KR101585512B1 - 전도성층을 포함하는 무 기재 타입 적층 필름 및 그 제조 방법 - Google Patents

전도성층을 포함하는 무 기재 타입 적층 필름 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 명세서에는 전도성층을 포함하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름 및 이의 제조방법과 전도성층을 포함하는 전사방식의 무 기재 타입 적층필름을 포함하는 전자 장치가 개시된다. 상기 무 기재 타입 적층필름은 이형필름, 상기 이형필름의 일면에 위치하는 점착층, 상기 점착층의 일면에 위치하는 프라이머층, 및 상기 프라이머층의 일면에 위치하는 전도성층;을 포함한다.

Description

전도성층을 포함하는 무 기재 타입 적층 필름 및 그 제조 방법{NON-SUBSTRATE TYPE LAYERED FILM COMPRISING CONDUCTIVE LAYER AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 명세서에는 전도성층을 포함하는 전사 방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름 및 그 제조방법과 전도성층을 포함하는 전사방식의 무 기재 타입 적층 필름이 전사된 전자 장치가 개시된다.
투명전극은 오늘날 디스플레이를 비롯한 다양한 전자기기(phone, tablet PC, TV 등)에 사용되고 있으며 앞으로 그 적용분야는 더욱더 커질 것으로 예상되고 있다. 현재 투명전극의 가장 큰 문제점으로 두께 및 투과도 문제를 제기할 수 있고, 이는 일반적으로 사용되는 기재의 영향이 가장 크다고 볼 수 있다. 일반적인 플라스틱 기재에 전도성 코팅을 할 때, 기재의 투과도가 92~90% 정도에 머물고 있기 때문에 투명전도성필름의 경우 투과도에 있어 한계가 있게 되며, 플라스틱 기재의 경우 50~100 ㎛ 또는 그 이상의 두께를 가지고 있어 투명전도성필름을 사용한 터치패널이나 디스플레이의 두께가 증가하게 되는 것이다.
한국 등록특허 제10-1173394호
일 측면에서, 본 명세서는 전도성층을 전사방식으로 터치패널이나 디스플레이 등의 전자 장치에 형성함으로써 전도성은 유지하면서 플라스틱 기재를 없애 투과도 증가 및 두께 감소 효과를 나타내고 나아가 플렉서블, 폴더블 적용이 가능한 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 명세서는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 투명전도성 필름을 이용하여 증가된 투과도로 인한 우수한 광학 특성과 감소된 두께를 갖는 터치패널, 디스플레이 등의 전자 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 명세서는 전사 전, 전도성층의 형성을 위하여 보호필름 제거 시 프라이머층의 들뜸이나 터널 현상 등의 변형, 손상 발생 없이 프라이머층으로부터 보호필름을 용이하게 제거하면서 점착층에 변형이나 손상 발생 없이 점착층을 이형필름 상에 유지할 수 있는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
다른 측면에서, 본 명세서는 고온 고습 신뢰성이 향상된 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 구현예들에서는, 이형필름; 상기 이형필름의 일면에 위치하는 점착층; 상기 점착층의 일면에 위치하는 프라이머층; 및 상기 프라이머층의 일면에 위치하는 전도성층;을 포함하되, 상기 이형필름은 베이스필름 및 상기 점착층과 접하는 이형층을 포함하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착층 및 점착층과 접하는 프라이머층의 두께 합은 10 내지 30 ㎛일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 적층필름은 전광선 투과율이 90% 이상일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 적층필름은 헤이즈가 0.15% 이하일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 적층필름은 투명전도성필름일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에서는, 점착층; 상기 점착층의 일면에 위치하는 프라이머층; 및 상기 프라이머층의 일면에 위치하는 전도성층;이 전사된 전자 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예들에서는, (1) 보호필름, 프라이머층, 점착층 및 이형필름을 적층하는 단계; 및 (2) 상기 보호필름을 제거하고 프라이머층 상에 전도성층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 보호필름은 베이스필름 및 상기 프라이머층과 접하는 보호층을 포함하고, 상기 이형필름은 베이스필름 및 상기 점착층과 접하는 이형층을 포함하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름의 제조방법을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 (1) 단계는 베이스필름과 보호층을 적층하여 보호필름을 제조하는 단계; 상기 보호층 상에 프라이머층을 적층하는 단계; 베이스필름과 이형층을 적층하여 이형필름을 제조하는 단계; 상기 이형층 상에 점착층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층이 적층된 보호필름과 상기 점착층이 적층된 이형필름을 합지하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 (1) 단계는 베이스필름과 보호층을 적층하여 보호필름을 제조하는 단계; 상기 보호층 상에 프라이머층을 적층하는 단계; 상기 프라이머층 상에 점착층을 적층하는 단계; 베이스필름과 이형층을 적층하여 이형필름을 제조하는 단계; 및 상기 프라이머층 및 점착층이 적층된 보호필름과 상기 이형필름을 합지하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 베이스필름은 내열성 수지를 포함하는 광학용 필름일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층과 보호필름의 박리력이 P1이고 점착층과 이형필름의 박리력이 P2일 때, P2/P1은 2.0 내지 5.0일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층과 보호필름의 박리력이 1 내지 5 gf/25mm이고, 점착층과 이형필름의 박리력이 2 내지 25 gf/25mm일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층은 보호층보다 낮은 표면장력을 갖고 전도성층보다 높은 표면장력을 가질 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 보호층의 표면장력은 30 내지 50 dyne이고, 프라이머층의 표면장력은 25 내지 35 dyne일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층은 열경화 후 점착층과 부착될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착층은 가교제 및 가교가 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물로부터 형성될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 아크릴계 공중합체는 탄소수 4 내지 20의 아크릴레이트 단량체로부터 제조될 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착제 조성물은 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.
