KR102049595B1 - 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트 - Google Patents

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Abstract

점착 성능 및 단차 흡수성이 우수한 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 점착제 조성물은 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지를 포함하고, 상기 제1수지 및 제2수지 각각은 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합된 아크릴계 공중합체 수지인 것을 특징으로 한다.

Description

터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트{ADHESIVE COMPOSITION FOR TOUCH PANEL AND ADHESIVE FILM}
본 발명은 점착제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 점착 성능 및 단차 흡수성이 우수한 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트에 관한 것이다.
점착제는 시트, 필름, 테이프 등 매우 다양한 용도로 사용된다. 전기 산업 또는 전자 산업에서 부품을 접착하거나, 특히 2개 이상의 상이한 소재 또는 부품을 서로 접합하기 위해서는 양쪽 모두 점착력이 우수한 점착제를 사용한다. 구체적으로, 디스플레이는 터치 스크린 패널(TSP, Touch Screen Panel) 및 액정 모듈로 구성되며, 상기 터치 스크린 패널은 도전성 필름 및 투명 기재 등의 적층 구조를 갖는다. 이때, 상기 터치 스크린 패널의 적층 구조에 대해 각 층을 부착하는 경우 점착제가 사용되며, 상기 터치 스크린 패널과 액정 모듈을 부착하는 경우에도 점착제가 사용된다.
그 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylenTerephthalate, PET) 필름을 기재로 하고, 그 일면에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)로 형성된 도전성 필름이 있다. 상기 도전성 필름 일면에 점착제층이 형성된 점착필름은 전도성 유리, 보강재 또는 데코 필름 등에 적층된다.
이처럼, 터치 스크린 패널에서 투명 도전성 필름의 부착에 사용되는 점착제에는 인쇄 단차를 흡수할 수 있는 단차 흡수성, 백탁현상의 발생을 억제할 수 있는 내구성 등 다양한 물성이 요구되고 있다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제 10-2014-0121922호(2014.10.17. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 터치패널용 점착제 조성물, 점착 필름 및 터치 패널이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 점착 성능 및 단차 흡수성이 우수한 터치패널용 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 점착제 조성물을 이용하여 제조된 점착 시트를 제공한다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 점착제 조성물은 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지를 포함하고, 상기 제1수지 및 제2수지 각각은 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합된 아크릴계 공중합체 수지인 것을 특징으로 한다.
상기 제1수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 5~50중량%를 포함할 수 있다.
상기 제2수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 50~90중량%를 포함할 수 있다.
상기 제2수지의 함량은 제1수지 100중량부에 대하여, 5~20중량부일 수 있다.
상기 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트는 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡실레이트페녹시(메타)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이틀로헥산(메타)아크릴레이트, 사이클릭트리에틸프로판포말(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 벤조인계 화합물, 히드록시 케톤계 화합물, 아미노케톤계 화합물, 포스핀 옥시드계 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 점착 시트는 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지가 혼합된 점착제 조성물로부터 형성된 경화물을 포함하고, 상기 제1수지 및 제2수지 각각은 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합된 아크릴계 공중합체 수지
인 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 점착 시트는 단차 흡수성이 10~30%일 수 있다.
상기 점착 시트의 두께는 50~200㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트는 중량평균분자량이 서로 상이한 제1수지 및 제2수지에 의해, 점착 성능 및 단차 흡수성이 우수한 효과가 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
중량평균분자량이 서로 상이한 제1수지 및 제2수지가 혼합된 조성물로부터 형성된 점착 시트는 터치 패널 및 액정 모듈 사이에 부착되어 적용시 우수한 점착 성능 및 단차 흡수성을 나타낸다.
본 발명의 터치패널용 점착제 조성물은 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지를 포함한다.
제1수지 및 제2수지 각각은 아크릴계 공중합체 수지로서, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합되어 형성된 수지이다.
상기 제1수지 및 제2수지는 중량평균분자량이 서로 상이한 아크릴계 공중합체 수지이기 때문에, 이들을 혼합하는 경우 가공성 및 단차 흡수성이 우수한 효과가 있다.
상기 제1수지는 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합되어 형성된 수지로서, 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 아크릴계 공중합체 수지이다.
이러한 고분자량을 갖는 아크릴계 공중합체 수지는 열중합이 아닌 광중합에 의해 제조될 수 있으며, 실온에서 중합이 가능하기 때문에 중합반응을 제어하기 쉽고, 생산성이 우수하다.
상기 혼합 모노머는 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함한다.
상기 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트는 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡실레이트페녹시(메타)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이틀로헥산(메타)아크릴레이트, 사이클릭트리에틸프로판포말(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 제1수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 5~50중량%를 포함할 수 있다.
