KR101829954B1 - 점착제 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 점착제 조성물, 도전성 적층체, 터치 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 출원의 점착제 조성물은 가교 구조를 구현한 후 적절한 범위의 겔 분율과 저온 및 고온에서 특정 범위 이상의 저장 탄성률을 나타내는 점착제층을 구현할 수 있어, 이를 적용한 점착제층이 도전성 적층체에 포함되어 제조될 경우, 제조 시 도전성 기능층의 결정화를 위한 열처리 공정으로부터 발생되는 기포를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따라 상기 기포에 의해 발생되는 시인성 문제를 해결하여 보다 우수한 시인성이 확보된 터치 패널 또는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Description

점착제 조성물{PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITION}
본 출원은 점착제 조성물, 도전성 적층체, 터치 패널 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
터치 패널 또는 터치 스크린은 이동 통신 단말기 또는 ATM 등과 같은 각종 정보 처리용 단말기나, TV 및 모니터 등의 표시 장치에 다양하게 적용되고 있다. 또한, 소형 휴대용 전자 기기로의 적용이 증가하면서 보다 소형이고 경량화된 터치 패널 또는 스크린에 대한 요구가 증가하는 추세이다.
상기 터치 패널 또는 스크린의 구성 시에는 예를 들면 특허문헌 1 또는 2에 개시된 것과 같은 도전성 필름이 사용된다. 이러한 도전성 필름은 도전성 기능층이 구비되어 있는 방식에 따라 일면 도전성 필름 또는 양면 도전성 필름으로 구분될 수 있다.
상기 도전성 필름을 제조할 경우 최외각에 도전성층이 위치하여 열처리 공정에서 기포가 발생할 수 있다. 상기 발생된 기포는 시인성을 낮게 하여 디스플레이 장치 등의 투명성 등이 요구되는 분야에 대한 적용을 가로막는 문제점이 있다.
특허문헌 1 및 2는 도전성 필름에 사용되는 점착제 조성물이 제안되어 있다.
특허 문헌 1: 대한민국 공개특허 제2013-0096147호 특허 문헌 2: 대한민국 공개특허 제2009-0113669호
본 출원은 점착제 조성물, 도전성 적층체, 터치 패널 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원은 점착제 조성물에 관한 것이다.
예시적인 점착제 조성물은 도전성 적층체에 적용되는 점착제 조성물일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 점착제 조성물은 일면 또는 양면 도전성 적층체에 포함된 점착제층을 형성할 수 있는 점착제 조성물일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착제 조성물은 점착성 중합체를 포함할 수 있다.
상기 점착성 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트의 중합 단위 및 가교성 관능기 함유 공중합성 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 「소정 단량체의 중합 단위」라는 것은, 상기 소정 단량체가 상기 점착성 중합체를 제조하기 위한 중합 공정에 사용되어, 중합 후에 상기 점착성 중합체의 주쇄 또는 측쇄 등과 같은 골격을 형성하고 있는 형태를 의미할 수 있다.
상기에서 알킬 (메타)아크릴레이트의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 응집력과 후술하는 저장 탄성률 등의 물성을 고려하여, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12 또는 탄소수 4 내지 12인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 상기 알킬기는, 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상일 수 있고, 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있거나 또는 비치환된 상태일 수 있다. 이러한 알킬 (메타)아크릴레이트의 예로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 및 테트라 데실 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 이 중 1종 또는 2종 이상이 중합체에 중합된 형태로 포함될 수 있다.
상기 가교성 관능기 함유 공단량체는 상기 점착성 중합체가 후술하는 다관능성 가교제와 반응할 수 있는 가교성 관능기를 제공할 수 있다. 본 명세서에서, 용어 「가교성 관능기 함유 공단량체」는 가교성 관능기와 공중합성 부위를 동시에 가지는 단량체를 포함하는 의미이다. 이와 같은 가교성 관능기의 예로는, 히드록시기, 카복실기, 에폭시기 또는 이소시아네이트기 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 히드록시기일 수 있다. 점착성 중합체의 제조 분야에서는 상기와 같은 가교성 관능기를 상기 점착성 중합체에 제공할 수 있는 다양한 단량체가 공지되어 있고, 본 출원에서는 상기와 같은 단량체를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 히드록시기를 가지는 단량체로는, 히드록시메틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착성 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트의 중합 단위 70 중량부 내지 99 중량부 및 가교성 관능기 함유 단량체의 중합 단위 1 중량부 내지 30 중량부를 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 단위 「중량부」는, 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 또 다른 예시에서, 상기 점착성 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트의 중합 단위 80 중량부 내지 95 중량부 및 가교성 관능기 함유 단량체 중합 단위 5 중량부 내지 20 중량부를 포함할 수 있다. 상기 점착성 중합체에 포함되는 단량체 중합 단위들의 함량을 전술한 범위에서 조절하여 상기 점착제 조성물의 점착력 및 저장 탄성률을 목적하는 수준에서 적절하게 조절할 수 있다.
