KR20160146638A - 투명 도전성 필름 - Google Patents

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KR20160146638A
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다이키 가토
리에 가와카미
노조미 후지노
도모타케 나시키
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닛토덴코 가부시키가이샤
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Abstract

투명 도전성 필름 (1) 은, 순서대로, 투명 기재 (2) 와, 제 1 광학 조정층 (4) 과, 무기물층 (5) 과, 투명 도전층 (6) 을 구비한다. 제 1 광학 조정층 (4) 은 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 보다 낮은 굴절률 nC 를 갖고, 10 ㎚ 이상, 35 ㎚ 이하의 두께 TC 를 갖는다. 무기물층 (5) 은 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 에 1.13 을 곱한 값의 절대치 |nC × 1.13| 보다 낮은 굴절률 nD 를 갖는다.

Description

투명 도전성 필름{TRANSPARENT ELECTROCONDUCTIVE FILM}
본 발명은 투명 도전성 필름, 상세하게는 터치 패널용 필름 등에 사용되는 투명 도전성 필름에 관한 것이다.
종래, 소정의 패턴 형상을 갖는 투명 도전층을 구비하는 투명 도전성 필름을 터치 패널의 디스플레이 표시부에 사용하는 것이 알려져 있다.
예를 들어, 투명 필름 기재의 편면 또는 양면에 제 1 투명 유전체층, 제 2 투명 유전체층, 및 패턴화된 투명 도전층이 이 순서으로 형성되어 있는 투명 도전성 필름이 제안되어 있다 (예를 들어, 특허문헌 1 참조).
특허문헌 1 의 투명 도전성 필름에서는 투명 도전층의 패턴부와 패턴 개구부의 상이함이 억제되어 외관이 양호하다.
일본 공개특허공보 2010-27294호
그러나, 특허문헌 1 에 기재된 투명 도전성 필름에서는 투명 도전층에 크랙이 발생되기 쉽다는 문제가 있다.
본 발명의 목적은 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있으면서, 투명 도전층에 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있는 투명 도전성 필름을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름은, 순서대로, 투명 기재와, 제 1 광학 조정층과, 무기물층과, 투명 도전층을 구비하고, 상기 제 1 광학 조정층은 상기 투명 기재의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖고, 10 ㎚ 이상, 35 ㎚ 이하의 두께를 갖고, 상기 무기물층은 상기 제 1 광학 조정층의 굴절률에 1.13 을 곱한 값의 절대치보다 낮거나 또는 상기 절대치와 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하고 있다.
이 투명 도전성 필름은, 특정한 굴절률 및 두께를 갖는 제 1 광학 조정층과, 특정한 굴절률을 갖는 무기물층을 구비하기 때문에, 투명 도전층에 손상이 발생되는 것을 억제하면서, 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있으며, 또한, 우수한 내찰상성 및 우수한 투명성을 갖는다.
또, 본 발명의 투명 도전성 필름은, 상기 투명 기재와, 상기 제 1 광학 조정층 사이에 배치되는 제 2 광학 조정층을 추가로 구비하고, 상기 제 2 광학 조정층은 상기 투명 기재의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 것이 바람직하다.
이 투명 도전성 필름에서는, 배선 패턴의 시인을 보다 더 억제할 수 있음과 함께, 보다 더 우수한 내찰상성을 갖는다.
또, 본 발명의 투명 도전성 필름에서는, 상기 제 2 광학 조정층은 100 ㎚ 이상, 300 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
이 투명 도전성 필름에서는, 제 1 광학 조정층의 두께가 상기한 특정 범위에 있기 때문에, 배선 패턴의 시인을 보다 더 억제할 수 있음과 함께, 보다 더 우수한 내찰상성을 갖는다.
또, 본 발명의 투명 도전성 필름에서는, 상기 무기물층은 1.5 ㎚ 이상, 10 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것이 바람직하다.
이 투명 도전성 필름에서는, 무기물층의 두께가 특정 범위에 있기 때문에 투명 도전층에 손상이 발생되는 것을 보다 더 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 투명 도전성 필름에서는, 상기 투명 도전층의 두께가 25 ㎚ 이상인 것이 바람직하다.
투명 도전층의 두께가 상기한 특정치 이상이면, 투명 도전층에 손상이 발생되기 쉽다. 그러나, 본 발명의 투명 도전성 필름은, 상기한 제 1 광학 조정층 및 무기물층을 구비하기 때문에 투명 도전층에 있어서의 상기한 손상을 유효하게 억제할 수 있다.
또, 본 발명의 투명 도전성 필름에서는, 상기 제 1 광학 조정층이 수지만으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이 투명 도전성 필름에서는, 제 1 광학 조정층이 수지만으로 이루어지기 때문에 투명 도전층에 있어서의 상기한 손상을 유효하게 억제할 수 있다.
본 발명의 투명 도전성 필름에 의하면, 투명 도전층에 손상이 발생되는 것을 억제하면서, 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있고, 또한 우수한 내찰상성 및 우수한 투명성을 갖는다.
도 1 은 본 발명의 투명 도전성 필름의 제 1 실시형태 (제 2 광학 조정층을 구비하는 양태) 의 단면도를 나타낸다.
도 2 는 투명 도전층이 배선 패턴에 형성된 제 1 실시형태의 투명 도전성 필름의 단면도를 나타낸다.
도 3 은 본 발명의 투명 도전성 필름의 제 2 실시형태 (제 2 광학 조정층을 구비하지 않은 양태) 의 단면도를 나타낸다.
도 4 는 투명 도전층이 배선 패턴에 형성된 제 2 실시형태의 투명 도전성 필름의 단면도를 나타낸다.
<제 1 실시형태>
도 1 에 있어서, 지면 상하 방향은 상하 방향 (두께 방향의 일례, 제 1 방향) 이고, 지면 상측이 상측 (두께 방향 일방측, 제 1 방향 일방측), 지면 하측이 하측 (두께 방향 타방측, 제 1 방향 타방측) 이다. 구체적으로는 각 도면의 방향 화살표에 준거한다.
1. 투명 도전성 필름
투명 도전성 필름 (1) 은 소정의 두께를 갖는 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 이루고, 두께 방향과 직교하는 소정 방향 (면 방향) 으로 연장되고, 평탄한 상면 및 평탄한 하면을 갖는다. 투명 도전성 필름 (1) 은, 예를 들어 화상 표시 장치에 구비되는 터치 패널용 기재 등의 일 부품으로서, 요컨대 화상 표시 장치는 아니다. 즉, 투명 도전성 필름 (1) 은 화상 표시 장치 등을 제조하기 위한 부품으로서, LCD 모듈 등의 화상 표시 소자를 포함하지 않고, 부품 단독으로 유통되어 산업상 이용 가능한 디바이스이다.
구체적으로는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전성 필름 (1) 은 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 상에 배치되는 제 2 광학 조정층 (3) 과, 제 2 광학 조정층 (3) 상에 배치되는 제 1 광학 조정층 (4) 과, 제 1 광학 조정층 (4) 상에 배치되는 무기물층 (5) 과, 무기물층 (5) 상에 배치되는 투명 도전층 (6) 을 구비한다. 요컨대, 투명 도전성 필름 (1) 에서는 투명 기재 (2) 상에 제 2 광학 조정층 (3) 과, 제 1 광학 조정층 (4) 과, 무기물층 (5) 과, 투명 도전층 (6) 이 순서대로 배치되어 있다.
투명 도전성 필름 (1) 은 바람직하게는 투명 기재 (2) 와, 제 2 광학 조정층 (3) 과, 제 1 광학 조정층 (4) 과, 무기물층 (5) 과, 투명 도전층 (6) 만으로 이루어진다. 이하, 각 층에 대해서 상세하게 서술한다.
2. 투명 기재
투명 기재 (2) 는 투명 도전성 필름 (1) 의 최하층으로서, 투명 도전성 필름 (1) 의 기계 강도를 확보하는 지지재이다. 투명 기재 (2) 는 투명 도전층 (6) 을 제 2 광학 조정층 (3), 제 1 광학 조정층 (4) 및 무기물층 (5) 과 함께 지지하고 있다.