일 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 전도성은 유지하면서 플라스틱 기재를 없애 투과도 증가 및 두께 감소 효과를 나타내고 나아가 플렉서블, 폴더블 적용이 가능한 전사방식의 무 기재(non-substrat) 타입 적층필름을 제공하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 투과도 및 제품 두께에 영향을 미치는 플라스틱 기재를 없애 전도성은 유지하면서 증가된 투과도로 인한 우수한 광학 특성 및 감소된 두께를 갖는 터치패널, 디스플레이 등의 전자 장치를 제공하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 보호필름과 이형필름의 박리력을 상이하게 함으로써, 전사 전, 전도성층의 형성을 위하여 보호필름 제거 시 프라이머층의 들뜸이나 터널 현상 등의 변형, 손상 발생 없이 프라이머층으로부터 보호필름을 용이하게 제거하면서 점착층에 변형이나 손상 발생 없이 점착층을 이형필름 상에 유지할 수 있는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
다른 측면에서, 본 명세서에 개시된 기술은 고온 고습 신뢰성이 향상된 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름 및 그 제조방법을 제공하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 전도성층 형성 전 적층필름 구조의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 전도성층 형성 후 적층필름 구조의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 전사 후 적층필름 구조의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 적층필름의 제조방법 및 이의 구현방법을 나타낸 개략도이다.
이하, 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.
본 명세서에서 "전사방식"이란 전도성층을 임시의 기재 상에서 별도의 피착제로 전사하여 전도성층을 형성하는 기술로서, 더욱 구체적으로, 임시의 기재 상에 일시적으로 전도성층을 형성하여 두고, 이후 상기 전도성층을 임시의 기재 상에서 박리하여 별도의 피착제에 전사함으로써 상기 피착제에 전도성층을 형성하는 방법을 의미한다.
본 명세서에서 "무 기재(non-substrate) 타입 적층필름"이란 보호필름과 이형필름 사이에 프라이머층과 점착층이 존재할 뿐 중앙부에 프라이머층과 점착층이 형성되는 기재(substrate)를 가지지 않는 적층필름을 의미한다. 이는 프라이머층과 점착층이 형성되는 기재(substrate)가 중앙부에 존재하는 기재(substrate) 타입 적층필름과 대비된다.
본 명세서에서 "전사방식의 무 기재 타입 적층필름"이란 중앙부에 프라이머층과 점착층이 형성되는 기재(substrate)를 가지지 않는 필름으로서, 상기 무 기재 타입 적층필름 상에 형성된 전도성층을 별도의 피착제에 전사가 가능한 적층필름을 의미한다.
본 명세서에서 "피착제"란 본 발명의 구현예들에 따른 적층필름이 적용되는 부재로서, 예를 들어, 터치스크린, 디스플레이 등의 전자 장치가 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름의 전도성층 형성 전 적층필름 구조의 단면을 나타낸 개략도이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 상기 전도성층 형성 전 적층필름은 보호필름(10), 프라이머층(20), 점착층(30), 이형필름(40)이 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 보호필름(10)은 베이스필름(11) 및 보호층(12)을 포함하고 보호층(12)은 프라이머층(20)과 접하며, 이형필름(40)은 베이스필름(42) 및 이형층(41)을 포함하고 이형층(41)은 점착층(30)과 접한다.
본 발명의 구현예들에서는, 이형필름(40); 상기 이형필름(40)의 일면에 위치하는 점착층(30); 상기 점착층(30)의 일면에 위치하는 프라이머층(20); 및 상기 프라이머층(20)의 일면에 위치하는 전도성층(50);을 포함하되, 상기 이형필름(40)은 베이스필름(42) 및 상기 점착층(30)과 접하는 이형층(41)을 포함하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름을 제공한다. 상기 전도성층(50)은 보호필름(10)이 제거된 다음 형성된 것으로서, 상기 보호필름(10)은 베이스필름(11) 및 상기 프라이머층(20)과 접하는 보호층(12)을 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 보호필름(10)을 제거하고 전도성층(50)을 형성한 후 캐리어필름(60)을 합지한 전사 전 적층필름 구조의 단면을 나타낸 개략도는 도 2와 같다.