상기 점착성 중합체는 상기 언급한 단량체 외에도, 예를 들면, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시메틸 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등과 같은 질소 함유 단량체; 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체; 글리시딜 (메타)아크릴레이트와 같은 글리시딜기 함유 단량체; 또는 비닐 아세테이트와 같은 카르복실산 비닐 에스테르 등의 다른 단량체의 중합 단위도 포함할 수 있다. 이러한 공단량체들은 필요에 따라 적정한 종류가 일종 또는 이종 이상 선택되어 점착성 중합체에 포함될 수 있다. 이러한 공단량체는, 예를 들면, 다른 전체 단량체의 중량 대비 20 중량부 이하, 또는 0.1 중량부 내지 15 중량부의 비율로 점착성 중합체에 포함될 수 있다.
본 출원에서 상기와 같은 점착성 중합체는 이 분야의 통상의 중합 방식을 통하여 제조할 수 있다. 예를 들면, 목적하는 단량체 조성에 따라 필요한 단량체를 배합하여 제조되는 단량체 혼합물을 용액 중합(Solution polymerization), 광중합(Photo polymerization), 괴상 중합(Bulk polymerization), 현탁 중합(Suspension polymerization) 또는 유화 중합(Emulsion polymerization) 등과 같은 방식으로 제조할 수 있고, 바람직하게는 용액 중합 방식으로 제조할 수 있다. 또한, 상기 제조 과정에서 필요한 경우, 적합한 중합 개시제 또는 분자량 조절제나 사슬 이동제 등이 함께 사용될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착성 중합체는 예를 들면, 100만 이상, 105만 이상, 110만 이상 또는 115만 이상 정도의 중량평균분자량(Mw; Weight Average Molecular Weight)을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 용어 「중량평균분자량」은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정된 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미할 수 있다. 특별히 달리 규정하지 않는 한, 본 명세서에서, 용어 「분자량」은, 전술한 「중량평균분자량」을 의미할 수 있다.
상기 점착성 중합체의 분자량은 높을수록 응집력 및 점착력이 우수하여 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 500만, 400만, 300만 또는 200만 정도일 수 있다. 이러한 범위의 분자량을 가지는 점착성 중합체를 포함하면 점착 물성, 응집력 및 후술하는 저장 탄성률 등의 물성을 목적하는 수준에서 적절하게 확보한 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착성 중합체는 분자량 분포(PDI; Mw/Mn), 즉 중량평균분자량(Mw)과 수평균분자량(Mn)의 비율(Mw/Mn)이 5.0 이하, 4.5 이하 또는 4.0 이하일 수 있다. 또 다른 예시에서, 상기 점착성 중합체의 분자량 분포는 1.0 내지 3.0, 1.5 내지 3.0 또는 2.0 내지 3.0일 수 있다. 상기 분자량 분포를 갖는 점착성 중합체를 포함함으로써 기포 발생 억제력이 보다 우수한 점착제 조성물 또는 점착제층이 제공될 수 있다.
본 출원의 점착제 조성물은 다관능성 가교제를 포함할 수 있다.
상기 다관능성 가교제는 상기 가교성 관능기와 반응하는 관능기를 2개 이상, 예를 들면 2개 내지 6개를 가지는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 점착제 조성물에 포함되는 상기 다관능성 가교제는, 예를 들어 이소시아네이트 가교제, 다가 금속 화합물, 아지리딘 화합물, 옥사졸린 수지, 카르보디이미드 화합물, 에폭시 화합물 및 멜라민 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 가교제를 사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트 화합물로는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 2,2-디메틸펜탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥산디이소시아네이트, 부텐디이소시아네이트, 1,3-부타디엔-1,4-디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,6,11-운데카트리이소시아네이트, 1,3,6-헥사메틸렌트리이소시아네이트, 1,8-디이소시아네이트-4-이소시아네이토메틸옥탄, 비스(이소시아네이토에틸)카보네이트, 비스(이소시아네이토에틸)에테르 등의 지방족 이소시아네이트 화합물; 이소포론디이소시아네이트, 1,2-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 1,3-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 1,4-비스(이소시아네이토메틸)시클로헥산, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 시클로헥산디이소시아네이트, 메틸시클로헥산디이소시아네이트, 디시클로헥실디메틸메탄이소시아네이트, 2,2-디메틸디시클로헥실메탄이소시아네이트 등의 지환족 이소시아네이트 화합물; 자일릴렌디이소시아네이트(XDI), 비스(이소시아네이토에틸)벤젠, 비스(이소시아네이토프로필)벤젠, 비스(이소시아네이토부틸)벤젠, 비스(이소시아네이토메틸)나프탈렌, 비스(이소시아네이토메틸)디페닐에테르, 페닐렌디이소시아네이트, 에틸페닐렌디이소시아네이트, 이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 디메틸페닐렌디이소시아네이트, 디에틸페닐렌디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 