투명 기재 (2) 는 예를 들어 투명성을 갖는 고분자 필름이다. 고분자 필름의 재료로는, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET), 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리에스테르 수지, 예를 들어 폴리메타크릴레이트 등의 (메트)아크릴 수지 (아크릴 수지 및/또는 메타크릴 수지), 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로올레핀 폴리머 등의 올레핀 수지, 예를 들어 폴리카보네이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리아릴레이트 수지, 멜라민 수지, 폴리아미드 수지, 폴리이미드 수지, 셀룰로오스 수지, 폴리스티렌 수지, 노르보르넨 수지 등을 들 수 있다. 이들 고분자 필름은 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다. 투명성, 내열성, 기계 특성 등의 관점에서, 바람직하게는 폴리에스테르 수지를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 PET 를 들 수 있다.
투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 는, 예를 들어 1.45 이상이고, 바람직하게는 1.55 이상이며, 또, 예를 들어 1.80 이하, 바람직하게는 1.70 이하이다. 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 는 예를 들어 아베 굴절률계에 의해서 측정된다.
투명 기재 (2) 의 두께 TA 는 기계적 강도, 내찰상성, 투명 도전성 필름 (1) 을 터치 패널용 필름으로 했을 때의 타점 특성 등의 관점에서, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어 200 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.
또한, 투명 기재 (2) 의 하면에는, 필요에 따라서 하드 코트층, 블로킹 방지층, 접착 용이층, 접착제층, 세퍼레이터 등이 형성되어 있어도 된다.
3. 제 2 광학 조정층 (3)
제 2 광학 조정층 (3) 은 후술하는 제 1 광학 조정층 (4) 및 무기물층 (5) 과 함께, 도 2 를 참조하는 바와 같이, 투명 도전층 (6) 을 이후의 공정에서 배선 패턴에 형성한 후, 패턴부 (7) 와 비패턴부 (8) 의 상이함이 인식되지 않도록 (즉, 배선 패턴의 시인을 억제하도록), 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 물성을 조정하는 광학 조정층이다. 또, 제 2 광학 조정층 (3) 은 투명 도전층 (6) 의 상면 (즉, 투명 도전성 필름 (1) 의 표면) 에 흠집을 잘 발생시키기 않기 (즉, 우수한 내찰상성을 얻기) 위한 찰상 보호층이기도 하다.
제 2 광학 조정층 (3) 은 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있고, 예를 들어 투명 기재 (2) 의 상면 전체 면에, 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
제 2 광학 조정층 (3) 은 제 2 광학 조성물로 조제되어 있다.
제 2 광학 조성물은 예를 들어 수지를 함유한다. 제 2 광학 조성물은 바람직하게는 수지와 입자를 함유한다. 제 2 광학 조성물은 보다 바람직하게는 수지와 입자만으로 이루어진다.
수지로는 경화성 수지, 열가소성 수지 (예를 들어, 폴리올레핀 수지) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 경화성 수지를 들 수 있다.
경화성 수지로는, 예를 들어 활성 에너지선 (구체적으로는, 자외선, 전자선 등) 의 조사에 의해서 경화되는 활성 에너지선 경화성 수지, 예를 들어 가열에 의해서 경화되는 열경화성 수지 등을 들 수 있고, 바람직하게는 활성 에너지선 경화성 수지를 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지는, 예를 들어 분자 중에 중합성 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 관능기를 갖는 폴리머를 들 수 있다. 그러한 관능기로는, 예를 들어 비닐기, (메트)아크릴로일기 (메타크릴로일기 및/또는 아크릴로일기) 등을 들 수 있다.
활성 에너지선 경화성 수지로는, 예를 들어 측사슬에 관능기를 함유하는 (메트)아크릴 수지 (아크릴 수지 및/또는 메타크릴 수지) 등을 들 수 있다.
이들 수지는 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
수지의 함유 비율은 제 2 광학 조성물에 대해서, 예를 들어 50 질량% 이상, 바람직하게는 40 질량% 이상이고, 또, 예를 들어 95 질량% 이하, 바람직하게는 90 질량% 이하이다.
입자로는 예를 들어 무기 입자, 유기 입자 등을 들 수 있다. 무기 입자로는 예를 들어 실리카 입자 (중공 나노 실리카 입자를 포함한다), 예를 들어 산화지르코늄, 산화티탄 등으로 이루어지는 금속 산화물 입자, 예를 들어 탄산칼슘 등의 탄산염 입자 등을 들 수 있다. 유기 입자로는 예를 들어 가교 아크릴 수지 입자 등을 들 수 있다.
입자로는 바람직하게는 무기 입자, 보다 바람직하게는 금속 산화물 입자, 더욱 바람직하게는 산화지르코늄 입자 (ZnO2) 를 들 수 있다.
입자의 평균 입자경은, 예를 들어 5 ㎚ 이상, 바람직하게는 10 ㎚ 이상이고, 또, 예를 들어 500 ㎚ 이하, 바람직하게는 100 ㎚ 이하이다.
입자의 평균 입자경은, 예를 들어 베크만·쿨터사 제조의 쿨터 멀티사이저를 사용하여 쿨터 카운트법으로 측정된다.
입자의 함유 비율은 수지 100 질량부에 대해서, 예를 들어 5 질량부 이상, 바람직하게는 10 질량부 이상이고, 또, 예를 들어 100 질량부 이하, 바람직하게는 65 질량부 이하이다. 또, 입자의 함유 비율은 제 2 광학 조성물에 대해서, 예를 들어 5 질량% 이상, 바람직하게는 10 질량% 이상이고, 또, 예를 들어 50 질량% 이하, 바람직하게는 40 질량% 이하이다.
제 2 광학 조정층 (3) 은 예를 들어 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 보다 높은 굴절률 nB 를 갖는다. 제 2 광학 조정층 (3) 의 굴절률 nB 는, 예를 들어 아베 굴절률계에 의해서 측정된다.
한편, 제 2 광학 조정층 (3) 의 굴절률 nB 가 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 보다 낮거나 또는 그것과 동일한 경우에는, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 특성 (구체적으로는, 배선 패턴의 시인 억제) 이 저하되는 경우가 있다.
제 2 광학 조정층 (3) 의 굴절률 nB 의, 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 에 대한 비 (nB/nA) 는 1 을 초과하고, 바람직하게는 1.01 이상, 보다 바람직하게는 1.05 이상이며, 또, 예를 들어 1.50 이하이다.
또, 제 2 광학 조정층 (3) 의 굴절률 nB 에서 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 를 뺀 값 (차 nB - nA) 은, 예를 들어 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상이고, 또, 예를 들어 0.50 이하, 바람직하게는 0.20 이하이다.
구체적으로는, 제 2 광학 조정층 (3) 의 굴절률 nB 는, 예를 들어 1.50 이상이고, 바람직하게는 1.60 이상이며, 또, 예를 들어 1.80 이하, 바람직하게는 1.75 이하이다.
제 2 광학 조정층 (3) 의 굴절률 nB, 비 (nB/nA), 및/또는, 차 (nB - nA) 가 상기 하한을 상회하면, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 특성 (구체적으로는, 배선 패턴의 시인 억제) 의 저하를 억제할 수 있다.
제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB 는, 예를 들어 100 ㎚ 이상, 바람직하게는 120 ㎚ 이상, 보다 바람직하게는 150 ㎚ 이상, 더욱 바람직하게는 180 ㎚ 이상이고, 예를 들어 300 ㎚ 이하, 바람직하게는 280 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 250 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 220 ㎚ 이하, 특히 바람직하게는 200 ㎚ 이하이다. 제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB 는, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해서 측정된다.
제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB 의, 투명 기재 (2) 의 두께 TA 에 대한 비 (TB/TA) 는, 예를 들어 0.0020 이상, 바람직하게는 0.0020 초과, 보다 바람직하게는 0.0030 이상이고, 또, 예를 들어 0.0070 미만, 바람직하게는 0.0060 미만, 보다 바람직하게는 0.0050 이하이다.
제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB, 및/또는, 비 (TB/TA) 가 상기 하한 이상이면 우수한 내찰상성을 얻을 수 있다. 한편, 제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB 가 상기 상한 이하이면 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있다.
