡방향으로 약 0.05 내지 0.15 %, 종방향의 45 °방향으로 약 0.05 내지 0.15 %, 횡방향의 45 °방향으로 약 0.05 내지 0.15 %일 수 있다.
상기 다층 필름은 상기 기재필름의 타면에 하드코팅층을 더 포함하여 기재필름의 양면에 하드코팅층을 포함할 경우에도 편평한 바닥을 기준으로 측정시 10 mm 이하의 가장자리 들뜸을 가질 수 있다.
상기 다층 필름은 터치 패널용 전극 필름의 제조에 사용될 수 있다.
투명 전극 필름
도 3을 참조하면, 일례에 따른 투명 전극 필름(300)은 인듐주석산화물(ITO)층(310), 고굴절률층(320), 기재필름(110), 하드코팅층(120), 점착층(130) 및 보호필름(140)이 순차적으로 적층된 구조를 포함한다.
도 4를 참조하면, 다른 예에 따른 투명 전극 필름(300')은 인듐주석산화물(ITO)층(310), 고굴절률층(320), 하드코팅층(210), 기재필름(110), 하드코팅층(120), 점착층(130) 및 보호필름(140)이 순차적으로 적층된 구조를 포함한다.
상기 기재필름, 하드코팅층, 점착층 및 보호필름 각각은 상기 다층 필름의 구성에서 설명한 바와 같다.
상기 인듐주석산화물(ITO)층(310)은 전도성을 부여하는 역할을 수행한다.
상기 ITO층은 주석산화물을 2 내지 15 중량%로 포함할 수 있다. 주석산화물의 함량이 상기 범위 내일 때, 투명성이 보다 우수하고 터치스크린 패널의 센서층에 보다 적합한 면저항을 얻을 수 있다.
상기 ITO층은 결정화도를 높이기 위해 열처리된 것일 수 있다.
상기 ITO층은 10 내지 60 nm의 두께를 가질 수 있고, 구체적으로 20 내지 45 nm의 두께를 가질 수 있다. ITO층의 두께가 상기 범위일 때 광학 투과율이 보다 우수할 수 있다. 또는 사용목적에 따라 두께를 조정하여 면저항을 변화시킬 수 있다.
상기 고굴절률층(320)은 굴절률을 조절하여 필름의 반사도를 낮추고 투과도를 높이는 역할을 한다.
상기 고굴절률층은 550 nm 파장에 대한 굴절률이 -1.6 내지 1.7일 수 있다.
상기 고굴절률층은 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지 등의 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 수지를 포함할 수 있다. 상기 열가소성 수지, 열경화성 수지, 전리방사선 경화성 수지는 다층 필름에서 설명한 바와 같다.
상기 고굴절률층은 60 내지 90 nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 투명 전극 필름은 ITO층과 고굴절률층 사이에 SiOx층을 더 포함할 수 있다.
상기 SiOx층은 필름의 굴절률을 조절하여 반사도를 낮추고 투과도를 높이는 역할을 하며, 예를 들어, SiO2, SiO4 등의 무기 입자를 증착시킨 것일 수 있다.
상기 SiOx층은 15 내지 20 nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 투명 전극 필름은 편평한 바닥을 기준으로 측정시 10 mm 이하의 가장자리 들뜸을 가질 수 있다.
다층 필름의 제조방법
일 실시예에 따른 다층 필름의 제조방법은
(a) 코팅에 의해서 기재필름의 일면에 하드코팅층을 형성하는 단계;
(b) 코팅에 의해서 보호필름의 일면에 점착층을 형성하는 단계; 및
(c) 상기 하드코팅층과 상기 점착층이 접하도록 합지하여 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 기재필름 및 보호필름이 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는다.
단계 (a)
본 단계는 코팅에 의해서 기재필름의 일면에 하드코팅층을 형성하는 단계이다.