트리메틸벤젠트리이소시아네이트, 벤젠트리이소시아네이트, 비페닐디이소시아네이트, 톨루이딘디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 3,3-디메틸디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트, 비벤질-4,4-디이소시아네이트, 비스(이소시아네이토페닐)에틸렌, 3,3-디메톡시비페닐-4,4-디이소시아네이트, 헥사히드로벤젠디이소시아네이트, 헥사히드로디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트 화합물; 비스(이소시아네이토에틸)술피드, 비스(이소시아네이토프로필)술피드, 비스(이소시아네이토헥실)술피드, 비스(이소시아네이토메틸)설폰, 비스(이소시아네이토메틸)디술피드, 비스(이소시아네이토프로필)디술피드, 비스(이소시아네이토메틸티오)메탄, 비스(이소시아네이토에틸티오)메탄, 비스(이소시아네이토에틸티오)에탄, 비스(이소시아네이토메틸티오)에탄, 1,5-디이소시아네이토-2-이소시아네이토메틸-3-티아펜탄 등의 함황 지방족 이소시아네이트 화합물; 디페닐술피드-2,4-디이소시아네이트, 디페닐술피드-4,4-디이소시아네이트, 3,3-디메톡시-4,4-디이소시아네이토디벤질티오에테르, 비스(4-이소시아네이토메틸벤젠)술피드, 4,4-메톡시벤젠티오에틸렌글리콜-3,3-디이소시아네이트, 디페닐디술피드-4,4-디이소시아네이트, 2,2-디메틸디페닐디술피드-5,5-디이소시아네이트, 3,3-디메틸디페닐디술피드-5,5-디이소시아네이트, 3,3-디메틸디페닐디술피드-6,6-디이소시아네이트, 4,4-디메틸디페닐디술피드-5,5-디이소시아네이트, 3,3-디메톡시 디페닐디술피드-4,4-디이소시아네이트, 4,4-디메톡시디페닐디술피드-3,3-디이소시아네이트 등의 함황 방향족 이소시아네이트 화합물; 2,5-디이소시아네이토티오펜, 2,5-비스(이소시아네이토메틸)티오펜, 2,5-디이소시아네이토테트라히드로티오펜, 2,5-비스(이소시아네이토메틸)테트라히드로티오펜, 3,4-비스(이소시아네이토메틸)테트라히드로티오펜, 2,5-디이소시아네이토-1,4-디티안, 2,5-비스(이소시아네이토메틸)-1,4-디티안, 4,5-디이소시아네이토-1,3-디티오란, 4,5-비스(이소시아네이토메틸)-1,3-디티오란, 4,5-비스(이소시아네이토메틸)-2-메틸-1,3-디티오란 등의 함황 복소환 이소시아네이트 화합물 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있다.
또한, 다가 금속 화합물로는, 특별히 제한되는 것은 아니나, 다가 금속이 아세틸 아세톤이나 아세토초산에틸 등에 배위한 상태로 존재하는 화합물을 사용할 수 있고, 상기에서 다가 금속의 종류로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐 등이 있으며, 상기 아지리딘 화합물로는, 예를 들어 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 옥사졸린 수지로는, 예를 들면, 2-비닐-2-옥사졸린, 2-비닐-4-메틸-2-옥사졸린, 2-비닐-5-메틸-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, 2-이소프로페닐-4-메틸-2-옥사졸린 또는 2-이소프로페닐-5-에틸-2-옥사졸린 등의 화합물이 사용될 수 있으며, 상기 카르보디이미드 화합물로는 예를 들어, 1,3-디사이클로헥실카르보디이미드, 일본의 니신보(NISSHINBO)사에서 판매하는 HMV-8CA, HMV-10B, 비스-(2,6-디이소프로필-페닐린-2,4-카르보디이미드), 폴리-(1,3,5-트리이소프로필-페닐리-2,4-카르보디이미드) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 에폭시 화합물로는, 예를 들어 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등을 사용할 수 있고, 상기 멜라민 화합물로는, 예를 들어 아미노기 또는 부톡시기를 함유하는 멜라민 화합물 또는 메톡시기를 함유하는 멜라민 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로는, 사이텍(CYTEC)사의 CYMEL 325, CYMEL327; 빕(BIP)사의 BE3748, BE 3040; 몬산토(MONSANTO)사의 RESIMENE 717; 유나이티드 카비드(UNITED CARBIDE)사의 CYMEL 303, 아메리칸 시안아미드(AMERICAN CYANAMID)사의 CYMEL 1130 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 다관능성 가교제는 점착성 중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 10 중량부, 0.05 중량부 내지 5 중량부 또는 0.1 중량부 내지 1 중량부의 범위 내에서 점착제 조성물에 포함될 수 있다. 상기 점착제 조성물에 포함되는 다관능성 가교제의 함량을 전술한 범위에서 적절하게 조절하여 상기 점착제 조성물 또는 그로부터 형성되는 점착제층의 점착력이나, 저장 탄성률 등의 물성을 목적하는 수준으로 우수하게 확보할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착제 조성물은 가교 구조를 구현한 상태에서 150℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 측정한 저장 탄성률이 0.03MPa 이상, 0.0325MPa 이상 또는 0.035MPa 이상일 수 있다. 또 다른 예시에서, 상기 점착제 조성물은 가교 구조를 구현한 상태에서 150℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 측정한 저장 탄성률이 0.04MPa 이상일 수 있다. 상기 150℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 측정된 저장 탄성률의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.10MPa, 0.09MPa 또는 0.08MPa 정도일 수 있다.