4. 제 1 광학 조정층
제 1 광학 조정층 (4) 은 제 2 광학 조정층 (3) 및 무기물층 (5) 과 함께, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제하면서, 투명 도전성 필름 (1) 이 우수한 투명성을 확보하기 위해서, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 물성을 조정하는 광학 조정층이다.
제 1 광학 조정층 (4) 은 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있고, 예를 들어 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면 전체 면에, 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
제 1 광학 조정층 (4) 은 제 1 광학 조성물로 조제되어 있다.
제 1 광학 조성물은 예를 들어 수지를 함유하고, 바람직하게는 실질적으로 수지로 이루어지고, 보다 바람직하게는 수지만으로 이루어진다. 요컨대, 제 1 광학 조성물 (나아가서는, 제 1 광학 조정층 (4)) 은 바람직하게는 입자를 실질적으로 함유하고 있지 않다.
수지로는 예를 들어 제 2 광학 조성물에서 예시한 수지에서 선택된다. 수지로서 바람직하게는 열경화성 수지를 들 수 있다.
열경화성 수지로는, 예를 들어 실리콘 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 폴리이미드 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르수지 등을 들 수 있다. 바람직하게는 에폭시 수지, 멜라민 수지를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 에폭시 수지를 들 수 있다.
에폭시 수지로는, 예를 들어 비스페놀 A 형, 비스페놀 F 형, 비스페놀 S 형 등의 비스페놀형 에폭시 수지, 예를 들어 페놀노볼락형, 크레졸노볼락형 등의 노볼락형 에폭시 수지, 예를 들어 트리글리시딜이소시아누레이트형, 히단토인형 등의 함질소 고리형 에폭시 수지, 예를 들어 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 디시클로형 에폭시 수지, 에스테르형 에폭시 수지, 이것들의 변성물 또는 수소 첨가물 등을 들 수 있다.
또, 에폭시 수지에는 경화제를 배합하여 에폭시 수지 및 경화제를 함유하는 에폭시 수지 조성물로서 조제할 수 있다. 경화제로는, 예를 들어 폴리아민계 경화제, 아미드계 경화제, 산무수물계 경화제, 디하이드라지드계 경화제, 우레아계 경화제, 이미다졸계 경화제, 이미다졸린계 경화제 등의 에폭시 수지용 경화제를 들 수 있다.
경화제의 배합 비율은 에폭시 수지 100 질량부에 대해서, 예를 들어 0.05 질량부 이상, 바람직하게는 0.1 질량부 이상이고, 또, 예를 들어 3.0 질량부 이하, 바람직하게는 1.0 질량부 이하이다.
제 1 광학 조성물의 바람직한 양태로서 기재한 「입자를 실질적으로 함유하고 있지 않다」란, 입자로서 초미량의 입자를 불순물로서 함유해도 되고, 그 경우에는, 제 1 광학 조성물의 전체 고형분에 대해서, 입자의 함유 비율이 예를 들어 1 질량% 미만, 바람직하게는 0.1 질량% 미만인 것을 의미한다.
한편, 제 1 광학 조성물은 예를 들어 수지와 입자를 함유할 수 있다.
입자로는 적절히 선택되고, 바람직하게는 실리카 입자 등을 들 수 있다.
입자의 함유 비율은 수지 100 질량부에 대해서, 예를 들어 11 질량부 이상, 바람직하게는 42 질량부 이상이고, 또, 예를 들어 150 질량부 이하, 바람직하게는 110 질량부 이하이다. 또, 입자의 함유 비율은 제 1 광학 조성물에 대해서, 예를 들어 10 질량% 이상, 바람직하게는 30 질량% 이상이고, 또, 예를 들어 60 질량% 이하, 바람직하게는 55 질량% 이하이다.
제 1 광학 조정층 (4) 은 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 보다 낮은 굴절률 nC 를 갖는다. 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 는, 예를 들어 아베 굴절률계에 의해서 측정된다.
한편, 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 가 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 보다 높거나 또는 그것과 동일한 경우에는, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 특성 (구체적으로는, 배선 패턴의 시인 억제) 이 저하된다.
제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 의, 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 에 대한 비 (nC/nA) 는 1 미만, 바람직하게는 0.99 이하, 보다 바람직하게는 0.95 이하이고, 또, 예를 들어 0.80 이상이다.
투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 에서 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 를 뺀 값 (차 nA - nC) 은, 예를 들어 0.01 이상, 바람직하게는 0.05 이상, 보다 바람직하게는 0.10 이상이고, 또, 예를 들어 0.30 이하, 바람직하게는 0.25 이하이다.
구체적으로는, 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 는, 예를 들어 1.60 미만, 바람직하게는 1.55 이하, 보다 바람직하게는 1.53 이하이고, 또, 예를 들어 1.20 이상, 바람직하게는 1.30 이상이다.
한편, 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC, 비 (nC/nA), 및/또는, 차 (nA - nC) 가 상기 하한을 상회하면, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 특성 (구체적으로는, 패턴 시인 억제) 의 저하를 억제할 수 있다.
제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 는 10 ㎚ 이상, 35 ㎚ 이하이다. 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TB 는, 예를 들어 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해서 측정된다.
한편, 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 가 10 ㎚ 미만이면, 투명 도전성 필름 (1) 에 있어서의 우수한 투명성을 확보할 수 없다. 한편, 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 가 35 ㎚ 를 초과하면, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제할 수 없다.
또, 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 는 바람직하게는 15 ㎚ 이상이다.
또한, 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 의, 제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB 에 대한 비 (TC/TB) 는, 예를 들어 0.020 이상, 바람직하게는 0.050 이상, 보다 바람직하게는 0.100 이상, 더욱 바람직하게는 0.120 이상이고, 또, 예를 들어 0.500 이하, 바람직하게는 0.200 이하, 보다 바람직하게는 0.250 이하, 더욱 바람직하게는 0.150 이하이다.
제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC, 및/또는, 비 (TC/TB) 가 상기한 하한 이상이면, 우수한 투명성을 확보할 수 있다. 한편, 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 가 상기한 상한 이하이면, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있다.
5. 무기물층
무기물층 (5) 은 상기한 제 2 광학 조정층 (3) 및 제 1 광학 조정층 (4) 과 함께, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제하도록, 투명 도전성 필름 (1) 의 광학 물성을 조정하는 광학 조정층 (제 3 광학 조정층) 이다.
무기물층 (5) 은 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있고, 예를 들어, 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면 전체 면에, 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
무기물층 (5) 은 소정의 광학 물성을 갖는 무기물로 조제되어 있다.
무기물로는 예를 들어 산화물, 불화물 등을 들 수 있다.
산화물로는 산화규소 (구체적으로는, 이산화규소 (SiO2), 일산화규소 (SiO) 등), 산화알류미늄 (Al2O3) 등을 들 수 있다.
불화물로는, 예를 들어 불화나트륨 (NaF), 헥사플루오로알루민산삼나트륨 (Na3AlF6), 불화리튬 (LiF), 불화마그네슘 (MgF2) 등의 불화알칼리 금속, 예를 들어 불화칼슘 (CaF2), 불화바륨 (BaF2) 등의 불화알칼리 토금속, 예를 들어 불화란탄 (LaF3), 불화세륨 (CeF) 등의 불화희토류 등을 들 수 있다.
무기물은 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
무기물로서 바람직하게는, 원하는 굴절률 nD (후술) 를 확보하는 관점에서 산화물을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 이산화규소 (SiO2 : 굴절률 1.47) 을 들 수 있다.
무기물층 (5) 은 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 에 1.13 을 곱한 값의 절대치 ABV (=|nC × 1.13|) 보다 낮거나 또는 동일한 굴절률 nD 를 갖는다. 무기물층 (5) 의 굴절률 nD 는, 예를 들어 아베 굴절률계에 의해서 측정된다.
한편, 무기물층 (5) 의 굴절률 nD 가 상기한 절대치 ABV 보다 높은 굴절률 nD 를 갖는 경우에는, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 배선 패턴의 시인을 억제할 수 없다.