상기 기재필름 상에 하드코팅층 수지 조성물을 코팅한 후 가열 건조하고, 필요에 따라 경화시킴으로써 하드코팅층을 형성시킬 수 있다. 상기 코팅은 하드코팅층 수지 조성물을 기재필름 상에 스핀 또는 슬릿 코팅법, 롤 코팅법(롤-투-롤 코팅법), 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여, 원하는 코팅 두께로 수행될 수 있다. 상기 코팅 후에는 100 내지 150 ℃의 온도에서 10 초 이상, 구체적으로 1 내지 2 분 동안 가열하여 용매를 제거하고 건조시킬 수 있다. 이때, 기재필름에 걸리는 장력을 5 내지 25 kgf, 구체적으로 10 내지 20 kgf 범위에서 제어하여 기재필름의 열수축률을 조정할 수 있다.
즉, 기재필름에 100 내지 150 ℃에서 10 초 이상 5 내지 25 kgf의 장력을 가해 기재필름의 열수축률을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 기재필름에 100 내지 150 ℃에서 1 내지 2 분 동안 10 내지 20 kgf의 장력을 가해 기재필름의 열수축률을 제어할 수 있다. 상기 기재필름의 제어된 열수축률은 상기 다층 필름에서 설명한 바와 같다.
단계 (b)
본 단계는 코팅에 의해서 보호필름의 일면에 점착층을 형성하는 단계이다.
상기 보호필름 상에 점착층 조성물을 코팅한 후 가열 건조하고, 필요에 따라 경화시킴으로써 점착층을 형성시킬 수 있다. 상기 코팅은 점착층 조성물을 보호필름 상에 스핀 또는 슬릿 코팅법, 롤 코팅법(롤-투-롤 코팅법), 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여, 원하는 코팅 두께로 수행될 수 있다. 상기 코팅 후에는 100 내지 150 ℃의 온도에서 10 초 이상, 구체적으로 1 내지 2 분 동안 가열하여 용매를 제거하고 건조시킬 수 있다. 이때, 보호필름에 걸리는 장력을 5 내지 25 kgf, 구체적으로 10 내지 20 kgf 범위에서 제어하여 보호필름의 열수축률을 조정할 수 있다.
즉, 보호필름에 100 내지 150 ℃에서 10 초 이상 5 내지 25 kgf의 장력을 가해 보호필름의 열수축률을 제어할 수 있다. 구체적으로, 상기 보호필름에 100 내지 150 ℃에서 1 내지 2 분 동안 10 내지 20 kgf의 장력을 가해 보호필름의 열수축률을 제어할 수 있다. 상기 보호필름의 제어된 열수축률은 상기 다층 필름에서 설명한 바와 같다.
상기 기재필름 및 보호필름은 각각 장폭의 롤 상으로 제조된 것을 절단한 것일 수 있다. 구체적으로, 상기 기재필름 및 보호필름은 각각 다층 필름의 폭의 2 이상의 정수 배이면서 서로 동일한 폭의 롤 상으로 제조된 후 다층 필름과 동일한 폭으로 등분되도록 절단된 것이고, 상기 롤 상일 때 서로 대응되는 부위의 것일 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 기재필름 및 보호필름은 각각 다층 필름의 폭의 4배이면서 서로 동일한 폭의 롤 상으로 제조된 후 4 등분되도록 절단된 것으로서, 상기 롤 상일 때 서로 대응되는 부위의 것일 수 있다.
본원에서 서로 대응되는 부위라 함은, 동일한 폭의 롤 상으로 제조한 후 롤로부터 필름이 풀리는 방향으로 두었을 때 서로 겹쳐지는 동일한 부위를 지칭하며, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 순서대로 #1, #2, #3, #4로 번호를 매겼을 때, 예를 들면, 기재필름이 #1일 경우 보호필름도 #1일 수 있으며, 기재필름이 #2일 경우 보호필름도 #2일 수 있고, 기재필름이 #3일 경우 보호필름도 #3일 수 있으며, 기재필름이 #4일 경우 보호필름도 #4일 수 있다.
단계 (c)
본 단계는 상기 하드코팅층과 상기 점착층이 접하도록 합지하여 다층 필름을 제조하는 단계이다.