도 3은 본 발명의 예시적인 일 구현예에 따른 전사 후 적층필름 구조의 단면을 나타낸 개략도이다. 즉, 이형필름(40)을 제거하고 강화유리 등과 같은 피착제(70)에 전사한 후 캐리어필름(60)을 제거한 전사 후 적층필름을 나타낸다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착층(30) 및 점착층과 접하는 프라이머층(20)의 두께 합은 10 내지 30 ㎛일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 적층필름은 전광선 투과율이 90% 이상일 수 있다. 구체적으로, 상기 적층필름은 전광선 투과율이 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상, 96% 이상, 98% 이상, 99% 이상 또는 99.99% 이상일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 적층필름은 헤이즈가 0.15% 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예들에서는, 점착층; 상기 점착층의 일면에 위치하는 프라이머층; 및 상기 프라이머층의 일면에 위치하는 전도성층;을 포함하는 전자 장치를 제공한다. 상기 전자 장치의 예로는 터치스크린패널, 디스플레이 장치, 투명 스위치 등을 들 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예들에서는, (1) 보호필름, 프라이머층, 점착층 및 이형필름을 적층하는 단계; 및 (2) 상기 보호필름을 제거하고 전도성층을 형성하는 단계;를 포함하되, 상기 보호필름은 베이스필름 및 상기 프라이머층과 접하는 보호층을 포함하고, 상기 이형필름은 베이스필름 및 상기 점착층과 접하는 이형층을 포함하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름의 제조방법을 제공한다.
예시적인 구현예에서, 상기 (1)단계는 베이스필름과 보호층을 적층하여 보호필름을 제조하는 단계; 상기 보호층 상에 프라이머층을 적층하는 단계; 베이스필름과 이형층을 적층하여 이형필름을 제조하는 단계; 상기 이형층 상에 점착층을 형성하는 단계; 및 상기 프라이머층이 적층된 보호필름과 상기 점착층이 적층된 이형필름을 합지하는 단계를 포함할 수 있다(도 4 참조).
예시적인 구현예에서, 상기 (1)단계는 베이스필름과 보호층을 적층하여 보호필름을 제조하는 단계; 상기 보호층 상에 프라이머층을 적층하는 단계; 상기 프라이머층 상에 점착층을 적층하는 단계; 베이스필름과 이형층을 적층하여 이형필름을 제조하는 단계; 및 상기 프라이머층 및 점착층이 적층된 보호필름과 상기 이형필름을 합지하는 단계를 포함할 수 있다(도 5 참조).
예시적인 구현예에서, 상기 베이스필름은 내열성을 가진 재료로 제조된 광학용 필름으로서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(Polybuthylene terephthalate) 등의 폴리에스테르(Polyester) 수지를 포함하는 내열성 수지를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 PET 필름일 수 있다. 상기 베이스필름의 두께는 비제한적인 예시에서 25 내지 188 ㎛ 범위의 두께를 가질 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 베이스필름의 인장강도는 MD 방향(폭 방향) 22.0±8 kgf/mm2, TD 방향(길이 방향) 30.0±9 kgf/mm2일 수 있다. 또한, 상기 베이스필름의 신율은 MD 방향 150±80%, TD 방향 100±80%일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 베이스필름은 배향각이 6도 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로는 배향각이 0 내지 6도인 것이 바람직하다. 배향각은 베이스필름의 제조 시 필름이 연신되는 각도로서, 이는 배향 주축의 경사를 나타낸다. 상기 배향각의 각도가 6도 이하인 경우, 추후 공정에서 점착 필름을 피착체에 부착하였을 때 피착체에 있는 이물이 잘 보이게 된다. 따라서 피착체의 이물검사 시 정밀도를 높일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 전도성층은 전도성 물질의 단일 막 또는 2가지 이상의 혼합 막일 수 있으며, 상기 전도성 물질은 1차원 또는 2차원 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 전도성 물질은 금속 물질, 탄소 물질 또는 고분자 물질일 수 있으며, PEDOT(Poly(3,4-Ethylene Di Oxy Thiophene)):PSS(Poly(Styrene-Sulfonate)), 폴리아닐린, 탄소나노튜브, 그래핀, 은 나노와이어(nanowire), 은 메쉬(mesh), 구리 메쉬(mesh), ITO(Indium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin oxide) 등을 예로 들 수 있다. 또한, 전도성층(20)의 두께는 50 nm 내지 1 ㎛일 수 있다.
상기 (2)단계에서 전도성층의 형성은 프라이머층에 대해 직접 이루어진다. 즉, 프라이머층은 전도성층이 형성되는 전도성층 형성부가 된다. 따라서, 보호필름은 이형필름보다 먼저 박리되어야 하며 프라이머층은 들뜸, 터널 현상, 기타 변형이나 손상 없이 유지될 수 있어야 한다. 또한, 프라이머층과 점착층은 온전히 이형필름에 부착되어 있어야 한다. 한편, 전도성층의 형성방법은 특별히 제한되지 않으며, 당업계에서 알려진 방법이면 어느 것이든 사용이 가능하다.