바람직하게는 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 에 1.13 을 곱한 값 (= nC × 1.13) 보다 낮거나 또는 동일한 굴절률 nD 를 갖는다. 무기물층 (5) 의 굴절률 nD 를 상기 범위 내에 들어가게 함으로써, 제 1 광학 조정층 (4) 과 무기물층 (5) 사이의 반사를 억제하고, 결과적으로 배선 패턴의 시인 억제를 향상시킬 수 있다.
구체적으로는, 무기물층 (5) 의 굴절률 nD 는, 예를 들어 1.30 이상, 바람직하게는 1.40 이상이고, 또, 예를 들어 2.00 이하, 바람직하게는 1.90 이하, 보다 바람직하게는 1.80 이하, 더욱 바람직하게는 1.72 이하, 특히 바람직하게는 1.60 이하, 가장 바람직하게는 1.50 이하이다.
무기물층 (5) 의 굴절률 nD 의, 제 1 광학 조정층 (4) 의 굴절률 nC 에 대한 비 (nD/nC) 는, 예를 들어 0.800 이상이고, 또, 예를 들어 1.500 이하, 바람직하게는 1.100 이하이다.
무기물층 (5) 의 굴절률 nD, 및/또는, 비 (nD/nC) 가 상기한 하한 이상이면, 광학 특성의 저하를 억제할 수 있다. 한편, 무기물층 (5) 의 nD, 및/또는, 비 (nD/nC) 가 상기한 상한 이하이면, 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있다.
무기물층 (5) 의 두께 TD 는, 예를 들어 20 ㎚ 이하, 바람직하게는 15 ㎚ 이하, 보다 바람직하게는 13 ㎚ 이하, 더욱 바람직하게는 10 ㎚ 이하이고, 또, 예를 들어 1.0 ㎚ 이상, 바람직하게는 1.5 ㎚ 이상이다. 무기물층 (5) 의 두께 TD 는 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해서 측정된다.
또, 무기물층 (5) 의 두께 TD 의, 제 1 광학 조정층 (4) 의 두께 TC 에 대한 비 (TD/TC) 는, 예를 들어 0.050 초과, 바람직하게는 0.060 이상, 보다 바람직하게는 0.070 이상이고, 또, 예를 들어 0.500 이하, 바람직하게는 0.450 이하, 보다 바람직하게는 0.350 이하, 더욱 바람직하게는 0.120 이하, 특히 바람직하게는 0.100 이하이다.
무기물층 (5) 이 상기한 두께 TD, 및/또는, 비 (TD/TC) 가 상기한 상한 이하이면, 투명 도전성 필름 (1) 에 있어서의 투명성이 우수하고, 또, 무기물층 (5) 및 투명 도전층 (6) 의 총두께를 얇게 하여 투명 도전층 (6) 에 걸리는 응력이 증가하는 것을 억제하여, 투명 도전층 (6) 에 손상이 발생되는 것을 억제할 수 있다. 한편, 무기물층 (5) 이 상기한 두께 TD, 및/또는, 비 (TD/TC) 가 상기한 하한 이상이면 배선 패턴의 시인을 억제할 수 있고, 또, 제 2 광학 조정층 (3) 및 제 1 광학 조정층 (4) 으로부터 가스가 발생되는 것을 억제하여 투명 도전층 (6) 의 손상을 억제할 수 있다.
6. 투명 도전층
투명 도전층 (6) 은 도 2 를 참조하는 바와 같이, 이후의 공정에서 배선 패턴에 형성하여, 패턴부 (7) 를 형성하기 위한 도전층이다.
도 1 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전층 (6) 은 투명 도전성 필름 (1) 의 최상층으로서, 필름 형상 (시트 형상을 포함한다) 을 갖고 있다.
투명 도전층 (6) 을 형성하는 재료로는, 예를 들어 In, Sn, Zn, Ga, Sb, Ti, Si, Zr, Mg, Al, Au, Ag, Cu, Pd, W 로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속을 함유하는 금속 산화물을 들 수 있다. 금속 산화물에는 필요에 따라서 추가로 상기 군에 기재된 금속 원자를 도프할 수 있다.
재료로는 바람직하게는 인듐주석 복합 산화물 (ITO), 안티몬주석 복합 산화물 (ATO) 등을 들 수 있고, 보다 바람직하게는 ITO 를 들 수 있다.
재료는 결정질 및 비정질의 어느 것이어도 되고, 또, 결정질 및 비정질의 혼합체여도 된다. 재료는 바람직하게는 결정질이다.
투명 도전층 (6) 의 굴절률 nE 는, 예를 들어 1.70 이상, 바람직하게는 1.80 이상이고, 또, 예를 들어 2.10 이하, 바람직하게는 2.00 이하이다. 투명 도전층 (6) 의 굴절률 nE 는, 예를 들어 아베 굴절률계에 의해서 측정된다.
투명 도전층 (6) 의 두께 TE 는, 예를 들어 15 ㎚ 이상, 바람직하게는 20 ㎚ 이상, 보다 바람직하게는 25 ㎚ 이상이고, 또, 예를 들어 50 ㎚ 이하, 바람직하게는 35 ㎚ 이하이다.
투명 도전층 (6) 의 두께 TE 는 분말 X 선 회절 장치로 X 선 반사율을 측정함으로써 산출되고, 그 자세한 것은 이후의 실시예에서 후술한다.
투명 도전층 (6) 의 두께 TE 의, 무기물층 (5) 의 두께 TD 에 대한 비 (TE/TD) 는, 예를 들어 5 이상이고, 바람직하게는 8 이상이고, 또, 예를 들어 20 이하, 바람직하게는 15 이하이다.
투명 도전층 (6) 의 두께 TE, 및/또는, 비 (TE/TD) 가 상기 하한 이상이면, 패치 패널에 사용할 때 바람직한 저저항의 투명 도전층 (6) 을 얻을 수 있다. 한편, 투명 도전층 (6) 의 두께 TE, 및/또는, 비 (TE/TD) 가 상기 상한 이하이면, 투명 도전층 (6) 에 걸리는 응력을 억제할 수 있어, 투명 도전층 (6) 에 크랙 등의 손상이 발생되는 리스크를 억제할 수 있다.
7. 투명 도전성 필름의 제조 방법
다음으로, 투명 도전성 필름 (1) 을 제조하는 방법을 설명한다.
투명 도전성 필름 (1) 을 제조하려면, 예를 들어 투명 기재 (2) 상에, 제 2 광학 조정층 (3), 제 1 광학 조정층 (4), 무기물층 (5) 및 투명 도전층 (6) 을 상기한 순서로 배치 (적층) 한다.
이 방법에서는 도 1 을 참조하는 바와 같이, 먼저, 투명 기재 (2) 를 준비한다.
이어서, 제 2 광학 조성물을 투명 기재 (2) 의 상면에, 예를 들어 습식에 의해서 배치한다.
구체적으로는, 먼저, 제 2 광학 조성물을 용매로 희석한 희석액을 조제하고, 계속해서, 희석액을 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면에 도포하고, 희석액을 건조시킨다.
용매로는, 예를 들어 유기 용매, 수계 용매 (구체적으로는, 물) 등을 들 수 있고, 바람직하게는 유기 용매를 들 수 있다. 유기 용매로는 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 등의 알코올 화합물, 예를 들어 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 (MIBK) 등의 케톤 화합물, 예를 들어 아세트산에틸, 아세트산부틸 등의 에스테르 화합물, 예를 들어 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 화합물 등을 들 수 있다. 바람직하게는 케톤 화합물을 들 수 있다. 용매는 단독 사용 또는 2 종 이상 병용할 수 있다.
제 2 광학 조성물을, 용매에 의해서, 희석액에 있어서의 고형분 농도가 예를 들어 0.5 질량% 이상, 5.0 질량% 이하가 되도록 희석한다.
도포 방법으로는, 예를 들어 판텐 코트법, 다이 코트법, 스핀 코트법, 스프레이 코트법, 그라비아 코트법, 롤 코트법, 바 코트법 등을 들 수 있다.
건조 온도는, 예를 들어 60 ℃ 이상, 바람직하게는 80 ℃ 이상이고, 예를 들어 250 ℃ 이하, 바람직하게는 200 ℃ 이하이다.