다른 예시에서, 상기 점착제 조성물은 가교 구조를 구현한 상태에서 30℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 저장 탄성률이 0.04MPa 이상, 0.0425MPa 이상, 0.045MPa 이상 또는 0.0475MPa 이상일 수 있다. 상기 점착제 조성물을 30℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 측정된 저장 탄성률의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.10MPa, 0.0975MPa, 0.095MPa 또는 0.0925MPa 정도일 수 있다.
상기 점착제 조성물의 저장 탄성률을 저온 및 고온의 조건에서 전술한 범위 내에서 조절하여 상기 점착제 조성물로부터 형성된 점착제층을 포함하는 도전성 적층체의 제조에서 열처리 공정으로 인한 기포 발생을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 보다 시인성이 우수한 도전성 적층체를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 점착제 조성물은 가교 구조를 구현한 후의 겔(gel) 분율이 75 중량% 이상 또는 80 중량% 이상일 수 있다. 상기 겔 분율은 하기 일반식 1로 계산될 수 있다.
[일반식 1]
겔 분율(%) = B/A × 100
일반식 1에서, A는 가교 구조를 구현하고 있는 상기 점착제 조성물의 질량이고, B는, 상기 질량 A의 점착제 조성물을 200 메쉬(mesh)의 크기의 망에 넣은 상태로 상온에서 에틸 아세테이트에 72시간 침적시킨 후에 채취한 불용해분의 120℃의 온도에서 1시간 동안 건조시킨 후의 질량을 나타낸다.
다른 예시에서, 상기 점착제 조성물은 하기 일반식 2의 탄성률 특성을 가질 수 있다.
[일반식 2]
GL/GH<1.7
일반식 2에서, GL은 가교 구조를 구현한 상태에서 30℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률을 나타내고, GH는 가교 구조를 구현한 상태에서 150℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률을 나타낸다.
본 명세서에서, 「가교 구조를 구현한 상태」라는 것은 가교 반응이 충분히 진행된 상태를 의미할 수 있고, 하나의 구체적인 예에서 상술한 점착성 중합체와 가교제를 반응시킨 조성물을 소정량 채취하여 약 40℃의 온도에서 약 48시간 내지 약 72시간 정도 숙성(aging)한 후의 조성물 또는 시료 상태를 의미할 수 있다.
상기 점착제 조성물의 겔 분율 및/또는 탄성률의 특성을 상기 범위로 제어하는 경우, 상기 점착제 조성물로부터 형성된 점착제층을 포함하는 도전성 적층체의 제조에서 열처리 공정으로 인한 기포 발생을 방지할 수 있으며, 이로 인하여 보다 시인성이 우수한 도전성 적층체를 제공할 수 있다.
본 출원은 또한 도전성 적층체에 관한 것이다.
하나의 예시에서, 상기 도전성 적층체는 기재층; 상기 기재층의 적어도 일면에 형성되어 있는 전술한 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 점착제층; 및 상기 점착제층상에 형성되어 있는 도전층을 포함할 수 있다.
본 출원에 따른 도전성 적층체를 도 1에 예시적으로 나타내었다.
도 1에 나타난 바와 같이, 상기 도전성 적층체는 기재층(10); 상기 기재층(10)의 적어도 일면에 형성되어 있는 전술한 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 점착제층(20); 및 상기 점착제층(20)상에 형성되어 있는 도전층(30)을 포함할 수 있다.
도 2는, 본 출원에 따른 도전성 적층체의 또 다른 예시를 나타낸 도이다. 본 출원의 도전성 적층체는 도 2에 나타난 바와 같이, 기재층(10); 상기 기재층(10)의 양면에 형성되어 있는 전술한 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 점착제층(20); 및 상기 기재층(10)의 양면에 형성된 점착제층(20)상에 각각 형성되어 있는 도전층(30)을 포함하는 양면 도전성 적층체일 수 있다.
또한, 도 3은 상기 도전층(30)을 보다 구체적으로 나타낸 도면이다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 도전층(30)은 도전용 기재층(50); 상기 도전용 기재층(50)의 일면에 형성되어 있는 언더코팅층(40); 및 상기 언더코팅층(40)상에 형성되어 있는 도전성 기능층(60)을 포함할 수 있다.
상기 기재층(10) 또는 도전용 기재층(50)으로는, 예를 들면, 광학적으로 투명한 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 상기 플라스틱 필름으로는 예를 들면, PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름과 같은 폴리에스테르 필름; 폴리아미드 필름; 폴리염화비닐 필름; 폴리스티렌 필름; 또는 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상 등이 예시될 수 있다. 상기 플라스틱 필름은, 무연신 또는 일축 또는 이축 연신 필름일 수 있다. 상기 도전용 기재층에는 도전성 기능층과의 밀착성의 향상의 관점에서 표면에 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 등의 처리가 수행되어 있을 수 있다. 이러한 기재층 또는 도전용 기재층은, 예를 들면, 약 10㎛ 내지 300㎛, 50㎛ 내지 200㎛ 또는 100㎛ 내지 150㎛ 정도의 두께를 가질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 본 출원의 도전성 적층체는 상기 기재층 및 점착제층 사이에 하드코팅층을 추가로 포함할 수 있다.