보호필름과 이형필름의 이형력 차이가 적으면 보호필름 제거 시 프라이머층이나 점착층의 변형 또는 손상이 발생할 수 있으므로 보호필름과 이형필름 간의 이형력 차를 높이는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 보호필름의 박리력은 이형필름의 박리력보다 낮고, 더욱 구체적으로, 상기 프라이머층과 보호필름의 박리력이 P1이고 점착층과 이형필름의 박리력이 P2일 때, P2/P1은 2.0 내지 5.0일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층과 보호필름의 박리력이 1 내지 5 gf/25mm이고, 점착층과 이형필름의 박리력이 2 내지 30 gf/25mm 또는 2 내지 25 gf/25mm일 수 있다. 보호필름의 박리력이 1 gf/25mm 이상이 됨에 따라 프라이머층의 들뜸, 터널 현상 등의 불량 발생을 방지하여 프라이머층을 보호할 수 있고, 보호필름의 박리력이 5 gf/25mm 이하가 됨에 따라 보호필름의 박리 시 프라이머층 또는 점착층이 박리될 수 있는 문제를 예방할 수 있다. 한편, 이형필름의 이형 박리력은 70 ℃에서 24시간 동안 방치 후에도 30 gf/25mm, 바람직하게는 25 gf/25mm를 넘지 않는 것이 바람직하다. 전도성층을 형성한 후 해당 전도성층에 캐리어필름이 부착될 때, 캐리어필름과 전도성층 간의 박리력보다 이형필름과 점착층 간의 박리력이 높을 경우 이형필름이 박리되지 않을 수 있기 때문이다.
한편, 베이스필름 상에 코팅되는 보호층은 프라이층 계면과의 낮은 이형력뿐만 아니라 프라이머층의 적층을 위해 프라이머층보다 높은 표면장력을 가져야 한다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층은 보호층보다 낮은 표면장력을 갖고 전도성층보다 높은 표면장력을 가질 수 있다. 프라이머층의 경우, 후 공정에서 프라이머층 위에 형성되는 전도성층과의 부착력이 중요하다. 이를 위하여 표면장력을 전도성층보다 높게 형성하여야 한다. 또한, 보호필름 위에 프라이머층을 형성하기 위하여는 프라이머층의 표면장력은 보호층의 표면장력보다 낮아야 한다.
예시적인 구현예에서, 상기 보호층의 표면장력은 30 내지 50 dyne 또는 35 내지 45 dyne이고, 프라이머층의 표면장력은 25 내지 35 dyne일 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 보호층은 이형제로 이루어지는 이형층이며, 이형제는 특별히 제한되지는 않지만, 비실리콘 계열인 멜라민계 또는 아크릴계 이형제를 사용할 수 있으며, 경화방식은 열과 자외선 경화 모두 사용이 가능하다. 보호층에 포함되는 이형제의 도포량은 특별히 제한되지는 않으나, 박리 성능을 고려하여 0.3 내지 4 g/m2 또는 0.5 내지 3 g/m2　범위일 수 있다. 도포량이 낮을 경우 베이스필름의 표면 조도가 프라이머층에 영향을 줄 수 있으므로, 보호층은 베이스필름의 표면 조도에 의하여 프라이머층의 표면 굴곡이 생기지 않도록 일정 도포량을 유지하여 베이스필름에 도포되는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 이형층의 이형제도 특별한 제한은 없으나 아크릴 점착제에 이형 물성을 발휘하는 부가형 실리콘계를 적용하여 건조 온도 130 ℃ 이하로 제조하는 것이 바람직하다. 130 ℃ 이상으로 작업 시 필름의 열수축으로 인하여 횡주름 및/또는 종주름의 발생 원인이 될 수 있다. 또한, 열을 가하지 않는 실리콘계 이형제로서, 자외선 경화 타입의 아크릴 실리콘,　메르캅토기 함유 실리콘 및 에폭시기 함유 실리콘도 사용할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 보호층 및/또는 이형층을 베이스필름에 형성하는 것은 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 코팅법을 사용하여 수행될 수 있다. 구체적으로, 예컨대 그라비아　코팅, 메이어 바 코팅,　에어나이프 코팅, 닥터나이프 코팅 등의 여러 가지 방법에 의하여 이형제를 베이스필름에 도포한 뒤, 가열　처리, 자외선 조사 등의 방법으로 건조, 경화시켜 형성할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층으로 사용 가능한 재료로는 우레탄 아크릴레이트, 아크릴 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트 등의 모노머, 올리고머, 폴리머 등의 조합으로 사용이 가능하다. 또한, 경화 방식에 따라 광개시제 또는 경화제를 첨가할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 프라이머층은 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 코팅법을 사용하여 형성될 수 있다. 구체적으로, 그라비아　코팅, 메이어 바 코팅,　슬롯 다이 코팅, 에어나이프 코팅, 닥터나이프 코팅 등의 여러 가지 방법에 의하여 프라이머 조성물을 보호층 상에 도포한 뒤, 열경화, 자외선 경화 등의 방법으로 건조, 경화시킴으로써 달성할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 바람직하게는 프라이머층 형성 시 열경화 방식을 이용하는 것이 좋다. 이는 프라이머층과 점착층 간의 화학적 결합 강화를 이룰 수 있어 점착층과 프라이머층 간의 부착성 측면에서 높은 신뢰성을 얻을 수 있기 때문이다. 자외선 경화를 이용하는 경우 자외선 경화 시 반응이 완료되는데 반해 열경화 반응은 프라이머층이 미반응 상태로 유지되어 향후 점착층과의 화학적 결합이 가능한 상태로 남을 수 있어 점착층과 프라이머층 간의 부착성 측면에서 높은 신뢰성을 얻을 수 있다.