건조 시간은, 예를 들어 1.0 분 이상, 바람직하게는 2.0 분 이상이고, 예를 들어 1.0 시간 이하, 바람직하게는 0.5 시간 이하이다.
상기한 도포 및 건조에 의해서 투명 기재 (2) 의 상면에 제 2 광학 조성물을 필름 형상으로 형성한다.
그 후, 제 2 광학 조성물이 활성 에너지선 경화성 수지를 함유하는 경우에는, 희석액의 건조 후에 활성 에너지선을 조사함으로써 활성 에너지선 경화성 수지를 경화시킨다.
이로써, 제 2 광학 조정층 (3) 을 투명 기재 (2) 의 상면 전체 면에 형성한다.
이어서, 제 1 광학 조성물을 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면에, 예를 들어 습식에 의해서 배치한다.
구체적으로는, 먼저, 제 1 광학 조성물을 용매로 희석한 희석액을 조제하고, 계속해서, 희석액을 투명 기재 (2) 의 상면에 도포하고, 희석액을 건조시킨다.
희석액에 있어서의 고형분 농도, 용매, 도포 방법 및 건조 방법으로는 제 2 광학 조성물의 희석액으로 예시한 그것들과 동일한 것을 들 수 있다.
또한, 제 1 광학 조성물이 열경화성 수지를 함유하는 경우에는, 상기한 건조에 의해서 용매의 건조와 함께 열경화성 수지를 열경화시킬 수 있다.
이로써, 제 1 광학 조정층 (4) 을 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면에 형성한다.
그 후, 필요에 따라서 투명 기재, 제 2 광학 조정층 및 제 1 광학 조정층을, 예를 들어 1 × 10-1 ㎩ 이하, 바람직하게는 1 × 10-3 ㎩ 이하의 감압 분위기 하에 방치함으로써 탈가스 처리한다. 탈가스 처리는 이후에 상세하게 서술하는 건식 장치에 구비된 배기 장치 (구체적으로는, 터보 분자 펌프 등을 포함한다) 를 사용하여 실시된다.
이어서, 무기물층 (5) 을 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면에, 예를 들어 건식에 의해서 배치한다.
건식으로는, 예를 들어 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 등을 들 수 있다. 바람직하게는 스퍼터링법을 들 수 있다. 구체적으로는 마그네트론 스퍼터링법을 들 수 있다.
스퍼터링법이 채용되는 경우에는, 타깃재로는 상기한 무기물을 들 수 있다.
스퍼터링법에서 사용되는 가스로는, 예를 들어 Ar 등의 불활성 가스를 들 수 있다.
또, 무기물층 (5) 을 산화물로 조제하는 경우에는 반응성 스퍼터링법이 채용된다. 반응성 스퍼터링에서는 타깃재로서 산화물이 함유하는 원소를 사용하고, 반응성 스퍼터링 중에 가스로서 산소 등의 반응성 가스를 도입하고, 반응성 스퍼터링의 과도로, 원소를 반응 (구체적으로는, 산화) 시킨다. 그 경우, 반응성 가스의 유량의, 불활성 가스 및 반응성 가스의 합계 유량에 대한 백분율은 예를 들어 0.1 % 이상, 60 % 이하이다.
반응성 스퍼터링으로 무기물층 (5) 을 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면에 형성 (혹은 성막) 하는 경우에는, 플라즈마의 발광 강도나, 반응성 스퍼터링시의 방전 전압을 모니터링하고, 천이 영역을 제어함으로써 성막 레이트를 향상시킬 수 있다. 추가로, 플라즈마의 발광 강도 등의 제어에 의해서 무기물층 (5) 의 산화수 (나아가서는 무기물층 (5) 의 굴절률 nD) 도 제어할 수 있다.
스퍼터링법에서 사용되는 전원은, 예를 들어 DC 전원, MF 전원 및 RF 전원의 어느 것이어도 되고, 또, 이것들의 조합이어도 된다.
이로써, 무기물층 (5) 을 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면 전체 면에 형성한다.
이어서, 투명 도전층 (6) 을 무기물층 (5) 의 상면 전체 면에, 예를 들어 건식에 의해서 배치한다.
건식으로는 상기와 같은 방법을 들 수 있고, 바람직하게는 스퍼터링법, 보다 바람직하게는 마그네트론 스퍼터링법을 들 수 있다.
스퍼터링법이 채용되는 경우에는, 타깃재로는 상기한 금속 산화물을 들 수 있다.
스퍼터링법에서 사용되는 가스 및 유량은 상기와 같다.
이로써, 투명 도전층 (6) 을 무기물층 (5) 의 상면에 배치한다.
그 후, 필요에 따라서, 투명 도전층 (6) 을 결정화시킨다. 투명 도전층 (6) 을 결정화시키기 위해서는, 예를 들어 투명 도전층 (6) 을 가열한다.
투명 도전성 필름 (1) 에 있어서의 투명 도전층 (6) 의 비저항은, 예를 들어 3.0 × 10-4 Ω·㎝ 이하이고, 또, 예를 들어 1.1 × 10-4 Ω·㎝ 이상이다.
이로써, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 투명 기재 (2) 와 제 2 광학 조정층 (3) 과, 제 1 광학 조정층 (4) 과, 무기물층 (5) 과, 투명 도전층 (6) 을 구비하는 투명 도전성 필름 (1) 을 얻는다.
투명 도전성 필름 (1) 의 총두께는, 예를 들어 2 ㎛ 이상, 바람직하게는 20 ㎛ 이상이고, 또, 예를 들어 200 ㎛ 이하, 바람직하게는 150 ㎛ 이하이다.
또한, 상기 제조 방법에서는, 롤 투 롤 방식으로 투명 기재 (2) 를 반송시키면서, 그 투명 기재 (2) 의 상면에 제 2 광학 조정층 (3), 제 1 광학 조정층 (4), 무기물층 (5) 및 투명 도전층 (6) 을 순서대로 형성해도 되고, 또, 이들 층의 일부 또는 전부를 배치 방식으로 형성해도 된다.
이 투명 도전성 필름 (1) 에서는, 그 후, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 에칭에 의해서 투명 도전층 (6) 이 배선 패턴에 형성되고, 무기물층 (5) 상에 패턴부 (7) 및 비패턴부 (8) 가 형성된다. 비패턴부 (8) 에서는 무기물층 (5) 의 상면이 패턴부 (7) 로부터 노출된다. 각 패턴부 (7) 의 폭 L 은, 예를 들어 10 ㎛ 이상, 500 ㎛ 이하이고, 또, 인접하는 패턴부 (7) 의 간격 S (즉, 비패턴부 (8) 의 폭 S) 는, 예를 들어 10 ㎛ 이상, 500 ㎛ 이하이다.
그 후, 투명 도전성 필름 (1) 은, 예를 들어 화상 표시 장치에 구비된다.
특히, 이 투명 도전성 필름 (1) 은, 예를 들어 터치 패널용 기재에 사용된다. 터치 패널의 형식으로는 광학 방식, 초음파 방식, 정전 용량 방식, 저항막 방식 등의 각종 방식을 들 수 있고, 특히 정전 용량 방식의 터치 패널에 바람직하게 사용된다.
8. 작용 효과
이 투명 도전성 필름 (1) 은, 특정한 굴절률 nC 및 두께 TC 를 갖는 제 1 광학 조정층 (4) 과, 특정한 굴절률 nD 를 갖는 무기물층 (5) 을 구비하기 때문에, 투명 도전층 (6) 에 손상이 발생되는 것을 억제하면서, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 배선 패턴 (패턴부 (7), 도 2 참조) 의 시인을 억제할 수 있으며, 또한, 우수한 내찰상성 및 우수한 투명성을 갖는다.
또, 이 투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 기재 (2) 와, 제 1 광학 조정층 (4) 사이에 배치되는 제 2 광학 조정층 (3) 을 추가로 구비하고, 제 2 광학 조정층 (3) 은 투명 기재 (2) 의 굴절률 nA 보다 높은 굴절률 nB 를 갖기 때문에, 배선 패턴의 시인을 보다 더 억제할 수 있음과 함께, 보다 더 우수한 내찰상성을 갖는다.