도 4는, 상기 하드코팅층(70)을 추가로 포함하는 도전성 적층체의 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.
다른 예시에서, 본 출원의 도전성 적층체는 기재층; 상기 기재층의 양면에 형성되어 있는 점착제층; 상기 점착제층상에 각각 형성되어 있는 도전층을 포함하고, 상기 기재층의 양면은 하드코팅층이 형성되어 있으며, 상기 도전층은 상기 점착제층과 접촉하는 도전용 기재층; 상기 도전용 기재층상에 형성되어 있는 언더코팅층; 및 상기 언더코팅층상에 형성되어 있는 도전성 기능층을 포함하고, 상기 점착제층은 전술한 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 합지형 양면 도전성 3매형 적층체일 수 있다.
보다 구체적으로, 이러한 본 출원의 하나의 예시적인 양면 도전성 적층체의 구조를 도 5에 도시하였다.
본 출원의 도전성 적층체는, 도 5에 나타낸 바와 같이, 도 5에 나타낸 바와 같이, 기재층(10); 상기 기재층(10)의 양면에 형성되어 있는 하드코팅층(70); 상기 하드코팅층(70)상에 각각 형성되어 있는 전술한 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 점착제층(20); 상기 점착제층(20)상에 각각 형성되어 있는 도전용 기재층(50); 상기 도전용 기재층(50)상에 형성되어 있는 언더코팅층(40); 및 상기 언더코팅층(40)상에 각각 형성되어 있는 도전성 기능층(60)을 포함하는 구조일 수 있다.
상기 하드코팅층은, 통상의 소재로 형성할 수 있으며, 예를 들어 아크릴 우레탄계 수지 또는 실록산계 수지 등의 경질 수지를 도포 및 경화 처리하는 하드코트 처리 방법 등에 의해 형성할 수 있다. 하드코트 처리에 있어서는, 상기 아크릴 우레탄계 수지나 실록산계 수지 등의 경질 수지에 실리콘 수지 등을 배합하여 표면을 조면화하고, 터치 패널 등에 적용되었을 경우에 거울 작용에 의한 반사를 방지할 수 있는 논글레어면을 동시에 형성할 수도 있다. 이러한 하드코팅층은 경도 특성, 내크렉성, 및 컬(curl) 방지 특성 등을 고려하여, 약 0.1㎛ 내지 약 30㎛ 정도의 두께로 형성할 수 있다.
상기 점착제층은 전술한 점착제 조성물로부터 형성되어 있는 한 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 약 1㎛ 내지 50㎛, 1㎛ 내지 40㎛ 또는 1㎛ 내지 30㎛ 정도의 두께를 가질 수 있고, 이러한 범위의 두께 또한 필요한 경우 적절하게 조절될 수 있다.
상기 언더코팅층(40)은, 예를 들면 후술하는 도전성 기능층(60) 및 도전용 기재층(50)의 밀착성을 향상시킬 수 있다.
언더코팅층은, 무기 재료, 유기 재료 또는 유무기 복합 재료를 포함할 수 있다. 무기 재료로는, 예를 들어, SiO2, MgF2 또는 Al2O3 등이 예시될 수 있고, 유기 재료로는, 아크릴 폴리머, 우레탄 폴리머, 멜라민 폴리머, 알키드 폴리머 또는 실록산 폴리머 등이 예시될 수 있으며, 유무기 복합 재료로는, 상기 중 1종 이상의 무기 재료와 1종 이상의 유기 재료의 복합물이 예시될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 언더코팅층은, 유기 실란을 포함하는 혼합물의 졸겔 반응물 또는 유기 재료로 멜라민 수지, 알키드 폴리머 및 유기 실란 축합물의 혼합물을 포함하는 열경화성 수지를 사용하여 형성할 수 있다.
상기 언더코팅층은, 예를 들면, 진공 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅 또는 도공 방식 등으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 언더 코팅층은, 통상 100 nm 이하, 15 nm 내지 100 nm 또는 20 nm 내지 60 nm의 두께로 형성할 수 있다.
상기 도전성 기능층은 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트, 주석 및 상기 중 2종 이상의 합금 등과 같은 금속, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 티탄, 산화 카드뮴 또는 상기 중 2종 이상의 혼합물로 구성되는 금속 산화물, 요오드화 구리 등으로 이루어지는 다른 금속 산화물로 형성될 수 있고, 상기 도전성 기능층은 결정층 또는 비결정층일 수 있다. 바람직하게는, 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide)을 사용하여 도전성 기능층을 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기와 같은 도전성 기능층의 두께는, 연속 피막의 형성 가능성, 도전성 및 투명성 등을 고려하여, 약 10nm 내지 300nm, 바람직하게는 약 10nm 내지 200nm로 조절할 수 있다.
상기 도전성 기능층은, 예를 들면, 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법, 스프레이 열분해법, 화학 도금법, 전기 도금법 또는 상기 중 2종 이상의 방법을 조합한 통상의 박막 형성법으로 형성할 수 있고, 바람직하게는 진공 증착법 또는 스퍼터링법으로 형성할 수 있다.
