KR102041818B1 - 도전성 적층체 - Google Patents

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KR102041818B1
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 도전성 적층체 및 그 용도에 관한 것이다. 본 출원의 도전성 적층체는 표면 단차를 가지는 기재에 부착되는 경우에도 단차부 주변의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있으므로, 상기 도전성 적층체가 적용된 제품의 외관이나 성능을 유지할 수 있다. 이러한 도전성 적층체는 예를 들어, 터치 패널 등에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

도전성 적층체{CONDUCTIVE LAMINATE}
본 출원은, 도전성 적층체 및 그 용도에 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 적층체가 사용된다. 이러한 도전성 적층체는 점착제층을 포함하고 있을 수 있다. 상기 도전성 적층체은 점착제층을 통하여 다른 기재에 합지될 경우 기포를 발생시키지 않는 것이 중요하다. 기포가 발생하는 경우 화면의 디자인성을 현저하게 해쳐 외관에 영향을 줄 수 있고, 성능을 저하시키는 원인이 될 수 있기 때문이다.
특허 문헌 1: 대한민국 공개특허 제2002-0036837호 특허 문헌 2: 대한민국 공개특허 제2001-0042939호
본 출원의 과제는 표면 단차를 가지는 기재에 부착되는 경우에도 단차부 주변의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 우수한 접착력을 나타낼 수 있는 도전성 적층체 및 이의 용도를 제공하는 것이다.
본 출원은 도전성 적층체에 관한 것이다. 도 1은 본 출원의 제 1 실시예에 따른 도전성 적층체의 구조를 예시적으로 나타낸다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 도전성 적층체(1)는 기재층(101); 및 상기 기재층의 일면에 형성된 제 1 도전성층(201); 및 상기 제 1 기재층의 제 1 도전성층이 형성되어 있지 않은 면에 부착되어있는 점착제층(30)을 포함할 수 있다. 이하, 본 출원의 도전성 적층체에 대하여 구체적으로 설명한다.
[기재층]
기재층(101)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 유리 기재 또는 플라스틱 기재 등을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재로는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플로오루에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 또는 폴리이미드 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
기재층(101)의 두께는 특별히 제한되지 않고, 도전성 적층체로서 기능을 할 수 있는 한 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 기재층의 두께는 약 1 ㎛ 내지 500 ㎛, 약 3 ㎛ 내지 300㎛, 약 5 ㎛ 내지 250 ㎛ 또는 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도의 범위 내일 수 있다.
기재층(101)에는 예를 들어, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 처리 등의 적절한 접착 처리가 수행되어 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[제 1 도전성층]
도전성층(201)은 상기 기재층(101)의 일면에 형성되어 있을 수 있다. 상기 도전성층(201)을 구성하는 소재로는, 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트, 주석 또는 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 등이 사용될 수 있고, 상기 도전성층은 결정층 또는 비결정층 일 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 도전성층을 구성하는 소재는 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 도전성층(201)의 두께는 연속 피막의 형성 가능성, 도전성 및 투명성 등을 고려하여, 약 10 nm 내지 300 nm, 약 10 nm 내지 200 nm 또는 약 10 nm 내지 100 nm의 범위로 조절할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 도전성층(201)의 형성법은 특별히 제한되지 않으나, 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, 통상적으로 진공 증착법 또는 스퍼터링법으로 형성할 수 있다.
상기 도전성층(201)은 필요한 경우 앵커층 또는 유전체층을 매개로 기재층(101) 일면에 형성되어 있을 수도 있다. 상기 앵커층 또는 유전체층은 도전성층(201)과 기재층(101) 사이의 밀착성을 향상시키고, 내찰상성 또는 내굴곡성을 개선할 수 있다.
또한, 상기와 같은 앵커층 또는 유전체층은, 예를 들면, SiO2, MgF2 또는 Al2O3 등과 같은 무기물; 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지 또는 실록산계 폴리머 등의 유기물 또는 상기 중 2종 이상의 혼합물을 사용한 진공 증착법, 스퍼터링법, 이온 플레이팅법 또는 도공법을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 앵커층 또는 유전체층은 통상적으로 약 100 nm 이하, 구체적으로는 15 nm 내지 100 nm 또는 20 nm 내지 60 nm의 두께로 형성할 수 있다.