또, 이 투명 도전성 필름 (1) 에서는 제 2 광학 조정층 (3) 의 두께 TB 가 상기한 특정 범위에 있기 때문에, 배선 패턴의 시인을 보다 더 억제할 수 있음과 함께, 보다 더 우수한 내찰상성을 갖는다.
또, 이 투명 도전성 필름 (1) 에서는 무기물층 (5) 의 두께 TD 가 특정 범위에 있기 때문에, 투명 도전층 (6) 에 손상이 발생되는 것을 보다 더 억제할 수 있다.
또, 이 투명 도전성 필름 (1) 에서는 무기물층 (5) 의 두께 TD 가 특정 범위에 있기 때문에, 투명 도전층 (6) 에 손상이 발생되는 것을 보다 더 억제할 수 있다.
또, 투명 도전층 (6) 의 두께 nE 가 상기한 25 ㎚ 이상이면, 투명 도전층 (6) 에 손상이 발생되기 쉽다. 이것은 투명 도전층 (6) 의 하층이 다량의 불순 가스를 함유하는 경우이거나, 열에 의한 선팽창률이 높을수록 현저해질 것으로 예상된다. 그러나, 이 투명 도전성 필름 (1) 은 상기한 특정 제 1 광학 조정층 (4) 및 무기물층 (5) 을 구비하기 때문에 투명 도전층 (6) 의 하층에 불순 가스가 포함되기 어렵고, 무기물층 (5) 의 팽창률이 낮기 때문에 투명 도전층 (6) 에 있어서의 상기한 손상을 유효하게 억제할 수 있다.
제 1 광학 조정층 (4) 이 입자를 포함하면, 입자에 의한 요철이 무기물층 (5) 및 투명 도전층 (6) 에 국부적인 응력 증대를 초래하기 때문에, 투명 도전층 (6) 에 있어서의 손상을 유효하게 억제할 수 없을 경우가 있다. 그러나, 이 투명 도전성 필름 (1) 에서는, 제 1 광학 조정층 (4) 이 수지만으로 이루어지는 경우에는 상기한 응력 증대를 억제할 수 있기 때문에 투명 도전층 (6) 에 있어서의 손상을 유효하게 억제할 수 있다.
<변형예>
제 1 실시형태에 있어서, 제 2 광학 조정층 (3) 을 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉시키고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시되지 않지만, 제 2 광학 조정층 (3) 을 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉시키지 않고, 이것들 사이에 다른 층을 개재시킬 수도 있다.
제 1 실시형태에 있어서, 제 1 광학 조정층 (4) 을 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면에 접촉시키고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제 1 광학 조정층 (4) 을 제 2 광학 조정층 (3) 의 상면에 접촉시키지 않고, 이것들 사이에 다른 층을 개재시킬 수도 있다.
제 1 실시형태에 있어서, 무기물층 (5) 을 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면에 접촉시키고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 무기물층 (5) 을 제 1 광학 조정층 (4) 의 상면에 접촉시키지 않고, 이것들 사이에 다른 층을 개재시킬 수도 있다.
<제 2 실시형태>
제 2 실시형태에 있어서, 제 1 실시형태와 동일한 부재 및 공정에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙여, 그 상세한 설명을 생략한다.
도 3 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 기재 (2) 와, 제 1 광학 조정층 (4) 과, 무기물층 (5) 과, 투명 도전층 (6) 을 순서대로 구비한다. 요컨대, 투명 도전성 필름 (1) 은, 투명 기재 (2) 와, 투명 기재 (2) 상에 배치되는 제 1 광학 조정층 (4) 과, 제 1 광학 조정층 (4) 상에 배치되는 무기물층 (5) 과, 무기물층 (5) 상에 배치되는 투명 도전층 (6) 을 구비한다. 요컨대, 제 2 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 은, 제 1 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 에 있어서, 투명 기재 (2) 와 제 1 광학 조정층 (4) 사이에 배치되는 제 2 광학 조정층 (3) 을 구비하지 않는다. 바람직하게는, 투명 도전성 필름 (1) 은 투명 기재 (2) 와, 제 1 광학 조정층 (4) 과, 무기물층 (5) 과, 투명 도전층 (6) 만으로 이루어진다.
제 1 광학 조정층 (4) 은, 예를 들어 투명 기재 (2) 의 상면 전체 면에, 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉하도록 배치되어 있다.
제 2 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 을 제조하기 위해서는, 예를 들어 투명 기재 (2) 상에 제 1 광학 조정층 (4), 무기물층 (5) 및 투명 도전층 (6) 을 상기한 순서대로 배치 (적층) 한다.
제 2 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 에 의하면, 제 1 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 과 동일한 작용 효과를 발휘할 수 있다.
특히, 도 3 에 나타내는 제 2 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 은 도 1 에 나타내는 제 1 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 과 달리, 제 2 광학 조정층 (3) 을 구비하지 않기 때문에 제조 비용을 저감함과 함께, 간편하게 투명 도전성 필름 (1) 을 얻을 수 있다. 또한, 투명 도전성 필름 (1) 의 박형화를 도모할 수 있다.
한편, 도 1 에 나타내는 제 1 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 은 도 1 에 나타내는 제 2 실시형태의 투명 도전성 필름 (1) 과 달리, 제 2 광학 조정층 (3) 을 구비하기 때문에 우수한 내찰상성을 얻을 수 있다.
<변형예>
제 2 실시형태에 있어서, 제 1 광학 조정층 (4) 을 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉시키고 있지만, 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 도시되지 않지만, 제 1 광학 조정층 (4) 을 투명 기재 (2) 의 상면에 접촉시키지 않고, 이것들 사이에 다른 층을 개재시킬 수도 있다.
실시예
아래에 실시예 및 비교예를 나타내고, 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 실시예 및 비교예에 전혀 한정되지 않는다. 또, 아래의 기재에서 사용되는 배합 비율 (함유 비율), 물성치, 파라미터 등의 구체적 수치는 상기한 「발명을 실시하기 위한 형태」에 기재되어 있고, 이것들에 대응하는 배합 비율 (함유 비율), 물성치, 파라미터 등 해당 기재된 상한치 (「이하」, 「미만」으로 정의되어 있는 수치) 또는 하한치 (「이상」, 「초과」로 정의되어 있는 수치) 로 대체할 수 있다.
실시예 1
(투명 기재의 준비)
투명 기재로서 두께 50 ㎛ 의 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름 (미츠비시 수지사 제조, 상품명 「다이아 호일」) 을 준비하였다.
(제 2 광학 조정층의 형성)
자외선 경화형 아크릴 수지와, 산화지르코늄 (ZnO2) 입자 (평균 입경 20 ㎚) 로 이루어지는 자외선 경화형 수지 조성물 (제 2 광학 조성물) 을, 고형분 농도가 5 질량% 가 되도록 MIBK 로 희석하여, 자외선 경화형 수지 조성물의 희석액을 조제하였다. 이어서, 희석액을 투명 기재의 상면에 도포하고, 건조시켜, 자외선 경화형 수지 조성물을 필름 형상으로 형성하였다. 이어서, 자외선 경화형 수지 조성물에 자외선을 조사하여 경화시켰다.
이로써, 두께 200 ㎚ 의 제 2 광학 조정층을 투명 기재의 상면 전체 면에 형성하였다.
(제 1 광학 조정층의 형성)
열 경화형 에폭시 수지 100 질량부와 에폭시 수지용 경화제 1 질량부로 이루어지는 열경화성 수지 조성물 (제 1 광학 조성물) 을, 고형분 농도가 0.8 질량% 가 되도록 MIBK 로 열경화성 수지 조성물을 희석하여, 열경화성 수지 조성물의 희석액을 조제하였다. 이어서, 희석액을 제 2 광학 조정층의 상면에 도포하고, 195 ℃ 에서 1 분간 가열함으로써 희석액을 건조시켜, 열경화성 수지 조성물을 경화시켰다.
이로써, 두께 25 ㎚ 의 제 1 광학 조정층을 제 2 광학 조정층의 상면 전체 면에 형성하였다.