본 출원의 도전성 적층체에 대한 제조 방법은 특별히 제한되는 것은 아니나, 하기 실시예 부분에 기재된 것과 같이 직도공 방식으로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 본 출원의 도전성 적층체의 효과가 저해되지 않는 범위 내에서, 상기 직도공 방식 이외에 non-carrier film을 도입한 제조 방법으로도 제조될 수 있다. 상기 non-carrier film을 도입한 제조 방법의 경우, 예를 들어 이형 필름의 이형 면에 상기 점착제 조성물로부터 형성된 점착제를 코팅하고, 100℃에서 약 90초간 건조한 후, 이형력이 낮은 이형 필름으로 라미네이션하여 non-carrier film 형식의 점착 필름을 제조한 후, 상기 점착 필름의 이형 필름을 제거하여 하드 코팅 처리된 기재의 양면에 라미네이션 및 ITO 필름을 추가로 라미네이션하는 방식으로 수행할 수 있다.
본 출원은, 또한 터치 패널 또는 그 터치 패널을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
예시적인 터치 패널은 상기 도전성 적층체를 예를 들면, 터치 패널용 전극판으로 포함할 수 있다.
본 출원에서 터치 패널은 상기 도전성 적층체 또는 전극판을 포함하는 한, 정전용량 방식 또는 저항막 방식 등을 포함한 공지의 구조로 형성될 수 있고, 그러한 터치 패널의 적용되는 디스플레이 장치의 구조 등도 공지의 방식이 그대로 적용될 수 있다.
본 출원의 점착제 조성물은 가교 구조를 구현한 후 적절한 범위의 겔 분율과 저온 및 고온에서 특정 범위 이상의 저장 탄성률을 나타내는 점착제층을 구현할 수 있어, 이를 적용한 점착제층이 도전성 적층체에 포함되어 제조될 경우, 제조 시 도전성 기능층의 결정화를 위한 열처리 공정으로부터 발생되는 기포를 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따라 상기 기포에 의해 발생되는 시인성 문제를 해결하여 보다 우수한 시인성이 확보된 터치 패널 또는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1 및 2는, 본 출원에 따른 도전성 적층체 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 3은, 본 출원의 도전성 적층체에 포함된 도전층을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4 및 5는, 본 출원의 하나의 예시에 도전성 적층체의 구조를 모식적으로 나타낸 도면이다.
이하, 본 출원에 따르는 실시예 및 본 출원에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 출원을 보다 상세히 설명하나, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 비교예에서의 물성은 하기의 방식으로 평가하였다.
1. 분자량 및 분자량 분포 측정
중량평균분자량(Mw) 및 분자량 분포(PDI)는 GPC를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였으며, 검량선의 제작에는 Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하여 측정 결과를 환산하여 표 2에 나타내었다.
<측정 조건>
측정기: Agilent GPC (Agilent 1200 series, U.S.)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: THF(Tetrahydrofuran)
유속: 1.0 mL/min
농도: ~ 1 mg/mL (100μL injection)
2. 겔 분율의 평가
실시예 또는 비교예에서 제조된 숙성된 점착제 조성물을 소정량 채취하여 23℃의 온도 및 60%의 상대 습도가 유지된 항온 항습 챔버에 넣고 7일 동안 유지한 후에 스테인리스 철망(200 메쉬)에 넣고, 100mL의 에틸 아세테이트에 점착제 조성물이 모두 잠길 정도로 투입하고, 상온의 암실에서 3일 동안 보관하였다. 보관 후에 에틸 아세테이트에 녹지 않은 점착제 조성물을 채취하여 무게(A, 단위: g)를 측정한 후에 그 점착제 조성물을 120℃의 온도의 건조기에 1시간 동안 유지한 후에 다시 무게를 측정하였다(B, 단위: g). 이어서 측정된 무게 A 및 B를 하기 일반식 1에 대입하여 겔 분율 값을 구하여 표 2에 나타내었다.
[일반식 1]
겔 분율(중량%) = 100 × B/A
3. 저장 탄성률( G L 및 G H ) 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물의 저장 탄성률은 유변 물성 측정기(Advanced Rheometric Expansion System G2, TA사)를 이용하여 측정하였다. 상기 점착제 조성물의 가교 구조가 구현된 상태의 점착제층을 두께가 1mm인 시편으로 재단한 후, 직경이 8mm인 패러랠 프레이트 픽스처 (parallel plate fixture)를 이용하여, 변형율을 10% 및 주파수 1rad/sec로 고정한 뒤, 30℃ 내지 150℃ 사이의 온도에서 20℃/min의 속도로 승온하면서 저장 탄성률을 측정하였다. 이 때 30℃의 온도에서 측정된 저장 탄성률(GL) 및 150℃의 온도에서 측정된 저장 탄성률(GH)의 값 및 탄성률 특성을 나타내는 지표로서 GL /GH의 값을 표 2에 나타내었다.