[점착제층]
점착제층(30)은 상기 기재층(101)의 도전성층(201)이 형성되어 있지 않은 면에 부착되어 있을 수 있다. 상기 점착제층(30)은 점착제 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있다. 상기 점착제 조성물은 아크릴 중합체 및 점착성 부여제를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「중합체」는, 서로 상이한 1종 이상의 단량체들이 혼합되어 중합된 중합체를 지칭할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 점착제층(30)은 상기 아크릴 중합체를 가교된 상태로 포함할 수 있다. 이하, 점착제층(30)의 저장 탄성률 또는 손실 탄성률에 대하여 기술하면서 특별한 언급이 없는 한, 상기 아크릴 중합체를 가교된 상태로 포함하는 점착제층(30)의 저장 탄성률 또는 손실 탄성률을 지칭한다. 상기 점착제층(30)은 표면 단차를 가지는 다른 기재에 부착될 경우 단차 주변부에 기포발생을 억제한다는 측면에서 그 물성 및 조성이 하기와 같이 조절될 수 있다.
상기 점착제층(30)은 하기 일반식 1을 만족할 수 있다:
[일반식 1]
1 ≤ G'/G" ≤ 5
상기 G' 및 G"은 각각 상기 점착제층의 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서의 저장 탄성률(G') 및 손실 탄성률(G")을 의미한다. 상기 일반식 1의 G'/G"의 상한은 예를 들어, 5 이하, 4.5 이하, 4 이하, 3.5 이하 또는 3 이하일 수 있고, 상기 일반식 1의 G'/G"의 하한은 예를 들어, 1 이상, 1.5 이상 또는 2 이상일 수 있다. 점착제층(30)이 상기 일반식 1을 만족하는 경우 표면 단차를 가지는 기재에 부착되는 경우에도, 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높여 단차부 주변의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 우수한 접착력을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 점착제층(30)은 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서의 저장 탄성률(Storage Modulus)이 1.7 × 104 Pa 미만, 1.6 × 104 Pa 이하, 1.5 × 104 Pa 이하, 1.4 × 104 Pa 이하 또는 1.3 × 104 Pa 이하일 수 있다. 상기 점착제층(30)의 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서 저장 탄성률의 하한은 예를 들어 1.0 × 104 Pa 이상일 수 있다. 본 명세서에서 용어 「저장 탄성률」은 통상적으로 알려진 「동적 저장 탄성률」을 의미한다. 즉, 탄성체에 sine 형태의 전단 변형을 가하면, 점탄성 물질의 경우 중간적인 형태로 응력이 지연되어 나타나게 되고, 이를 수학적으로 표현하면, 한 성분은 같은 위상에 있고, 다른 한 성분은 pi/2만큼 지연되는 것을 의미할 수 있으며, 이 경우 같은 위상에 있는 부분, 즉 탄성에 의하여 손실 없이 저장되는 에너지를 「동적 저장 탄성률」 또는 「저장 탄성률」이라 지칭할 수 있다. 점착제층의 저장 탄성률을 전술한 범위 내에서 조절하여, 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 점착제층(30)은 또한, 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서의 손실 탄성률(Loss Modulus)이 1.0 × 104 Pa 이하, 0.9× 104 Pa 이하, 0.8× 104 Pa 이하 또는 0.7× 104 Pa 이하일 수 있다. 상기 점착제층(30)의 상기 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서 손실 탄성률의 하한은 예를 들어 0.1 × 104 Pa 이상일 수 있다. 본 명세서에서 용어 「손실 탄성률」은 통상적으로 알려진 「동적 손실 탄성률」을 의미한다. 즉, 탄성체에 상기와 같이 sine 형태의 전단 변형을 가하는 경우, pi/2만큼 지연된 위상에 있는 부분, 즉 탄성에 의하여 열 등으로 전환되어 비가역적으로 손실되는 에너지를「동적 손실 탄성률」 또는 「손실 탄성률」이라 지칭될 수 있다. 상기 점착제층(30)의 손실 탄성률을 전술한 범위 내에서 조절하여, 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 억제할 수 있다.
상기 아크릴 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트를 중합 단위로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 단량체가 중합된 단위로 중합체에 포함되어 있다는 것은 그 단량체가 중합 반응을 거쳐서 그 중합체의 골격, 예를 들면, 주쇄 또는 측쇄를 형성하고 있는 형태를 의미할 수 있다.