(탈가스 처리)
투명 기재, 제 2 광학 조정층 및 제 1 광학 조정층으로 이루어지는 적층 필름을 DC 마그네트론 스퍼터 장치에 장착하고, 가열된 성막 롤에 밀착 및 주행시키면서 권취하였다. 적층 필름을 주행시키면서, DC 마그네트론 스퍼터 장치에 구비된 배기 장치 (터보 분자 펌프 등) 에 의해서 분위기의 진공도를 1 × 10-4 ㎩ 로 하였다.
(무기물층의 형성)
DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해서, SiO2 (이산화규소) 로 이루어지는, 두께 2 ㎚ 의 무기물층을 제 1 광학 조정층의 상면에 형성하였다.
또한, 스퍼터링 조건은 아래와 같았다.
타깃 재료 : Si
가스 : Ar 및 O2 : (O2 유량비 30 % (/Ar 및 O2 의 합계 유량))
감압도 : 0.2 ㎩
(투명 도전층의 형성)
진공 스퍼터 장치의 진공도를 유지한 상태에서, DC 마그네트론 스퍼터링법에 의해서, ITO 로 이루어지는, 두께 26 ㎚ 의 투명 도전층을 무기물층의 상면에 형성하였다. 또한, 무기물층은 비정질이었다.
또한, 스퍼터링 조건은 아래와 같았다.
타깃 재료 : 산화주석 농도 10 질량% 의 ITO
가스 : Ar 및 O2 (O2 유량비 : 0.1 % (/Ar 및 O2 의 합계 유량))
감압도 : 0.4 ㎩
(결정화)
이어서, 투명 기재 상에, 제 2 광학 조정층과, 제 1 광학 조정층과, 무기물층과, 비정질의 투명 도전층이 순서대로 형성된 적층 필름을 DC 마그네트론 스퍼터 장치로부터 꺼내어, 150 ℃ 의 오븐 내에서 120 분 가열 처리하였다. 이로써, 투명 도전층을 결정화시켰다. 이로써, 투명 기재 상에, 제 2 광학 조정층과, 제 1 광학 조정층과, 무기물층과, 결정질의 투명 도전층이 순서대로 형성된 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 2
제 2 광학 조정층의 두께를 100 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 3
제 2 광학 조정층의 두께를 300 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 4
제 1 광학 조정층의 두께를 5 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 5
제 1 광학 조정층의 두께를 35 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 6
SiO (일산화규소) 로 이루어지는 무기물층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
요컨대, 스퍼터링 조건을 아래와 같이 변경하였다.
타깃 재료 : Si
가스 : Ar 및 O2 : (O2 유량비 15 % (/Ar 및 O2 의 합계 유량))
감압도 : 0.2 ㎩
실시예 7
제 1 광학 조정층에, 중공 나노 실리카 입자 (평균 입자경 45 ㎚) 를 함유시킨 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
요컨대, 제 1 광학 조정층을 아래와 같이 형성하였다.
즉, 중공 나노 실리카 입자 함유 아크릴레이트 수지 (실리카 입자의 평균 입자경 45 ㎚, 실리카 나노 입자의 함유량 80 질량%) 와 MIBK 를 혼합하여, 고형분 농도가 1.5 질량% 인 입자 함유 수지 혼합액을 조제하였다. 이 입자 함유 수지 혼합액에 대해서 5 분간 초음파 분산을 실시하여 각 성분을 균일하게 분산시켰다. 이어서, 입자 함유 수지 혼합액을 제 2 광학 조정층의 상면에 바 코터를 사용하여 도공하고, 80 ℃ 의 오븐에서 1 분간 건조시킨 후, UV 조사 (적산 광량 300 mJ) 함으로써, 제 1 광학 조정층 (두께 25 ㎚, 입자 함유 광학 조정층) 을 형성하였다.
실시예 8
무기물층의 두께를 10 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 9
무기물층의 두께를 12 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 10
제 2 광학 조정층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 3 참조).
실시예 11
제 2 광학 조정층의 두께를 90 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
실시예 12
제 2 광학 조정층의 두께를 350 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
비교예 1
무기물층을 형성하지 않은 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
요컨대, 투명 도전성 필름은 투명 기재와, 제 2 광학 조정층과, 제 1 광학 조정층과, 투명 도전층만으로 이루어진다. 투명 도전층은 제 1 광학 조정층의 상면에 접촉하고 있었다.
비교예 2
제 2 광학 조정층을 형성하지 않고, 또, 제 1 광학 조정층의 두께를 3 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 3 참조).
비교예 3
제 2 광학 조정층을 형성하지 않고, 또, 제 1 광학 조정층의 두께를 40 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 3 참조).
비교예 4
제 1 광학 조정층의 두께를 3 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
비교예 5
제 1 광학 조정층의 두께를 40 ㎚ 로 변경한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
비교예 6
먼저, 실시예에 있어서의 제 1 광학 조정층을 형성하는 처방으로 제 2 광학 조정층을 형성하고, 그 후, 실시예에 있어서의 제 2 광학 조정층을 형성하는 처방으로 제 1 광학 조정층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다.
비교예 7
무기물층으로서 Nb2O5 층을 형성한 것 이외에는, 실시예 1 과 동일하게 처리하여 투명 도전성 필름을 제조하였다 (도 1 참조).
요컨대, 스퍼터링 조건을 아래와 같이 변경하였다.
타깃 재료 : Nb
가스 : Ar 및 O2 : (O2 유량비 30 % (/Ar 및 O2 의 합계 유량))
감압도 : 0.2 ㎩
(두께의 측정)
A. 제 2 광학 조정층의 두께 (TB), 제 1 광학 조정층의 두께 (TC), 및, 무기물층의 두께 (TD)
각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름에 있어서, 제 2 광학 조정층의 두께 (TB) 와, 제 1 광학 조정층의 두께 (TC) 와, 무기물층의 두께 (TD) 의 각각을 투과형 전자 현미경 (TEM) 에 의한 단면 관찰에 의해서 측정하였다. 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
B. 투명 도전층의 두께 (TE)
각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름에 있어서, 투명 도전층의 두께 (TE) 를 아래와 같이 X 선 반사율을 측정함으로써 산출하였다.
즉, X 선 반사율법을 측정 원리로 하여, 아래의 측정 조건에서 분말 X 선 회절 장치 (리가쿠사 제조, 「RINT-2000」) 로 X 선 반사율을 측정하고, 취득된 측정 데이터를 해석 소프트 (리가쿠사 제조, 「GXRR3」) 로 해석함으로써 산출하였다. 해석 조건은 아래의 조건으로 하고, 투명 기재와 밀도 7.1 g/㎤ 의 투명 도전층의 2 층 모델을 채용하여, 투명 도전층의 두께 (TE) 와 표면 조도를 변수로 하고 최소 자승 피팅을 실시하여 투명 도전층의 두께를 산출하였다. 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
[측정 조건]
광원 : Cu-Kα 선 (파장 : 1,5418 Å), 40 ㎸, 40 ㎃
광학계 : 평행 빔 광학계
발산 슬릿 : 0.05 ㎜
수광 슬릿 : 0.05 ㎜
단색화·평행화 : 다층 괴벨 미러 사용
측정 모드 : θ/2θ 스캔 모드
측정 범위 (2θ) : 0.3 ∼ 2.0°
[해석 조건]
해석 수법 : 최소 자승 피팅
해석 범위 (2θ) : 2θ = 0.3 ∼ 2.0°
C. 투명 기재의 두께 TA
투명 기재의 두께 TA 에 대해서는 준비된 투명 기재의 카탈로그에 기재된 수치를 그대로 채용하였다.
D. 두께의 비
두께의 비, 즉 TB/TA, TC/TB, TD/TC, TE/TD 를 각각 산출하였다. 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
(굴절률의 측정)
각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름에 있어서, 제 2 광학 조정층의 굴절률 (nB) 과, 제 1 광학 조정층의 굴절률 (nC) 과, 무기물층의 굴절률 (nD) 과, 투명 도전층의 굴절률 (nE) 의 각각의 굴절률을 아베 굴절률계에 의해서 측정하였다.