상기 점착층은 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 모든 접착제의 적용이 가능하며, 예시적인 구현예에서, 상기 점착층은 가교제 및 가교가 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물로부터 형성될 수 있다. 관능기를 포함하는 공중합체를 이용함에 따라 점착제간 응집력이 떨어지는 문제나 신뢰성 평가시 들뜸, 기포, 전이 등의 현상이 발생하는 것을 예방할 수 있다. 관능기는 카르복실기 단독, 히드록실기 단독, 또는 카르복실기와 히드록실기가 복합적으로 포함된 단량체를 사용하는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 히드록실기만을 사용한 단량체를 사용하는 것이 좋다. 히드록실기만이 함유된 단량체를 이용함에 따라 관능기의 강한 반응성으로 인해 부착 표면의 부식 및 산화가 일어나 제품 신뢰성에 악영향을 줄 수 있는 문제를 예방할 수 있다. 한편, 공중합체 구조에서 응집력과 내구성을 강화할 목적으로 히드록실기와 반응성을 가진 가교제를 사용할 수 있다. 가교제는 디이소시아네이트, 4관능성 에폭사이드, 금속킬레이트, 아민, 아미드 등의 화합물을 사용할 수 있다. 그 중에서 점착제의 투명도를 유지시킬 수 있고, 여러 가지 표면층과 우수한 밀착성을 가지는 헥사메틸렌디이소시아네이트(HMDI) 구조를 가진 이소시아네이트 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
예시적인 구현예에서, 상기 가교제는 점착층 관능기와 반응시켜 겔 분율이 60% 이상, 더욱 바람직하게는 60 내지 80%가 되도록 할 수 있다. 상기 겔 분율이 높을수록 점착층의 응집력 및 내열성이 우수하여 물성적 측면에서 우수하나, 80%를 넘는 겔 분율로 점착층이 너무 하드해지면 적층필름이 피착체에 붙은 상태에서 고온 고습 조건에서 보관 시 기포 발생 및 터널링이 발생할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 아크릴계 공중합체는 투명성이 확보된 탄소수 4 내지 20의 아크릴레이트 단량체로부터 제조될 수 있다. 탄소원자 20개 이하의 단량체를 사용하여 공중합함에 따라, p-오비탈 간섭에 의한 입체장해(Steric hindrance)가 발생하여 미반응된 단량체의 비율이 증가하게 되어 부착 신뢰성에서 기포, 얼룩 등의 문제가 발생하는 점을 예방할 수 있다. 또한, 탄소원자 4개 이상의 단량체를 사용함에 따라, 기화가 쉽게 되어 내부압력 증가로 인해 공중합 언밸런스 및 안전상 문제가 야기될 수 있는 점을 예방할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착제 조성물은 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다. 상기 실란 커플링제로는 에폭시기를 함유하는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 실란 커플링제의 에폭시기는 공중합체의 반응성기와 결합하고 알콕시 실란 부분은 점착제가 적용되는 피착체와 결합함으로써, 접착 안정성을 향상시키고 고온 고습 조건 하에서 장시간 방치되었을 경우 접착력 하락을 방지시키는 역할을 한다.
이외에도, 예시적인 구현예에서, 상기 점착제 조성물에는 특정한 목적을 위하여 가소제, 에폭시 레진 및 경화제 등을 추가로 혼합 사용할 수 있고, 자외선 안정제, 산화 방지제 등을 일반적인 목적에 따라 더 첨가하여 사용할 수 있다.
비제한적인 예시에서, 상기 점착층은 아크릴계 점착제 조성물 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 경화제 0.1 내지 0.3 중량부 및 실란커플링제 0.01 내지 1.0 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 아크릴계 점착제 조성물 100 중량부에 대하여 에폭시계 경화제 0.1 내지 2.0 중량부를 포함할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착제의 분자량은 70 내지 150만 정도, 유리전이온도(Tg)는 -50 내지 -10 ℃일 수 있다. 상기 유리전이온도가 너무 낮으면 점착제의 응집력이 낮아질 수 있고, 유리전이온도가 너무 높으면 피착체와의 점착성이 낮아질 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착층의 도포량은 5 내지 50 g/m2, 또는 10 내지 20 g/m2일 수 있다. 도포량이 5 g/m2 미만일 경우 부착력이 현저하게 저하되어 신뢰성 평가시 들뜸 문제가 발생할 수 있으며, 50 g/m2 이상일 경우 점착제 특유의 점탄성으로 인해 눌림 저항력 등의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 점착제의 도포는 당해 기술분야에서 일반적으로 사용되는 도포법이면 제한 없이 사용이 가능하며, 구체적으로 다이 코터, 닙 코터,　그라비아롤 코터, 콤마 코터 등을 이용하여 수행할 수 있다.