상기 합지는 롤 상일 때의 기재필름과 보호필름의 서로 대응되는 위치가 맞닿도록 하드코팅층과 점착층을 합지하는 것일 수 있다. 예를 들어, 도 5를 참조하면, 서로 대응되는 위치가 맞닿도록 합지하는 것은 기재필름이 #1이고 보호필름이 #1일 경우, 기재필름의 #1과 #2 사이의 절단면(i)과 보호필름의 #1과 #2 사이의 절단면(i)이 맞닿도록 합지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 상기 제조방법은 단계 (c)에서 얻어진 다층 필름의 기재필름의 타면에 코팅에 의해 하드코팅층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 하드코팅층 형성 단계는 단계 (a)에서 설명한 바와 같다.
다른 실시예에 따른 다층 필름의 제조방법은
(1) 일면에 하드코팅층을 포함하는 제1 필름 롤을 절단하여 기재필름을 제조하는 단계;
(2) 일면에 점착층을 포함하고 상기 제1 필름 롤과 동일한 폭을 갖는 제2 필름 롤을 절단하여 보호필름을 제조하는 단계; 및
(3) 상기 기재필름의 하드코팅층과 상기 보호필름의 점착층을 합지하여 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하고,
상기 기재필름 및 보호필름이 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 가지고, 상기 제1 필름 롤에서의 기재필름의 부위와 상기 제2 필름 롤에서의 보호필름의 부위가 서로 대응된다.
상기 단계 (1)의 하드코팅층은 상기 단계 (a)에서 설명한 바와 같은 방법 및 하드코팅층 수지 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 단계 (2)의 점착층은 상기 단계 (b)에서 설명한 바와 같은 방법 및 점착층 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
상기 제1 필름 롤 및 제2 필름 롤은 각각 장폭의 롤일 수 있다. 또한, 제1 필름 롤과 제2 필름 롤은 서로 동일한 폭을 갖는다.
상기 제1 필름 롤에서의 기재필름의 부위와 상기 제2 필름 롤에서의 보호필름의 부위가 서로 대응된다. 도 5를 참조하면, 상기 기재필름 및 보호필름은 각각 다층 필름의 폭의 4배이면서 서로 동일한 폭의 제1 필름 롤 및 제2 필름 롤로 제조된 후 4 등분되도록 절단된 것으로서, 상기 롤 상일 때 서로 대응되는 부위의 것이다.
본원에서 서로 대응되는 부위라 함은, 동일한 폭의 롤 상으로 제조한 후 롤로부터 필름이 풀리는 방향으로 두었을 때 서로 겹쳐지는 동일한 부위를 지칭하며, 도 5에서 볼 수 있는 바와 같이, 순서대로 #1, #2, #3, #4로 번호를 매겼을 때, 예를 들면, 기재필름이 #1일 경우 보호필름도 #1일 수 있으며, 기재필름이 #2일 경우 보호필름도 #2일 수 있고, 기재필름이 #3일 경우 보호필름도 #3일 수 있으며, 기재필름이 #4일 경우 보호필름도 #4일 수 있다.
상기 단계 (3)의 합지는 상기 단계 (c)에서 설명한 바와 같은 방법으로 수행할 수 있다.
서로 대응되는 부위의 기재필름과 보호필름이 서로 합지되어, 상기 다층 필름을 형성하기 때문에, 상기 다층 필름은 구성층인 기재필름과 보호필름 간에 서로 대응되는 위치에서 일정한 열수축률의 차이를 가진다. 즉, 상기 기재필름과 상기 보호필름이 서로 합지되었을 때, 서로 마주보는 부위에서 일정한 열수축률 차이를 가질 수 있다. 이에 따라서, 투명 전극 필름의 제조를 위해 추가로 하드코팅층이 코팅되거나 또는 하드코팅층 코팅 후 ITO 층이 증착되고 결정화될 경우에도 종방향, 횡방향 및 트위스트(경사 방향) 컬을 발생시키지 않아 투명 전극 필름의 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 즉, 실시예에 따른 다층 필름은 상기 기재필름과 상기 보호필름의 부위별 열수축률 불균일을 해소하고, 열수축률 불균일에 의해서 발생될 수 있는 불량을 방지할 수 있다.