(메타)아크릴레이트의 함량이 5중량% 미만인 경우, 점착 시트 내부의 응집력이 낮아져 경화도 및 점착 성능이 저하되는 문제점이 있다. 반대로, 함량이 50중량%를 초과하는 경우, 점착 시트의 경화도가 지나치게 높아지기 때문에 박리 강도 등의 물성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 혼합 모노머는 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 이외에도, 히드록시기를 갖는 모노머로서 카르복실기를 갖는 모노머 등의 친수성 관능기를 갖는 모노머를 포함할 수 있다. 친수성 관능기를 갖는 모노머로서 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4-hydroxybutyl acrylate, 4-HBA) 등을 포함할 수 있다. 또한, 점착제 조성물에 연성(softness)을 부여할 수 있는 탄소수 1~22의 분지형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 22의 분지형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트는 이소프로필(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 유기용제는 건조 시간 및 반응 온도를 고려하여 휘발 온도가 대략 100℃ 이하인 용제인 것이 바람직하다. 유기용제의 함량은 점착제 조성물의 물성 및 성형성 등을 고려하여 조절할 수 있으며, 제1수지 100중량부에 대하여, 대략 1~10중량부일 수 있다. 유기용제의 예로는 에틸에테르, 아세톤, 아세토니트릴, 석유에테르,이소프로필알콜, 메탄올, 에탄올, n-펜탄, n-헥산, 벤젠, 디클로로메탄, 트리클로로메탄, 메틸아세테이트, 에틸아세테이트, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 메틸에틸케톤, 트리클로로메탄, 테트라클로로메탄, 1,2-디클로로에탄 등이 있다.
상기 광개시제는 일정 광량의 광을 조사할 때 활성 반응을 일으켜 경화 반응을 개시하는 물질이다. 광개시제는 벤조인계 화합물, 히드록시 케톤계 화합물, 아미노케톤계 화합물, 포스핀 옥시드계 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 제1수지 100중량부에 대하여, 0.1~10중량부를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이, 제1수지는 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 아크릴계 공중합체 수지로서, 상온에서 높은 응집력을 가지기 때문에, 가공성이 우수한 효과가 있다. 또한, 1000,000~3000,000의 범위에서 기계적 강도와 안정된 물성을 제공할 수 있으며, 고온(85℃), 고습(85%)환경에서도 내구성이 우수하고, 백탁이나 기포발생을 억제할 수 있다.
상기 제2수지는 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합되어 형성된 수지로서, 중량평균분자량이 1000~200,000인 아크릴계 공중합체 수지이다. 상기 제2수지는 85℃ 이상의 고온에서 연성의 성질을 가진다. 따라서, 제1수지와 제2수지가 혼합되어 형성된 점착 시트는 우수한 단차 흡수성을 나타낸다.
상기 혼합 모노머는 상기 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함한다. 상기 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트, 유기용제 및 광개시제는 전술한 바와 같을 수 있다.
상기 제2수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 50~90중량%를 포함할 수 있다.
(메타)아크릴레이트의 함량이 50중량% 미만인 경우, 점착 시트의 우수한 단차 흡수성을 갖기 위한 연성(softness) 확보가 불충분하다. 반대로, 함량이 90중량%를 초과하는 경우, 점착 시트의 경화도가 지나치게 높아지기 때문에 박리 강도 등의 물성이 저하되는 문제점이 있다.
상기 점착제 조성물은 제1수지 100중량부에 대하여, 상기 제2수지를 5~20중량부로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 제1수지와 제2수지를 혼합한 후, 경화함으로써 점착 시트의 우수한 점착 성능 및 가공성을 확보할 수 있다. 제2수지의 함량이 5~20중량부를 벗어나는 경우, 점착 시트의 단차 흡수성이 저하될 수 있다.
본 발명의 제1수지 및 제2수지가 혼합된 조성물은 전술한 범위의 조성비로 중합되어 압출성형 등의 방법에 의해 투명 시트로 제조될 수 있다. 아크릴계 공중합체 수지를 포함하는 점착 시트는 약 90%이상의 광투과도를 유지하면서 투명성, 내열성, 굴곡 강도 및 경도가 우수하다. 따라서, 터치 패널에 적용되는 점착 시트는 터치패널의 유리기판을 대체할 수 있도록 광학적 성능이 우수하면서도, 점착 성능 및 단차 흡수성이 우수한 효과를 나타낸다.
본 발명에 따른 점착 시트는 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지가 혼합된 점착제 조성물로부터 형성된 경화물을 포함한다. 이때, 상기 제1수지 및 제2수지 각각은 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합된 아크릴계 공중합체 수지로 전술한 바와 같다.
상기 점착 시트는 단차 흡수성이 10~30%일 수 있다.
점착 시트의 총 두께 대비 상기 점착 시트가 흡수할 수 있는 단차의 비가 10~30%일 수 있다. 즉, 하기 식 1에 의해 측정된 단차 흡수성이 10~30%일 수 있다. 상기 점착 시트의 단차 흡수성이 상기 범위를 만족함으로써 디스플레이에 적용되어 우수한 점착 성능 및 단차 흡수성을 나타낸다.
[식 1]
단차 흡수성(%) = (흡수 가능한 최대 단차/점착 시트의 총 두께)×100
상기 점착 시트의 두께는 50~200㎛일 수 있다.
상기 점착 시트는 제시한 두께 범위에서 안정하게 유지될 수 있다. 두께가 50㎛ 미만인 경우, 두께가 너무 얇아 점착 시트의 단차 흡수성 효과가 불충분하고, 200㎛를 초과하는 경우, 점착 시트의 투명성이 다소 저하될 수 있다.
이와 같이 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 점착 시트의 제조 및 그 결과
제조예
혼합 모노머로서 이소보닐아크릴레이트(IBOA)와 2-에틸헥실아크릴레이트(EHA), 4-하이드록시부틸아크릴레이트(4-hydroxybutyl acrylate, 4-HBA), 유기용제로서 메탄올, 광개시제를 각각 하기 [표 1]에 기재된 함량으로 포함하는 제1수지 및 제2수지를 제조하였다. 이때, 제1수지 및 제2수지의 중량평균분자량은 [표 1]에 기재한 바와 같다.
[표 1]
Figure 112016005305778-pat00001
상기 제1수지와 제2수지를 구성하는 혼합 모노머는 혼합 모노머 전체 100중량(%)에 대하여, 각각의 모노머의 중량%로 기재하였고, 상기 유기용제, 광개시제의 함량은 혼합 모노머 100중량부를 기준으로 한 중량부로 기재하였다.
실시예 1~2
하기 [표 2]에 기재된 함량으로 상기 제1수지 및 제2수지를 혼합한 후, 기재필름 상에 도포하였다. 상기 도포된 부분에 UV램프를 10분 동안 조사하여 100㎛ 두께의 점착 시트를 제조하였다.
비교예 1~2
하기 [표 2]에 기재된 함량으로 상기 제1수지 또는 제2수지를 포함하는 조성물을 기재필름 상에 도포하였다. 상기 도포된 부분에 UV램프를 10분 동안 조사하여 100㎛ 두께의 점착 시트를 제조하였다.
[표 2]
Figure 112016005305778-pat00002
단차 흡수성 : 하기 [식 1]에 의한 단차 흡수성(%)을 측정하였다.
[식 1]
단차 흡수성(%) = (흡수 가능한 최대 단차/점착 시트의 총 두께) ? 100
tack energy 측정 : 상기 제조된 점착 필름을 폭 1인치, 길이 10cm로 잘라, 30분 경과 후 UTM (Universal Testing Machine)으로 점착력을 측정하였다.
표 1 및 표 2의 결과를 참조할 때, 상기 제1수지와 제2수지를 혼합하여 형성된 점착 시트는 우수한 단차 흡수성 및 점착 성능을 나타낸다.
반대로, 제2수지로 형성된 점착 시트는 단차 흡수성은 우수하나, 점착력이 실시예 1, 2보다 낮은 결과를 나타내었다. 또한, 제1수지로만 형성된 점착 시트는 단차 흡수성과 점착 성능 모두 실시예 1, 2에 비하여 낮은 수치를 나타내었다.
따라서, 본 발명의 터치패널용 점착제 조성물 및 점착 시트는 중량평균분자량이 상이한 제1수지 및 제2수지를 혼합함으로써, 기존 1가지 수지를 사용한 점착제 조성물 및 점착 시트보다 점착 성능 및 단차 흡수성이 우수한 효과를 나타낸다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (9)