상기 아크릴 중합체는 제 1 단량체로 탄소수 5 이상의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 및 제 2 단량체로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 (메타) 아크릴레이트를 중합 단위로 포함할 수 있다. 상기 아크릴 중합체가 상기 단량체 중합 단위를 포함하는 경우 점착제층은 전술한 손실 또는 저장 탄성률 범위를 나타낼 수 있고, 이를 통해 점착제층이 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 억제할 수 있다.
상기 제 1 단량체로는 예를 들어, 탄소수 5 이상의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 상기 알킬기는 탄소수 5 이상인 경우 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 분지쇄 또는 직쇄 알킬기일 수 있고, 보다 바람직하게는 직쇄 알킬기를 사용할 수 있다. 이러한 제 1 단량체로는, 예를 들어 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 노닐 (메타)아크릴레이트 또는 라우릴 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있으며, 본 출원의 일 실시예로서 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다. 제 1 단량체의 알킬기의 탄소수 상한은 특별히 제한되지 않으나 예를 들어, 탄소수 20 이하, 탄소수 18 이하, 탄소수 16 이하, 탄소수 14 이하, 탄소수 12 이하 또는 탄소수 10 이하의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다.
상기 제 1 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 약 60 중량부 내지 98 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 본 명세서에서 단위 「중량부」는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 제 1 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 약 60 중량부 이상, 약 65 중량부 이상, 약 70 중량부 이상, 약 75 중량부 이상, 약 80 중량부 이상, 약 85 중량부 이상 또는 약 90 중량부 이상의 비율로 아크릴 중합체에 포함될 수 있다. 상기 제 1 단량체 중합 단위의 아크릴 중합체 내의 함량 비율의 상한은, 예를 들어, 약 98 중량부 이하, 약 95 중량부 이하, 약 90 중량부 이하 또는 약 85 중량부 이하일 수 있다. 이러한 범위에서 점착제층은 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높일 수 있고, 이를 통해 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 제 2 단량체로는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 (메타) 아크릴레이트를 사용할 수 있다. 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 4인 경우 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 분지쇄 또는 직쇄 알킬기일 수 있고, 보다 바람직하게는 직쇄 알킬기를 사용할 수 있다. 이러한 단량체로는, 예를 들어 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트 또는 sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 등이 예시될 수 있고, 본 출원의 일 실시예에 따르면 메틸 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있으나, 이제 제한되는 것은 아니다.
상기 제 2 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 구체적으로, 제 2 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 4 중량부 이상, 6 중량부 이상 또는 8 중량부 이상 및 20 중량부 이하, 18 중량부 이하, 16 중량부 이하, 14 중량부 이하 또는 12 중량부 이하의 비율로 포함될 수 있다. 이러한 범위에서 점착제층(30)은 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높일 수 있고, 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 더욱 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 아크릴 중합체는 또한, 가교성 단량체 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「가교성 단량체」는 가교성 관능기와 아크릴 중합체를 형성할 수 있는 다른 관능기를 가져 중합 단위로 중합체에 포함되면, 중합체에 가교성 관능기를 제공할 수 있는 단량체를 의미할 수 있다.
점착제의 제조 분야에서는 가교성 단량체로 사용될 수 있는 단량체가 다양하게 공지되어 있으며, 이러한 단량체는 모두 상기 아크릴 중합체에 사용될 수 있다. 상기 가교성 단량체로는 히드록시기, 카르복실기, 에폭시기, 이소시아네이트기 또는 아미노기와 같은 질소 함유 관능기를 함유하는 화합물 등을 예시할 수 있다. 가교성 단량체의 구체적인 예로는, 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 등과 같은 히드록시기 함유 단량체; (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 또는 말레산 무수물 등의 카복실기 함유 단량체; 또는 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등의 질소 함유 단량체 등을 들 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아크릴 중합체에 가교성 단량체 중합 단위가 포함되는 경우, 예를 들면 상기 가교성 단량체 는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 구체적으로, 가교성 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 1 중량부 이상, 2 중량부 이상, 4 중량부 이상, 6 중량부 이상 또는 8 중량부 이상 및 20 중량부 이하, 18 중량부 이하, 16 중량부 이하, 14 중량부 이하 또는 12 중량부 이하의비율로 포함될 수 있다. 이러한 범위에서 점착제층은 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높일 수 있고, 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다. 아크릴 중합체를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 통상의 방식으로 제조할 수 있다. 상기 아크릴 중합체는 예를 들면, LRP(Living Radical Polymerization) 방식으로 중합할 수 있고, 그 예로는 유기 희토류 금속 복합체를 중합 개시제로 사용하거나, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 알칼리 금속 또는 알칼리토금속의 염 등의 무기산염의 존재 하에 합성하는 음이온 중합, 유기 알칼리 금속 화합물을 중합 개시제로 사용하여 유기 알루미늄 화합물의 존재 하에 합성하는 음이온 중합 방법, 중합 제어제로서 원자 이동 라디칼 중합제를 이용하는 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 중합 제어제로서 원자이동 라디칼 중합제를 이용하되 전자를 발생시키는 유기 또는 무기 환원제 하에서 중합을 수행하는 ARGET(Activators Regenerated by Electron Transfer) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), ICAR(Initiators for continuous activator regeneration) 원자이동 라디칼 중합법(ATRP), 무기 환원제 가역 부가-개열 연쇄 이동제를 이용하는 가역 부가-개열 연쇄 이동에 의한 중합법(RAFT) 또는 유기 텔루륨 화합물을 개시제로서 이용하는 방법 등이 있으며, 이러한 방법 중에서 적절한 방법이 선택되어 적용될 수 있다.