이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 ]
제조예 1. 기재필름
5,600 mm의 폭 및 50 ㎛ 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 롤(SKC(주) 제품, 열수축률 평균: 종방향(MD) 0.82 %, 종?향의 45°방향 0.53 %, 횡방향(TD) 0.27 %, 종방향의 135°방향 0.52 %)을 동일한 폭으로 4 등분하였다(기재필름 #1, #2, #3, #4). 이어, 절단된 PET 필름 각각에 롤 코팅법(롤-투-롤 코팅법)으로 하드코팅층 수지 조성물(제조사: SKC(주), 제품명: AD01)을 코팅한 후 120 ℃의 건조기(dryer)를 90 초 동안 통과시켰으며, 이때 기재필름에 걸리는 장력을 10 내지 20 kgf 범위에서 제어하여 기재필름의 열수축률을 조정하였다. 형성된 하드코팅층의 두께는 1 ㎛이었으며, 조정된 기재필름의 열수축률은 하기 표 1에 나타내었다.
제조예 2. 보호필름
5,600 mm의 폭 및 125 ㎛ 두께를 갖는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 롤(SKC(주) 제품, 열수축률 평균: 종방향(MD) 0.82 %, 종?향의 45°방향 0.53 %, 횡방향(TD) 0.27 %, 종방향의 135°방향 0.52 %)을 동일한 폭으로 4 등분하였다(보호필름 #1, #2, #3, #4). 이어, 절단된 PET 필름 각각에 롤 코팅법(롤-투-롤 코팅법)으로 점착층 수지 조성물(제조사: SKC(주), 제품명: AD03)을 코팅한 후 120 ℃의 건조기(dryer)를 90 초 동안 통과시켰으며, 이때 보호필름에 걸리는 장력을 10 내지 20 kgf 범위에서 제어하여 보호필름의 열수축률을 조정하였다. 형성된 점착층의 두께는 10 ㎛이었으며, 조정된 보호필름의 열수축률은 하기 표 1에 나타내었다.
제조예 3.
보호필름 #1을 이용하여, 보호필름에 걸리는 장력을 10 내지 20 kgf 범위에서 제어하여 보호필름의 열수축률을 하기 표 1에 기재된 값으로 조정한 것을 제외하고는, 제조예 2와 동일한 방법으로 보호필름 #1-a를 제조하였다.
제조예 4.
보호필름 #1을 이용하되, 보호필름에 장력을 가하여 열수축률을 제어하는 공정을 수행하지 않은 것을 제외하고는, 제조예 2와 동일한 방법으로 보호필름 #1-b를 제조하였다.
기재필름 기재필름 열수축률(%)
(MD/45°/TD/135°)		 보호필름 보호필름 열수축률(%)
(MD/45°/TD/135°)
제조예 1 #1 0.44 / 0.27 / 0.02 / 0.18 제조예 2 #1 0.55 / 0.34 / 0.07 / 0.24
#2 0.42 / 0.22 / 0.06 / 0.21 #2 0.56 / 0.28 / 0.15 / 0.26
#3 0.42 / 0.23 / 0.06 / 0.19 #3 0.54 / 0.29 / 0.13 / 0.25
#4 0.44 / 0.12 / 0.02 / 0.25 #4 0.54 / 0.17 / 0.10 / 0.30
- - - 제조예 3 #1-a 0.65 / 0.42 / 0.15 / 0.32
- - - 제조예 4 #1-b 0.82 / 0.57 / 0.27 / 0.47
참고예 . 열수축률 측정
필름을 300 mm × 300 mm (가로 × 세로)로 절단한 후 편평한 바닥을 기준으로 필름의 사면의 길이를 0.1 mm 단위까지 수축 전 길이를 측정하였다. 이후 상기 필름을 150 ℃의 컨벡션 오븐(Convection Oven)에서 30 분 동안 열처리한 후 상술한 바와 같은 방법으로 필름의 사면의 길이를 측정하여 수축 후 길이를 측정하였다. 하기 수학식 1을 이용하여 열수축률(%)을 계산하였다.