4. 열처리 후 기포 발생 여부 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 양면 도전성 적층체를 가로 21㎝ × 세로 29㎝인 시편으로 재단한 후, 각각 150℃의 오븐에서 1시간(열처리 후 기포 평가 (1)), 170℃의 오븐에서 30분(열처리 후 기포 평가 (2)) 및 190℃의 오븐에서 15분(열처리 후 기포 평가 (3))간 각각 열처리를 수행한 후 상기 양면 도전성 적층체의 표면에 기포가 발생된 정도를 육안으로 관찰하여 하기 기준으로 평가하였고, 이를 표 3에 각각 나타내었다.
<평가 기준>
○: 열처리 수행 후 양면 도전성 적층체 표면에 기포가 발생된 것이 육안에 의해 확인되지 않음.
×: 열처리 수행 후 양면 도전성 적층체 표면에 기포가 발생된 것이 육안으로 현저하게 관찰됨.
제조예 1. 점착성 중합체(A)의 제조
내부에 질소가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 50 중량부, 메타아크릴레이트(MA) 40 중량부 및 2-히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 10 중량부를 투입하였다. 이어서, 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 용제로 투입하고, 산소 제거를 위하여 질소 가스를 60분 동안 퍼지(purging)한 후, 온도를 60℃로 유지한 상태에서 반응 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.06 중량부를 투입하여 반응을 개시시켰다. 이 후, 약 5시간 반응을 시킨 반응물을 에틸아세테이트(EAc)로 희석하여 점착성 중합체(A)를 제조하였다.
제조예 2 및 제조예 3. 점착성 중합체(B 및 C)의 제조
점착성 중합체 중합 시에 사용된 원료 및 첨가제 등의 종류 및/또는 비율을 하기 표 1과 같이 조절한 것을 제외하고는 제조예 1의 경우와 동일하게 점착성 중합체(B 및 C)를 제조하였다.
구분 원료 EA V-65
EHA MA HEA BA IBOA
점착성
중합체		 A 50 40 10- - - 100 0.06
B - - 15 55 30 100 0.06
C 50 - 10 - 40 100 0.06
함량 단위:g
EHA : 2-ethylhexyl acrylate
MA: (meth)acrylate
HEA: 2-hydroxyethyl acrylate
BA: n-butyl acrylate
IBOA: isobornyl acrylate
EA: ethyl acetate
V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile)
실시예 1
점착제 조성물의 제조
제조예 1에서 제조된 중합체(A) 100 중량부에 대하여 가교제로서 크실렌디이소시아네이트(Takenate D110N, (주)미쯔이 화학) 0.25 중량부를 균일하게 혼합한 후, 점착제 조성물(코팅액)을 제조하였다.
양면 도전성 적층체의 제조
상기 제조된 점착제 조성물을 양면이 하드 코팅되어 있는 두께 125㎛의 기재 필름상에 코팅하여 100℃에서 약 90초간 건조한 후, 이형 필름으로 라미네이션 하였다. 그 후, 상기 기재 필름의 다른 면에 동일한 조건 및 코팅액으로 코팅 및 건조하고 이형 필름으로 라미네이션 하였다. 이어서, 40℃에서 약 72시간 동안 숙성(aging)시킨 후, 기재 필름 양쪽 점착 필름의 이형 필름들을 제거한 후, 두께 23㎛의 ITO 필름을 라미네이션하여 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 2
점착성 중합체를 A를 사용하되, 하기 표 2에 나타난 물성을 갖도록 방식만을 달리하고 실시예 1과 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 3
점착성 중합체를 A 대신 B를 사용한 점 및 하기 표 2에 나타난 물성을 갖도록 방식만을 달리하고 실시예 1과 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 4
점착성 중합체를 A 대신 C를 사용한 점 및 하기 표 2에 나타난 물성을 갖도록 방식만을 달리하고 실시예 1과 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
비교예 1
점착성 중합체를 A를 사용하되, 하기 표 2에 나타난 물성을 갖도록 방식만을 달리하고 실시예 1과 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
비교예 2
점착성 중합체를 A를 사용하되, 하기 표 2에 나타난 물성을 갖도록 방식만을 달리하고 실시예 1과 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
비교예 3
점착성 중합체를 A를 사용하되, 하기 표 2에 나타난 물성을 갖도록 방식만을 달리하고 실시예 1과 동일한 방법으로 점착제 조성물 및 양면 도전성 적층체를 제조하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 대하여 측정한 물성에 대한 결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
점착성 중합체 A A B C A A A
분자량(단위:만) 130 171 148 120 129 93 130
분자량 분포 2.78 2.55 2.98 2.84 8.96 2.95 2.78
겔 분율(중량%) 81 84 82 87 85 83 70
저장 탄성률(GL)
(×104)
(단위: pa)		 7.5 8.2 9.2 4.8 6.3 7.8 7.5
저장 탄성률(GH)
(×104)
(단위: pa)		 4.6 5.4 7.1 4.0 2.8 3.5 4.6
탄성률 특성
(GL/GH)		 1.63 1.52 1.30 1.20 2.25 2.23 1.63
상기 각 실시예 및 비교예에 대하여 평가에 대한 결과는 하기 표 3에 나타난 바와 같다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
열처리 기포 평가 (1) ○ ○ ○ ○ × × ×