상기 점착제 조성물은 점착성 부여제를 포함할 수 있다. 상기 점착성 부여제를 포함하는 경우, 상기 점착제층(30)은 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높일 수 있고, 이를 통해 점착제층이 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 억제할 수 있다.
상기 점착성 부여제로는 예를 들면, 히드로카본 수지 또는 그의 수소 첨가물, 로진 수지 또는 그의 수소 첨가물, 로진 에스테르 수지 또는 그의 수소 첨가물, 테르펜 수지 또는 그의 수소 첨가물, 테르펜 페놀 수지 또는 그의 수소 첨가물, 중합 로진 수지 또는 중합 로진 에스테르 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 점착성 부여제는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 5 중량부 내지 100 중량부의 비율로 점착제층(30)에 포함될 수 있다. 보다 구체적으로 상기 점착성 부여제는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 5 이상, 10 이상, 20 이상, 30 이상 또는 40 이상의 비율로 점착제층(30)에 포함될 수 있다. 상기 점착성 부여제의 아크릴 중합체 내 함량 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 약 100 중량부 이하, 약 90 중량부 이하, 80 중량부 이하, 70 중량부 이하, 또는 60 중량부 이하일 수 있다. 이러한 범위에서 상기 점착제층(30)은 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높일 수 있고, 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 점착제층(30)은 아크릴 중합체를 가교시킬 수 있는 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가교제로는 상기 아크릴 중합체에 포함되는 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 적어도 1개 이상, 1개 내지 10개, 1개 내지 8개, 1개 내지 6개 또는 1개 내지 4개를 가지는 가교제를 사용할 수 있다. 이러한 가교제로는, 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제 등의 통상적인 가교제들 중에서 아크릴 중합체가 가지는 가교성 관능기의 종류를 고려하여 적절한 종류가 선택되어 사용될 수 있다.
이소시아네이트 가교제로는, 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물이나 상기 디이소시아네이트 화합물과 폴리올, 예를 들면 트리메틸롤프로판 등의 반응물 또는 상기 디이소시아네이트 화합물의 이소시아누레이트 부가체 등이 예시될 수 있으나, 바람직하게는 크실렌 디이소시아네이트 또는 헥사메틸렌 디이소시아네이트를 사용할 수 있고, 에폭시 가교제로는, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 예시될 수 있다.
아지리딘 가교제로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며, 상기 금속 킬레이트 가교제로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토 초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
가교제는, 예를 들면, 아크릴 중합체 100 중량부 대비 0.001 중량부 내지 10 중량부, 0.01 중량부 내지 10 중량부, 0.01 중량부 내지 9 중량부, 0.01 중량부 내지 8 중량부, 0.01 중량부 내지 7 중량부, 0.01 중량부 내지 6 중량부, 0.01 중량부 내지 5 중량부, 0.01 중량부 내지 4 중량부, 0.01 중량부 내지 3 중량부, 0.01 중량부 내지 2 중량부 또는 0.01 중량부 내지 1 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 이러한 범위에서 점착제층(30)은 전술한 저장 또는 손실 탄성률 범위를 나타낼 수 있고, 이를 통해 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
상기 점착제층(30)은 실란 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 실란 커플링제로는, 예를 들면 베타-시아노기 또는 아세토아세틸기를 가지는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 이러한 실란 커플링제는, 예를 들면 분자량이 낮은 중합체에 의해 형성된 점착제가 우수한 밀착성 및 접착 안정성을 나타내도록 할 수 있도록 할 수 있다. 상기 점착제층(30)이 실란 커플링제를 추가로 포함하는 경우 실란 커플링제는 상기 아크릴 중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 5 중량부 또는 0.01 중량부 내지 1 중량부로 포함될 수 있다.