[수학식 1]
(수축 전 길이- 수축 후 길이)/(수축 전 길이)×100
실시예 1.
제조예 1에서 얻은 하드코팅층이 형성된 기재필름 #1 및 제조예 2에서 얻은 점착층이 형성된 보호필름 #1을 사용하였다. 기재필름과 보호필름의 서로 대응되는 위치가 맞닿도록 상기 점착층과 하드코팅층을 직접 합지하였다. 기재필름의 타면에 제조예 1과 동일한 방법으로 두께 1 ㎛의 하드코팅층을 형성하여 다층 필름을 제조하였다.
실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 4.
하기 표 2에서 기재된 조합으로 기재필름 및 보호필름을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 필름을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 다층 필름을 대상으로 하기 기재된 바에 따라 물성을 측정하였으며, 측정 결과는 하기 표 2에 나타냈다.
(1) 컬 발생
편평한 바닥을 기준으로 다층 필름의 가장자리의 들뜸을 측정하여, 들뜸이 10 mm 이하일 경우 컬 발생 없음으로 평가하였으며, 들뜸이 10 mm를 초과할 경우 컬 발생으로 평가하였다. 컬 발생이 10 mm 이하일 때에는 ITO 층을 포함하는 투명 전극 필름으로 적용 가능하나, 트위스트 컬 발생시에는 투명 전극 필름으로 적용이 불가하다.
　 기재필름 보호필름 열수축률 차이(%)
(MD/45°/TD/135°)		 컬 발생 비고
(적용가능성)
실시예 1 #1 #1 0.11 / 0.07 / 0.05 / 0.06 없음 적용가능
실시예 2 #2 #2 0.14 / 0.06 / 0.09 / 0.05 없음 적용가능
실시예 3 #3 #3 0.12 / 0.06 / 0.07 / 0.05 없음 적용가능
실시예 4 #4 #4 0.10 / 0.05 / 0.08 / 0.05 없음 적용가능
비교예 1 #1 #4 0.10 / -0.10 / 0.08 / 0.12 발생 트위스트(Twist) 컬 발생,
적용 불가
비교예 2 #4 #1 0.11 / 0.22 / 0.05 / -0.01 발생 트위스트(Twist) 컬 발생,
적용 불가
비교예 3 #1 #1-a 0.21 / 0.15 / 0.13 / 0.14 발생 10 mm 이하의 컬 발생,
적용 가능
비교예 4 #1 #1-b 0.42 / 0.36 / 0.2 / 0.25 발생 10 mm 초과의 컬 발생,
적용불가
표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 다층 필름은 비교예 1 내지 4와 비교해볼 때, 종방향, 횡방향 및 트위스트 컬이 전혀 발생하지 않았다. 따라서, 실시예 1 내지 4의 다층 필름은 추가로 ITO층을 증착시키고 결정화시킬 경우에도 컬을 발생시키지 않을 것으로 예상되어, ITO 필름의 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
100, 100': 다층 필름 110: 기재필름
120, 210: 하드코팅층 130: 점착층
140: 보호필름 300, 300': 투명 전극 필름
310: 인듐주석산화물(ITO)층 320: 고굴절률층

Claims (19)

  1. 기재필름, 하드코팅층, 점착층 및 보호필름을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는 다층 필름으로서,
    상기 기재필름 및 보호필름이 각각 폴리에스테르 수지를 포함하며, 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 상기 보호필름의 열수축률이 상기 기재필름의 열수축률보다 크고, 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는, 다층 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름 및 보호필름이 종방향의 45 °방향 및 횡방향의 45 °방향 각각에 대해서 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는, 다층 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다층 필름이 상기 기재필름의 타면에 하드코팅층을 더 포함하는, 다층 필름.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 다층 필름이 편평한 바닥을 기준으로 측정시 10 mm 이하의 가장자리 들뜸을 갖는, 다층 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 기재필름이 0.3 내지 0.6 %의 종방향 열수축률 및 -0.15 내지 0.20 %의 횡방향 열수축률을 갖는, 다층 필름.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 기재필름이 0.05 내지 0.40 %의 종방향의 45 °방향 열수축률 및 0.05 내지 0.40 %의 횡방향의 45 °방향 열수축률을 갖는, 다층 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 보호필름이 0.4 내지 0.7 %의 종방향 열수축률 및 -0.05 내지 0.30 %의 횡방향 열수축률을 갖는, 다층 필름.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 보호필름이 0.10 내지 0.45 %의 종방향의 45 °방향 열수축률 및 0.10 내지 0.45 %의 횡방향의 45 °방향 열수축률을 갖는, 다층 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 다층 필름이 터치 패널용 전극 필름의 제조에 사용되는, 다층 필름.