예시적인 구현예에서, 상기 점착층은 1000 내지 3000 gf/25mm의 점착력을 가질 수 있다. 점착력이 1000 gf/25mm 미만일 경우 피착체에 붙은 상태에서 고온 고습 조건에 보관 시 기포 발생 및 터널링이 발생할 수 있다. 또한 점착력이 3000 gf/25mm를 초과할 경우 강화 유리 등 피착체와의 합지에서 불량 발생 시 제거가 불가하여 생산 원가 상승의 요인이 될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 예시하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
실시예 1.
폴리에틸렌 테레프탈레이트인 베이스필름(두께 75 ㎛)의 일면에, 멜라민계 수지 100 중량부에 경화제 1 중량부와 유기용제 300 중량부를 배합하여 그라비아 코팅하여 보호층(두께 0.7㎛)을 형성하고 보호필름을 제조하였다.
다음으로, 상기 보호층 상에 프라이머층(두께 5㎛)으로서 우레탄 아크릴레이트 100 중량부에 경화제 3 중량부, 아크릴계 레벨링제 0.2 중량부 및 유기용제 300 중량부를 배합하여 그라비아 코팅법으로 형성한 후, 자외선 경화하였다.
한편, 별도로 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 베이스필름(두께 100㎛)의 일면에, 그라비아 코팅법을 사용하여 실리콘 이형제 100 중량부에 경화제 1 중량부 및 유기용제 600 중량부를 도포하여 이형층(두께 0.7㎛)을 형성하고 이형필름을 제조하였다.
상기 이형층 상에 점착층으로서 히드록실기 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체 100 중량부에 이소시아네이트계 경화제 0.2 중량부 및 유기용제 50 중량부를 배합하여 슬롯다이 코팅법을 사용하여 두께 10㎛를 형성한 후, 상기 프라이머층과 합지하여 무 기재 타입 적층필름을 제조하였다(도 4 참조).
전도성층의 형성은, 상기 무 기재 타입 적층필름에서 프라이머층으로부터 보호층을 박리하여 보호필름을 제거한 후 형성하였다. 전도성 물질은 PEDOT:PSS, 은 나노와이어, 은 메쉬, 구리 메쉬, 단일벽 탄소나노튜브 중에서 하나 또는 두 가지 이상의 복합물질(본 실시예에서는 PEDOT:PSS를 사용하였다)을 이용하여 단일 또는 복수의 층으로 형성하였고, 전도성층의 두께는 50 nm 내지 1 ㎛으로 형성하였다(본 실시예에서는 단일층의 전도성층을 100nm로 형성하였다).
실시예 2.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 프라이머층 형성 후, 상기 점착층을 프라이머층 상에 직접 슬롯다이 코팅한 후, 이형필름을 합지하여 무 기재 타입 적층필름을 제조하였다(도 5 참조).
실시예 3.
상기 실시예 1과 동일하게 실시하되, 프라이머층(두께 5㎛)으로서 우레탄 아크릴레이트 100 중량부에 경화제 5 중량부 및 유기용제 300 중량부를 배합하여 그라비아 코팅법으로 형성한 후, 열경화하였다.
비교예 1.
폴리에틸렌 테레프탈레이트 기재 필름(두께 100㎛)의 일면에 프라이머층(두께 5㎛)을 형성한 후, 반대쪽 면에 점착층(두께 25㎛)을 형성하였다. 프라이머층과 점착층의 구성은 실시예 1과 동일하게 하였다.
다음으로, 상기 점착층을 이형필름(이형필름은 상기 실시예 1의 이형필름과 동일하게 구성함)과 합지하고, 프라이머층의 상면에 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 보호필름층(두께 60㎛)을 합지하여, 비교예 1의 적층필름을 제조하였다. 실시예 1과 같이 보호 필름을 제거하고 전도성층을 프라이머층 상에 형성하였다.
비교예 2.
상기 비교예 1과 동일하게 실시하되, 두께를 달리하여, 보호필름층(두께 60㎛), 프라이머층(두께 5㎛), 기재 필름(두께 50㎛), 점착층(두께 25㎛) 및 이형필름이 순차적으로 적층된 비교예 2의 필름을 제조하였다. 실시예 1과 같이 보호 필름을 제거하고 전도성층을 프라이머층 상에 형성하였다.
실험예.
상기 실시예 및 비교예 샘플들에 대하여 물성을 측정하였다.
먼저 상기 실시예 1~3의 무 기재 타입 적층필름의 이형 박리력, 점착력을 측정하였다. 또한, 비교예 1~2는 실시예 1~3과 같은 보호필름, 이형필름을 가지지 않으므로 점착력만을 측정하였다.