상기 점착제층(30)은, 필요한 경우 경화제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 점착제층(30)을 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 통상의 방식으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 아크릴 중합체가 가교된 상태로 존재하는 점착제 조성물을 통상의 수단으로 적절한 공정 기재에 도포한 후 경화시키는 방식에 의하여 제조될 수 있다. 본 출원에서 상기 경화 과정은, 점착제 조성물 내부에 포함된 휘발 성분 또는 반응 잔류물과 같은 기포 유발 성분을 충분히 제거한 후, 수행하는 것이 바람직하다. 이에 따라 점착제의 가교 밀도 또는 분자량 등이 지나치게 낮아 탄성률이 떨어지고, 고온 상태에서 점착 계면에 존재하는 기포들이 커져 내부에서 산란체를 형성하는 문제점 등을 방지할 수 있다. 상기에서 점착제 조성물을 경화시키는 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면, 적절한 가열, 건조 및/또는 숙성(aging) 공정을 통한 경화, 또는 자외선(UV)과 같은 전자기파 조사에 의한 경화 방식을 채용할 수 있다.
상기 점착제층(30)의 점착력은 180°의 박리 각도 및 0.3 m/min의 박리 속도로 측정할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 점착제층(30)은 180°의 박리 각도 및 0.3 m/min의 박리 속도로 측정한 ITO(Indium Tin Oxide)에 대한 점착력이 900 (gf/in) 이상일 수 있고, 950 gf/in 이상, 1000 gf/in 이상, 1050 gf/in 이상, 1100 gf/in 이상, 1150 gf/in 이상, 1200 gf/in 이상, 1250 gf/in 이상, 1300 gf/in 이상, 1350 gf/in 이상, 1400 gf/in 이상, 1450 gf/in 이상, 1500 gf/in 이상, 1550 gf/in 이상, 1600 gf/in 이상 또는 1650 gf/in 이상일 수 있다. 상기 점착제층(30)은 ITO 면에 대하여 전술한 범위 내의 우수한 점착력을 가질 수 있다.
[제 2 기재층 및 제 2 도전성층]
본 출원의 도전성 적층체는 제 2 기재층 및 제 2 도전성층을 추가로 포함할 수 있다. 이하, 구분을 위하여 전술한 기재층 및 도전성층을 각각 제 1 기재층 및 제 1 도전성층으로 호칭한다. 도 2는 본 출원의 제 2 실시예에 따른 도전성 적층체(2)의 구조를 예시적으로 나타낸다. 도 2 에 나타낸 바와 같이, 도전성 적층체(2)는 제 1 기재층(101); 상기 제 1 기재층(101)의 일면에 형성된 제 1 도전성층(201); 및 상기 제 1 기재층의 제 1 도전성층이 형성되어 있지 않은 면에 부착되어있는 점착제층(30)을 포함한다. 또한, 상기 도전성 적층체(2)는 제 2 기재층(102) 및 제 2 기재층(102)의 일면에 형성되고 표면 단차(2021)를 가지는 제 2 도전성층(202)을 포함한다. 또한, 상기 제 1 기재층(101)의 제 1 도전성층이 형성되어 있지 않은 면과 상기 제 2 도전성층(202)의 단차를 가지는 표면은 상기 점착층(30)에 의하여 부착된 상태로 존재할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「표면 단차」는 표면의 높이의 차이(도 2의 H로 도시)를 의미할 수 있다. 상기 제 2 도전성층(202)의 표면의 단차는 예를 들어, 후술하는 터치 패널에 사용되는 패턴 전극에 유래하는 것일 수 있다. 패턴 전극의 패턴 형상은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 메쉬 형상이거나 또는 단면이 다각형 또는 원형인 전극이 서로 이격되어 존재하는 형상일 수도 있다. 또한, 패턴 전극의 소재는 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나 또는 이들의 합금일 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 상기 제 2 도전성층(202) 표면의 단차는 예를 들어, 화면의 디자인성을 향상시키기 위해 인쇄된 인쇄 단차일 수도 있다.