  10. 인듐주석산화물(ITO)층, 고굴절률층 및 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 다층 필름을 순차적으로 적층된 형태로 포함하는, 투명 전극 필름.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 투명 전극 필름이 상기 ITO층과 고굴절률층 사이에 SiOx층을 더 포함하는, 투명 전극 필름.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 투명 전극 필름이 편평한 바닥을 기준으로 측정시 10 mm 이하의 가장자리 들뜸을 갖는, 투명 전극 필름.
  13. (a) 코팅에 의해서 기재필름의 일면에 하드코팅층을 형성하는 단계;
    (b) 코팅에 의해서 보호필름의 일면에 점착층을 형성하는 단계; 및
    (c) 상기 하드코팅층과 상기 점착층이 접하도록 합지하여 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 기재필름 및 보호필름이 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 상기 보호필름의 열수축률이 상기 기재필름의 열수축률보다 크고, 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 갖는, 다층 필름의 제조방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서, 기재필름에 100 내지 150 ℃에서 1 내지 2 분 동안 5 내지 25 kgf의 장력을 가해 기재필름의 열수축률을 제어하고,
    상기 단계 (b)에서, 보호필름에 100 내지 150 ℃에서 1 내지 2 분 동안 5 내지 25 kgf의 장력을 가해 보호필름의 열수축률을 제어하는, 다층 필름의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 단계 (a)에서, 기재필름에 100 내지 150 ℃에서 1 내지 2 분 동안 10 내지 20 kgf의 장력을 가해 기재필름의 열수축률을 제어하고,
    상기 단계 (b)에서, 보호필름에 100 내지 150 ℃에서 1 내지 2 분 동안 10 내지 20 kgf의 장력을 가해 보호필름의 열수축률을 제어하는, 다층 필름의 제조방법.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 기재필름 및 보호필름이 각각 다층 필름의 폭의 2 이상의 정수 배이면서 서로 동일한 폭의 롤 상으로 제조된 후 다층 필름과 동일한 폭으로 등분되도록 절단된 것이고, 상기 롤 상일 때 서로 대응되는 부위의 것인, 다층 필름의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 단계 (c)에서, 롤 상일 때의 기재필름과 보호필름의 서로 대응되는 위치가 맞닿도록 하드코팅층과 점착층을 합지하는, 다층 필름의 제조방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 방법이 단계 (c)에서 얻어진 다층 필름의 기재필름의 타면에 코팅에 의해 하드코팅층을 형성하는 단계를 더 포함하는, 다층 필름의 제조방법.
  19. (1) 일면에 하드코팅층을 포함하는 제1 필름 롤을 절단하여 기재필름을 제조하는 단계;
    (2) 일면에 점착층을 포함하고 상기 제1 필름 롤과 동일한 폭을 갖는 제2 필름 롤을 절단하여 보호필름을 제조하는 단계; 및
    (3) 상기 기재필름의 하드코팅층과 상기 보호필름의 점착층을 합지하여 다층 필름을 제조하는 단계를 포함하고,
    상기 기재필름 및 보호필름이 종방향 및 횡방향 각각에 대해서 상기 보호필름의 열수축률이 상기 기재필름의 열수축률보다 크고, 두 필름 간에 0.05 내지 0.15 %의 열수축률 차이를 가지고,
    상기 제1 필름 롤에서의 기재필름의 부위와 상기 제2 필름 롤에서의 보호필름의 부위가 서로 대응되는, 다층 필름의 제조방법.
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