열처리 기포 평가 (2) ○ ○ ○ ○ × × ×
열처리 기포 평가 (3) ○ ○ ○ ○ × × ×
열처리 기포 평가 (1): 150℃에서 1시간 동안 열처리 후 기포 평가
열처리 기포 평가 (2): 170℃에서 30분 동안 열처리 후 기포 평가
열처리 기포 평가 (3): 190℃에서 15분 동안 열처리 후 기포 평가
상기 표 2 및 3으로부터 확인되는 바와 같이, 본 출원의 양면 도전성 적층체의 경우, 그에 포함된 점착제층에 대하여 저온 및 고온에서 특정 범위 이상의 저장 탄성률을 가지고, 겔 분율을 특정 범위 이상으로 응집력 관련 요소들을 적절한 수준으로 조절함으로써, 열처리 공정으로 인한 기포 발생을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 이에 따라 우수한 시인성을 확보하여 터치 패널 또는 디스플레이 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
10: 기재층
20: 점착제층
30: 도전층
40: 언더코팅층
50: 도전용 기재층
60: 도전성 기능층
70: 하드코팅층

Claims (17)

  1. 알킬 (메타)아크릴레이트의 중합 단위 및 가교성 관능기 함유 공중합성 단량체의 중합 단위를 포함하는 점착성 중합체 및 다관능성 가교제를 포함하고,
    상기 다관능성 가교제는 이소시아네이트 가교제, 다가 금속 화합물, 아지리딘 화합물, 옥사졸린 수지, 카르보디이미드 화합물, 에폭시 화합물 및 멜라민 화합물로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상이며,
    가교 구조를 구현한 상태에서 150℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률이 0.03MPa 내지 0.1 MPa의 범위 내이고,
    상기 가교 구조는 상기 점착성 중합체와 상기 다관능성 가교제의 반응물만을 가지며,
    하기 일반식 1에 따른 겔 분율이 75중량% 이상인 점착제 조성물:
    [일반식 1]
    겔 분율(%) = B/A × 100
    일반식 1에서, A는 가교 구조를 구현하고 있는 상기 점착제 조성물의 질량이고, B는 상기 질량 A의 점착제 조성물을 200 메쉬(mesh)의 크기의 망에 넣은 상태로 상온에서 에틸 아세테이트에 72시간 침적시킨 후에 채취한 불용해분의 건조 질량을 나타낸다.
  2. 제 1 항에 있어서, 가교 구조를 구현한 상태에서 150℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률이 0.04MPa 내지 0.1 MPa의 범위 내인 점착제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 가교 구조를 구현한 상태에서 30℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률이 0.04MPa 내지 0.1MPa의 범위 내인 점착제 조성물.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서, 점착성 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트의 중합 단위 70 중량부 내지 99 중량부 및 가교성 관능기 함유 공중합성 단량체의 중합 단위 1 중량부 내지 30 중량부를 포함하는 점착제 조성물.
  6. 제 3 항에 있어서, 하기 일반식 2의 탄성률 특성을 가지는 점착제 조성물:
    [일반식 2]
    GL/GH < 1.7
    일반식 2에서, GL은 가교 구조를 구현한 상태에서 30℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률을 나타내고, GH는 가교 구조를 구현한 상태에서 150℃ 및 1rad/sec에서의 저장 탄성률을 나타낸다.
  7. 제 1 항에 있어서, 겔 분율이 80% 이상인 점착제 조성물.
  8. 삭제
  9. 제 1 항에 있어서, 다관능성 가교제는 점착성 중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  10. 기재층;
    상기 기재층의 적어도 일면에 형성되어 있는 제 1 항에 따른 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 점착제층; 및
    상기 점착제층상에 형성되어 있는 도전층을 포함하는 도전성 적층체.
  11. 제 10 항에 있어서, 도전층은 도전용 기재층; 상기 도전용 기재층의 일면에 형성되어 있는 언더코팅층; 및 상기 언더코팅층상에 형성되어 있는 도전성 기능층을 포함하는 도전성 적층체.
  12. 제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 기재층 또는 도전용 기재층은 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름 및 폴리올레핀 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 도전성 적층체.
  13. 제 10 항에 있어서, 기재층 및 점착제층 사이에 하드코팅층을 추가로 포함하는 도전성 적층체.
  14. 제 10 항에 있어서, 점착제층의 두께는 1㎛ 내지 50㎛의 범위 내인 도전성 적층체.
  15. 기재층; 상기 기재층의 양면에 형성되어 있는 점착제층; 상기 점착제층상에 각각 형성되어 있는 도전층을 포함하고,
    상기 기재층의 양면은 하드코팅층이 형성되어 있으며,
    상기 도전층은 상기 점착제층과 접촉하는 도전용 기재층; 상기 도전용 기재층상에 형성되어 있는 언더코팅층; 및 상기 언더코팅층상에 형성되어 있는 도전성 기능층을 포함하고,
    상기 점착제층은 제 1 항에 따른 점착제 조성물의 가교층을 포함하는 양면 도전성 적층체.
  16. 제 10 항 또는 제 15 항의 도전성 적층체 또는 양면 도전성 적층체를 포함하는 터치 패널.
  17. 제 16 항의 터치 패널을 포함하는 디스플레이 장치.
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