구체적으로, 상기 제조한 실시예 및 비교예 샘플들을 기계방향으로 폭 25㎜ × 길이 250㎜로 잘랐다. 실시예 1~3에 대하여 점착력 측정기(CKP-5000)를 사용하여 180° Peel Test 방식으로 300m/min 박리속도로 박리하면서 보호필름의 이형박리력을 측정하였다. 이형박리 실험한 시편을 TESA 7475 Tape에 자동 합지기(2kg 하중)를 이용하여 합지하고 25±2℃에서 30분간 보관하였다. 마찬가지로, 점착력 측정기(CKP-5000)를 사용하여 180° Peel Test 방식으로 300m/min 박리속도로 박리하면서 이형필름의 이형박리력을 측정하였다. 실험한 시편을 유리나 SUS판(이는 피착체에 대응됨)에 자동 합지기(2kg 하중)를 이용하여 합지하고 25±2℃에서 30분간 보관하였다. 또한, 점착력 측정기(CKP-5000)를 사용하여 180° Peel Test 방식으로 300m/min 박리속도로 박리하면서 점착력을 측정하였다.
비교예 1~2에 대하여는 이형필름을 제거한 후 유리나 SUS판(이는 피착체에 대응됨)에 자동 합지기(2kg 하중)를 이용하여 합지하고 25±2℃에서 30분간 보관하였다. 점착력 측정기(CKP-5000)를 사용하여 180° Peel Test 방식으로 300m/min 박리속도로 박리하면서 점착력을 측정하였다.
한편, 실시예 1~3 및 비교예 1~2의 샘플들에 대하여 전광선 투과율, 헤이즈를 측정하였고, 고온 고습 신뢰성을 평가하였다.
헤이즈는 JIS K7136 규격을 이용하여 NDH2000 장비로 측정하였다. 헤이즈(%)는 0.15% 이하를"매우 우수"한 것으로 평가한다.
전광선 투과율은 JIS K7361 규격을 이용하여 NDH2000 장비로 측정하였다. 전광성 투과율 99% 이상을"매우 우수"한 것으로 평가한다.
고온 고습 신뢰성 평가는 강화유리에 각각의 샘플을 합지한 후 85℃, 85% RH 조건에서 72시간 동안 방치한 다음, 시편의 표면을 칼로 1mm 간격으로 가로, 세로 11줄을 그어 100칸을 만들고 3M 810D Tape을 부착 후 탈착하였을 시 프라이머층과 점착층 계면 간의 탈착 유/무를 평가하였다. 프라이머층과 점착층 계면과의 탈착이 전혀 일어나지 않은 것을 "아주 우수"하다고 평가하였다. 또한, 프라이머층과 점착층 계면 사이에 일부에서 탈착이 발생하는 것을 "보통"으로 평가하였다.
실시예 1~3에 따른 적층필름의 경우 전도성은 유지하면서 우수한 광학 특성과 감소된 두께를 나타내는 것을 확인하였다.
본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 무 기재 타입 적층필름의 보호필름의 박리력은 이형필름의 박리력보다 낮은 것으로 나타났다. 구체적으로, 보호필름의 박리력이 P1이고 이형필름의 박리력이 P2일 때, P2/P1은 2.0 내지 5.0 사이의 값을 나타내었다. 또한, P2/P1이 2.0 내지 5.0일 때, 프라이머층의 들뜸, 터널 현상 등의 불량 발생이 방지됨을 확인하였다. 이에 따라 프라이머층을 보호할 수 있고, 보호필름의 박리 시 프라이머층 또는 점착층이 박리될 수 있는 문제를 예방할 수 있음을 확인하였다.
실시예 1~3의 무 기재 타입 적층필름은 프라이머층과 점착층 사이에 기재 필름을 갖지 않는 반면, 비교예 1~2는 기재 필름을 갖고 있다.
즉, 비교예들의 경우 프라이머층, 베이스필름 및 점착층의 총 두께 합이 130㎛(비교예 1) 또는 80㎛(비교예 2)에 육박하는데, 실시예 1~3은 모두 중간에 기재 필름 층이 없으며 따라서 프라이머층 및 점착층의 두께 합을 15㎛로 현저하게 줄일 수 있음을 확인하였다. 즉, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 무 기재 타입 적층필름은 기재 타입 방식과 대비하여 박막화가 가능하며 필름의 저 두께화를 구현할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 실시예 1~3은 모두 전광선 투과율 99% 이상으로 "매우 우수"하였고, 헤이즈(%) 또한 0.15% 이하로 "매우 우수"하였다. 따라서, 해당 실시예들은 우수한 광학 특성을 가지고 있음을 확인할 수 있었다.
한편, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 무 기재 타입 적층필름에 있어서, 특히 프라이머층에 점착층을 직접 코팅한 실시예 2가 실시예 1(실시예 1은 "보통") 대비 고온 고습 신뢰성 측면에서 "아주 우수"한 결과를 나타내었다.
또한, 프라이머층을 열경화한 실시예 3의 경우에는 실시예 1의 제조방법을 거치더라도 고온 고습 신뢰성 측면에서 '아주 우수"한 결과를 나타내었다. 따라서, 고온 고습 신뢰성 측면에서 실시예 2의 제조방법(도 5 참조)을 거치거나 또는 프라이머층을 열경화하는 것이 바람직하고, 실시예 2의 제조방법(도 5 참조)과 더불어 프라이머층을 열경화하는 것이 가장 바람직함을 알 수 있다.