  1. 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지를 포함하고,
    상기 제1수지 및 제2수지 각각은 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합된 아크릴계 공중합체 수지이고,
    상기 제1수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 5~50중량%를 포함하고, 상기 제2수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 50~90중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2수지의 함량은 제1수지 100중량부에 대하여, 5~20중량부인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트는 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡실레이트페녹시(메타)아크릴레이트, 3,3,5-트리메틸사이틀로헥산(메타)아크릴레이트, 사이클릭트리에틸프로판포말(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광개시제는 벤조인계 화합물, 히드록시 케톤계 화합물, 아미노케톤계 화합물, 포스핀 옥시드계 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  7. 중량평균분자량이 1000,000~3000,000인 제1수지 및 중량평균분자량이 1000~200,000인 제2수지가 혼합된 점착제 조성물로부터 형성된 경화물을 포함하고,
    상기 제1수지 및 제2수지는 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트를 포함하는 혼합 모노머, 유기용제 및 광개시제로부터 중합된 아크릴계 공중합체 수지이고,
    상기 제1수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 5~50중량%를 포함하고, 상기 제2수지는 혼합 모노머 100중량%에 대하여, 환상 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트 50~90중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  8. 제7항에 있어서,
    단차 흡수성이 10~30%인 것을 특징으로 하는 점착 시트.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 점착 시트의 두께는 50~200㎛인 것을 특징으로 하는 점착 시트.
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