상기 제 2 도전성층(202)의 표면 단차의 두께는 특별히 제한되지 않고, 표면 단차를 유발하는 구성이 적용되는 용도에 따라 적절히 선택될 수 있으나, 통상적으로 약 1 ㎛ 내지 150 ㎛ 범위내일 수 있다. 점착제층의 두께 범위는 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 15 ㎛ 내지 30 ㎛ 범위 내일 수 있다. 다른 하나의 예시에서, 점착제층의 두께는 예를 들어, 상기 표면 단차의 두께에 비하여 약 2 ㎛ 이상의 두꺼운 두께 범위를 가질 수 있다. 상기 점착제층(30)이 전술한 범위 내의 두께를 갖는 경우, 상기 제 2 도전성층(202)의 표면 단차 주변부(도 2의 A로 도시)에 기포의 발생을 효과적으로 감소시킬 수 있다.
도전성 적층체는 전술한 기재층, 도전성층 및 점착제층을 기본 단위로 포함하고, 필요한 경우 도전성 적층체의 형성에 통상 적용되는 다른 요소, 예를 들면, 투명 시트층, 이형 필름층 또는 하드 코팅층 등을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원은, 또한 상기 도전성 적층체의 용도에 관한 것이다. 본 출원의 도전성 적층체는 예를 들어, 터치 패널의 구성으로 사용될 수 있다. 터치 패널은 상기 도전성 적층체를 예를 들면, 터치 패널용 전극판으로 포함할 수 있다. 또한, 전술한 패턴 전극은 터치 센서로서 기능할 수 있다. 상기 터치 패널은 상기 도전성 적층체를 포함하는 한, 정전용량 방식 또는 저항막 방식 등을 포함한 공지의 구조로 형성될 수 있다. 상기 도전성 적층체는, 터치 패널뿐만 아니라 액정 디스플레이 등의 다양한 장치의 형성 등에 사용할 수 있다.
본 출원의 도전성 적층체는 표면 단차를 가지는 기재에 부착된 경우에도 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있으므로, 상기 도전성 적층체가 적용된 제품의 외관이나 성능을 유지할 수 있다. 이러한 도전성 적층체는 예를 들어, 터치 패널 등에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은, 본 출원 제 1 실시예의 도전성 적층체의 모식도이다.
도 2는, 본 출원 제 2 실시예의 도전성 적층체의 모식도이다.
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. 저장 탄성률 및 손실 탄성률 평가
이형필름 사이에 실시예 및 비교예에서 제조된 점착제 조성물을 코팅한 후 15 cm × 25 cm의 크기로 재단하고, 편면의 이형 필름을 제거한 다음, 5번 적층시켜서, 두께를 약 1 mm가 되도록 하였다. 이어서, 상기 적층체를 지름 8 mm의 원형으로 재단하고, 글래스(glass)를 이용하여, 압축한 다음, 밤새 방치하여, 각 층간의 계면에서의 웨팅(wetting)을 향상시켜, 적층시 생긴 기포를 제거하여 시료를 제조하였다. 이어서, 시료를 패러랠 플레이트(parallel plate) 위에 놓고, 갭(gap)을 조정한 후, Normal & Torque의 영점을 맞추고, Normal force의 안정화를 확인한 후, 저장 탄성률 및 손실 탄성률을 측정하였다.
<측정 기기 및 측정 조건>
측정 기기: 강제 대류 오븐을 구비한 ARES-RDA, TA Instruments Inc.
측정 조건:
geometry: 8 mm parallel plate
간격: 약 1 mm
Test type: dynamic strain frequency sweep
변형(Strain) = 10.0 [%], 온도: 50 ℃
초기 주파수: 0.1 rad/s, 최종 주파수: 1 rad/s
2. 점착력 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 점착제층이 형성된 PET 필름을 폭이 25 mm이고, 길이가 100 mm가 되도록 재단하여 시편을 제조하였다. 이어서, JIS Z 0237의 규정에 따라 2 kg의 롤러를 사용하여 점착제층이 형성된 PET 필름을 ITO층에 부착한다. 점착제층이 형성된 PET 필름이 부착된 ITO층을 오토클레이브(50℃, 5 기압)에서 20분 동안 압착 처리한 후에, 항온항습실(23℃, 50% 상대 습도)에서 약 24 시간 동안 보관한다. 이어서, 장비(Texture Analyzer, 영국 스테이블 마이크로 시스템사제)를 사용하여, 상기 점착제층이 형성된 PET 필름을 ITO층으로부터 300 mm/min의 박리 속도 및 180도의 박리 각도로 박리하면서 점착력을 평가하였다.