또한, 투명 기재의 굴절률 (nA) 에 대해서는 준비된 투명 기재의 카탈로그에 기재된 수치를 그대로 채용하였다. 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
또, 굴절률의 비, 즉 nB/nA, nC/nA, nD/nC 를 각각 산출하였다. 또, 「nC × 1.13」치를 산출하였다. 결과를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
(내크랙성 (손상 억제))
각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름을, 아래의 조작에 의해서, 내크랙성 (손상 억제) 을 아래의 기준에 기초하여 평가하였다.
즉, 제조된 투명 도전 필름을 6 ㎝ × 6 ㎝ 로 잘라 내고, 잘라 내어진 투명 도전 필름의 투명 도전층의 표면에 폭 1 ㎜ 의 폴리이미드 테이프를 10 ㎜ 간격으로 스트라이프상으로 면 내에 3 개 첩부하였다. 계속해서, 이 상태에서 50 ℃, 10 질량% 의 염산 (HCl) 에 함침시켜 투명 도전층을 에칭하였다 (도 2 및 도 4 참조). 그 후, 폴리이미드 테이프를 투명 도전성 필름으로부터 벗겨 내고, 150 ℃ 에서, 30 분간 건조시킨 후, 두께 700 ㎛ 의 유리판에 투명한 풀을 사용하여 첩부하였다. 구체적으로는, 투명 도전층을 풀을 통하여 유리판에 첩착 (貼着) 하였다. 이 상태에서, 85 ℃ 85 %RH 환경 하에 일정 시간 정지시키고, 그 후, 레이저 현미경으로 20 배의 배율로 투명 도전층에 크랙 (손상) 이 발생되었는지를 관찰하였다.
기준
○ : 85 ℃ 85 %RH 환경 하에서, 120 시간 경과 후 및 240 시간 경과 후 중 어느 것에서도 크랙의 발생이 없다.
△ : 85 ℃ 85 %RH 환경 하에서, 120 시간 경과 후에 크랙의 발생이 없지만, 240 시간 경과 후에서 크랙의 발생이 있다.
× : 85 ℃ 85 %RH 환경 하에서, 120 시간 경과 후 및 240 시간 경과 후 중 어느 것에서도 크랙의 발생이 있다.
(내찰상성)
각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름을, 아래의 조작에 의해서, 내찰상성을 아래의 기준에 기초하여 평가하였다.
140 ℃, 90 분간 가열한 투명 도전성 필름을 5 ㎝ × 11 ㎝ 의 장방형으로 잘라 내고, 장변측의 양 단부 5 ㎜ 부분에 은 페이스트를 도포 부착하여 48 시간 자연 건조시켰다. 다음으로 투명 도전성 필름에 있어서의 투명 기재의 하면을 점착제가 형성된 유리판에 첩부하여 찰상성 평가용 샘플을 얻었다. 이어서, 10 연식 (連式) 펜 시험기 (M·T·M 사 제조) 를 사용하여, 하기 조건에서 상기 찰상성 평가용 샘플의 단변측에 있어서의 중앙 위치 (2.5 ㎝ 위치) 에서 장변 방향으로 10 ㎝ 의 길이로 상기 찰상성 평가용 샘플의 투명 도전층 표면을 문질렸다. 문지르기 전의 찰상성 평가용 샘플의 저항값 (R0) 과, 문지른 후의 찰상성 평가용 샘플의 저항값 (R20) 을, 찰상성 평가용 샘플의 장변측에 있어서의 중앙 위치 (5.5 ㎝ 위치) 에서 양 단부의 은 페이스트부가 형성된 테스터를 갖다 댐으로써 측정하고, 저항 변화율 (R20/R0) 을 구함으로써 내찰상성을 평가하였다.
찰상자 : 안티콘 골드 (콘텍사 제조)
하중 : 127 g/㎠
찰상 속도 : 13 ㎝/초 (7.8 m/분)
찰상 횟수 : 20 회 (왕복 10 회)
○ : 저항 변화율이 1.5 이하
△ : 저항 변화율이 1.5 를 초과하고, 2.5 이하
× : 저항 변화율이 2.5 를 초과한다
(투명성)
각 실시예 및 각 비교예의 투명 도전성 필름의 투과 XYZ 좌표에 있어서의 투과 Y 를 측정함으로써, 투명성을 아래의 기준에 기초하여 평가하였다.
구체적으로는, 측정 장치는 DOT-3C (고속 적분구식 분광 투과율 측정기, 무라카미 색채 기술 연구소사 제조) 혹은 그와 동등한 기종을 사용한다. 투명 도전성 필름의, 투명 도전층측으로부터 입광시키고, 투명 기재측으로부터 투과 스펙트럼을 얻었다. 계속해서, 스펙트럼으로부터 투과 Y 치를 산출하였다. 그 때, 사용 광원은 JIS Z 8716 에 규정된 D65 광원 및 시야각은 2 도로 하였다.
기준
○ : 투과 Y 가 88 이상이었다.
× : 투과 Y 가 88 미만이었다.
(배선 패턴의 시인 억제 (외관))
배선 패턴 시인성은 아래의 조작으로 평가하였다. 5 ㎝ x 10 ㎝ 의 투명 도전 필름의 투명 도전층의 표면에, 투명 도전성 필름의 단변 방향을 따라서 스트라이프상으로 폭 1 ㎜ 의 폴리이미드 테이프를 2 ㎜ 간격으로 첩부하고, 50 ℃, 10 질량% 의 염산에 5 분간 함침시켰다. 이로써, 도 2 에 나타내는 바와 같이, 투명 도전층을 스트라이프 형상의 패턴부를 갖는 배선 패턴으로 형성하였다.
그 후, 폴리이미드 테이프를 벗겨 내고, 투명 도전층을 흑판에 첩부하여 배선 패턴 시인성 평가용의 샘플을 제조하였다.
그 후, 배선 패턴을 관찰하고, 시인 억제 (외관) 를 아래의 기준에 기초하여 평가하였다.
기준
○ : 도전층의 패턴이 거의 시인되지 않는다.
△ : 도전층의 패턴이 거의 시인되지 않지만, 각도를 바꾸면 시인되는 경우가 있다.
× : 도전층의 패턴이 용이하게 시인된다.
Figure pct00001
Figure pct00002
또한, 상기 발명은 본 발명이 예시한 실시형태로서 제공했지만, 이것은 단순한 예시에 지나지 않고, 한정적으로 해석해서는 안 된다. 당해 기술 분야의 당업자에 의해서 명확한 본 발명의 변형예는 후기하는 특허청구범위에 포함된다.
산업상 이용가능성
투명 도전성 필름은 예를 들어 터치 패널에 사용된다.
1 : 투명 도전성 필름
2 : 투명 기재
3 : 제 2 광학 조정층
4 : 제 1 광학 조정층
5 : 무기물층
6 : 투명 도전층
ABV : 절대치 (=|nC × 1.13|)
nA : 굴절률 (투명 기재)
nB : 굴절률 (제 2 광학 조정층)
nC : 굴절률 (제 1 광학 조정층)
nD : 굴절률 (무기물층)
TB : 두께 (제 2 광학 조정층)
TC : 두께 (제 1 광학 조정층)
TE : 두께 (투명 도전층)

Claims (6)

  1. 순서대로, 투명 기재와, 제 1 광학 조정층과, 무기물층과, 투명 도전층을 구비하고,
    상기 제 1 광학 조정층은 상기 투명 기재의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖고, 10 ㎚ 이상, 35 ㎚ 이하의 두께를 갖고,
    상기 무기물층은 상기 제 1 광학 조정층의 굴절률에 1.13 을 곱한 값의 절대치보다 낮거나 또는 상기 절대치와 동일한 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 기재와, 상기 제 1 광학 조정층 사이에 배치되는 제 2 광학 조정층을 추가로 구비하고,
    상기 제 2 광학 조정층은 상기 투명 기재의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 광학 조정층은 100 ㎚ 이상, 300 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 무기물층은 1.5 ㎚ 이상, 10 ㎚ 이하의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 투명 도전층의 두께가 25 ㎚ 이상인 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 조정층이 수지만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 투명 도전성 필름.
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