이상, 본 발명의 구현예들의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 실시태양일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의해 정의된다고 할 것이다.
10: 보호필름 11: 베이스필름
12: 보호층 20: 프라이머층
30: 점착층 40: 이형필름
41: 이형층 42: 베이스필름
50: 전도성층 60: 캐리어필름
70: 강화유리(피착제)
100: 전도성층 형성 전 적층필름
101: 전도성층 형성 후 적층필름
102: 전사 후 적층필름

Claims (13)

  1. 이형필름;
    상기 이형필름의 일면에 위치하는 점착층;
    상기 점착층의 일면에 위치하는 프라이머층; 및
    상기 프라이머층의 일면에 위치하는 전도성층;을 포함하되,
    상기 이형필름은 베이스필름 및 상기 점착층과 접하는 이형층을 포함하고,
    상기 프라이머층의 표면장력은 전도성층의 표면장력보다 높은 것을 특징으로 하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 점착층 및 점착층과 접하는 프라이머층의 두께 합은 10 내지 30 ㎛인 것을 특징으로 하는 적층필름.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 적층필름은 전광선 투과율이 90% 이상이고 헤이즈가 0.15% 이하인 투명전도성필름인 것을 특징으로 하는 적층필름.
  4. 상기 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 따른 적층필름이 전사된 전자 장치로서,
    점착층;
    상기 점착층의 일면에 위치하는 프라이머층; 및
    상기 프라이머층의 일면에 위치하는 전도성층;이 전사된 전자 장치.
  5. (1) 보호필름, 프라이머층, 점착층 및 이형필름을 적층하는 단계; 및
    (2) 상기 보호필름을 제거하고 프라이머층 상에 전도성층을 형성하는 단계;를 포함하되,
    상기 보호필름은 베이스필름 및 상기 프라이머층과 접하는 보호층을 포함하고,
    상기 이형필름은 베이스필름 및 상기 점착층과 접하는 이형층을 포함하고,
    상기 프라이머층의 표면장력은 전도성층의 표면장력보다 높은 것을 특징으로 하는 전사방식의 무 기재(non-substrate) 타입 적층필름의 제조방법.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 (1)단계는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
    베이스필름과 보호층을 적층하여 보호필름을 제조하는 단계;
    상기 보호층 상에 프라이머층을 적층하는 단계;
    베이스필름과 이형층을 적층하여 이형필름을 제조하는 단계;
    상기 이형층 상에 점착층을 형성하는 단계; 및
    상기 프라이머층이 적층된 보호필름과 상기 점착층이 적층된 이형필름을 합지하는 단계.
  7. 제 5항에 있어서,
    상기 (1)단계는 하기 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
    베이스필름과 보호층을 적층하여 보호필름을 제조하는 단계;
    상기 보호층 상에 프라이머층을 적층하는 단계;
    상기 프라이머층 상에 점착층을 적층하는 단계;
    베이스필름과 이형층을 적층하여 이형필름을 제조하는 단계; 및
    상기 프라이머층 및 점착층이 적층된 보호필름과 상기 이형필름을 합지하는 단계.
  8. 제 5항에 있어서,
    상기 베이스필름은 내열성 수지를 포함하는 광학용 필름인 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 프라이머층과 보호필름의 박리력 및 점착층과 이형필름의 박리력은 하기 특성을 갖는 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
    (a) 프라이머층과 보호필름의 박리력이 P1이고 점착층과 이형필름의 박리력이 P2일 때, P2/P1은 2.0 내지 5.0인 특성; 및
    (b) 프라이머층과 보호필름의 박리력이 1 내지 5 gf/25mm이고, 점착층과 이형필름의 박리력이 2 내지 25 gf/25mm인 특성.
  10. 제 5항에 있어서,
    상기 프라이머층은 보호층보다 낮은 표면장력을 갖고 전도성층보다 높은 표면장력을 갖되, 보호층의 표면장력은 30 내지 50 dyne이고 프라이머층의 표면장력은 25 내지 35 dyne인 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
  11. 제 5항에 있어서,
    상기 프라이머층은 열경화 후 점착층과 부착된 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
  12. 제 5항에 있어서,
    상기 점착층은 가교제 및 가교가 가능한 관능기를 포함하는 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물로부터 형성되는 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 점착제 조성물은 실란 커플링제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 적층필름의 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106201088A (zh) * 2016-07-13 2016-12-07 信利光电股份有限公司 一种柔性基板和触摸屏的制造方法
KR20180071841A (ko) * 2016-12-20 2018-06-28 율촌화학 주식회사 무 기재 타입 전사필름, 이의 제조 방법, 및 상기 전사필름이 전사된 전자 장치
KR20190131265A (ko) * 2018-05-16 2019-11-26 주식회사 엠씨넥스 전사필름 반제품 제조방법 및 전사필름 반제품이 부착되는 반도체 봉지재 제조방법

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