3. 단차 특성 평가 (1)
PET 필름(가로 × 세로 = 10 cm × 10 cm 두께: 50 ㎛) 상에 ITO층(가로 × 세로 = 10 cm × 10 cm 두께: 20 nm)을 통상적인 방식으로 형성한 투명 도전성 적층체를 약 150 ℃ 오븐에서 약 1 시간 동안 열처리 한 후, 상기 열처리된 투명 전도성 적층체의 ITO층 상에 Ag paste (가로 × 세로 = 1 cm × 10 cm, 두께: 18 ㎛)를 도포한 후, 약 150 ℃ 오븐에서 약 30 분 동안 열처리하였다. 다음으로, 실시예 및 비교예에서 제조된 도전성 적층체의 점착제층이 상기 투명 도전성 적층체의 Ag paste가 형성된 면에 접하도록 도포한 후, 광학 현미경을 통하여 단차 주변부에 기포를 관찰하였다.
○: 육안에 의해 기포가 확인되지 않음.
△: 미세한 기포가 육안으로 관찰됨.
×: 큰 기포가 육안으로 관찰됨.
4. 단차 특성 평가 (2)
단차 특성 평가 (1)의 시편을 50℃의 온도에서 30분 동안 6 kgf/cm2의 압력 조건에서 오토클레이브(Auto clave) 처리한 후, 광학 현미경을 통하여 단차 주변부에 기포를 관찰하였다.
○: 육안에 의해 기포가 확인되지 않음.
△: 미세한 기포가 육안으로 관찰됨.
×: 큰 기포가 육안으로 관찰됨.
제조예 . 아크릴 중합체의 제조
내부에 질소가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1 L 반응기에 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 80 중량부, 메틸 아크릴레이트(MA) 10 중량부 및 2-히드록시에틸 아크릴레이트(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 아크릴 중합체를 제조하였다.
실시예 1
점착제 조성물의 제조
제조예 1에서 제조된 아크릴 중합체 고형분 100 중량부에 대하여 가교제로서 크실렌 디이소시아네이트인 "Takenate D110N" ((주)미쯔이 화학) 0.25 중량부 및 점착성 부여제로서 Terpene계 "DERTOPHENE T115"(DRT 社) 10 중량부로 균일하게 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다.
도전성 적층체의 제조
PET 필름의 일면에 실리콘으로 이형 처리한 후, 그 위에 상기 제조된 점착제 조성물을 두께가 약 25㎛ 정도가 되도록 코팅 및 경화하여 점착제층을 형성하였다. 그 후, 상기 점착제층을 통상적인 방식으로 일면에 ITO층을 형성한 PET 필름(두께: 약 25㎛)의 반대면에 전사하고, 상기 이형 처리된 PET 필름을 박리하여 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1의 점착제 조성물에 포함된 점착성 부여제를 제조예 1에서 제조된 아크릴 중합체 고형분 100 중량부에 대하여 20 중량부를 투입한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1의 점착제 조성물에 포함된 점착성 부여제를 제조예 1에서 제조된 아크릴 중합체 고형분 100 중량부에 대하여 30 중량부를 투입한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
비교예
실시예 1의 점착제 조성물에 포함된 점착성 부여제를 포함하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 대하여 측정한 물성 및 평가 결과는 하기 표 1에 나타낸 바와 같다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예
저장 탄성률
(× 104)
(단위: Pa)		 1.5 1.3 1.3 1.7
손실 탄성률
(× 104)
(단위: Pa)		 0.6 0.7 0.7 0.7
G'/G" 2.5 1.85 1.85 2.42
점착력 (ITO 면) 1008.3 1442.5 1653.1 843.5
단차 평가(1) △ △ △ ×
단차 평가(2) ○ ○ ○ ×
상기 표 1로부터 확인되는 바와 같이, 본 출원의 도전성 적층체의 경우, 점착제층 내에 특정 범위내의 점착성 부여제를 첨가함으로써, 손실 탄성률에 대한 저장 탄성률의 비를 높여, 단차 주변부의 기포 발생을 효과적으로 억제하는 동시에 ITO 면에 대한 접착력을 향상시킬 수 있다.
101 및 102: 제 1 및 제 2 기재층
201 및 202: 제 1 및 제 2 도전성층
2021: 단차
30: 점착제층
H: 단차 두께
A: 단차 주변부

Claims (19)

  1. 제 1 기재층;
    상기 제 1 기재층의 일면에 형성된 제 1 도전성층; 및
    상기 제 1 기재층의 제 1 도전성층이 형성되어 있지 않은 면에 부착된 점착제층을 포함하고, 상기 점착제층은 아크릴 중합체 및 점착성 부여제를 포함하는 점착제 조성물을 경화된 상태로 포함하며, 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서의 저장 탄성률(Storage Modulus)이 1.7 Х 104 Pa 미만이고, 손실 탄성률(Loss Modulus)이 1.0 Х 104 Pa 이하인 도전성 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층은 하기 일반식 1을 만족하는 도전성 적층체:
    [일반식 1]
    1 ≤ G'/G" ≤ 5
    상기 G' 및 G"는 각각 상기 점착제층의 50℃ 온도 및 1 rad/sec 주파수에서의 저장 탄성률(G') 및 손실 탄성률(G")을 의미한다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트를 중합 단위로 포함하는 도전성 적층체.
  4. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 중합체는 제 1 단량체로 탄소수 5 이상의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 및 제 2 단량체로 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 가지는 알킬 (메타) 아크릴레이트를 중합 단위로 포함하는 도전성 적층체.
  5. 제 4 항에 있어서,
    제 1 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 60 중량부 내지 98 중량부 비율로 포함되는 도전성 적층체.
  6. 제 4 항에 있어서,
    제 2 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부 비율로 포함되는 도전성 적층체.
  7. 제 1 항에 있어서,
    아크릴 중합체는 히드록시기 함유 화합물, 카르복실기 함유 화합물, 에폭시기 함유 화합물 또는 질소 함유 관능기 함유 화합물인 가교성 단량체를 중합 단위로 추가로 포함하는 도전성 적층체.
  8. 제 7 항에 있어서,
    가교성 단량체는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 1 중량부 내지 20 중량부 비율로 포함되는 도전성 적층체.
  9. 제 1 항에 있어서,
    점착성 부여제는 히드로카본 수지 또는 그의 수소 첨가물; 로진 수지 또는 그의 수소 첨가물; 로진 에스테르 수지 또는 그의 수소 첨가물; 테르펜 수지 또는 그의 수소 첨가물; 테르펜 페놀 수지 또는 그의 수소 첨가물; 및 중합 로진 수지 또는 중합 로진 에스테르 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 도전성 적층체.
  10. 제 1 항에 있어서,
    점착성 부여제는 아크릴 중합체 100 중량부 대비 5 중량부 내지 100 중량부 범위로 포함하는 도전성 적층체.
  11. 제 1 항에 있어서,
    점착제 조성물은 아크릴 중합체 100 중량부 대비 0.001 중량부 내지 10 중량부의 가교제를 추가로 포함하는 도전성 적층체
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 점착제층은 180°의 박리 각도 및 0.3 m/min의 박리 속도로 측정한 ITO(Indium Tin Oxide)에 대한 점착력이 900 gf/in 이상인 도전성 적층체.
  13. 제 1 항에 있어서,
    제 1 기재층은 유리, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플로오루에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 및 폴리이미드 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 도전성 적층체.
  14. 제 1 항에 있어서,
    제 1 도전성층은 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트, 주석, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 티탄, 산화 카드뮴 또는 요오드화 구리를 포함하는 도전성 적층체.
  15. 제 1 항에 있어서,
    제 2 기재층 및 제 2 기재층의 일면에 형성되고 표면 단차를 가지는 제 2 도전성층을 추가로 포함하고, 상기 제 1 기재층의 제 1 도전성층이 형성되어 있지 않은 면과 상기 제 2 도전성층의 단차를 가지는 표면은 상기 점착제층에 의하여 부착된 상태로 존재하는 도전성 적층체.
  16. 제 15 항에 있어서,
    제 2 도전성층의 표면 단차는 제 2 기재층이 형성되지 않은 일면에 패턴 전극을 추가로 포함하여 발생하는 도전성 적층체.
  17. 제 16 항에 있어서,
    패턴 전극은 은(Ag), 알루미늄(Al), 구리(Cu), 크롬(Cr), 니켈(Ni) 및 몰리브덴(Mo)으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상인 도전성 적층체.
  18. 제 15 항에 있어서,
    점착제층의 두께는 표면 단차의 두께 대비 2 ㎛ 이상 두꺼운 도전성 적층체.
  19. 제 1 항의 도전성 적층체를 포함하는 터치 패널.
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