KR102101261B1 - 투명 점접착 필름, 및 터치 스크린 패널 - Google Patents

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Abstract

접착층 및 점착층을 포함하고, 상기 접착층은 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화 가능한 광경화성 화합물을 포함하고, 상기 접착층은 추가적인 광경화 가능한 반경화 필름이고, 상기 점착층은 열경화 또는 광경화에 의해 형성된 경화 필름인 투명 점접착 필름을 제공한다.

Description

투명 점접착 필름, 및 터치 스크린 패널 {TRANSPARENT BONDING FILM AND TOUCH SCREEN PANEL}
투명 점접착 필름 및 터치 스크린 패널에 관한 것이다.
근래, PDA, 이동통신 단말기 또는 차량용 네비게이션 등과 같은 전자 기기가 큰 시장을 형성하고 있다. 이와 같은 전자 기기에 있어서, 추구되는 기술적 목표는 주로 박형화, 경량화, 저전력 소비화, 고해상도화 및 고휘도화 등을 들 수 있다.
한편, 입력 조작부에 터치스크린 또는 터치패널 스위치가 설치된 전자 기기는, 경량화 및 깨짐 방지 등을 위하여, 투명 전도성 플라스틱 필름이 사용되고 있다. 그 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylenTerephthalate, PET) 필름을 기재로 하고, 그 일면에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO) 등의 도전층을 형성한 필름이 있으며, 상기 필름은 점착층에 의해 전도성 유리, 보강재 또는 데코 필름 등에 적층되어 있다.
상기 점착층은 내구성 등의 다양한 물성이 요구된다.
본 발명의 일 구현예는 고온 및 고습 환경에서 우수한 신뢰성을 갖고 내구성이 우수한 투명 점접착 필름을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 투명 점접착 필름을 적용한 터치 스크린 패널을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 접착층 및 점착층을 포함하고, 상기 접착층은 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화 가능한 광경화성 화합물을 포함하고, 상기 접착층은 추가적인 광경화 가능한 반경화 필름이고, 상기 점착층은 열경화 또는 광경화에 의해 형성된 경화 필름인 투명 점접착 필름을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 일면에 도전층이 형성된 전도성 플라스틱 필름층; 상기 도전층 상부에 적층된 상기 투명 점접착 필름을 추가 광경화하여 형성된 투명 점접착층; 및 상기 투명 점접착층 상부에 적층된 커버 윈도우층을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
상기 투명 점접착 필름 또는 상기 점착 필름은 고온 및 고습 환경에서 우수한 신뢰성을 갖고 내구성이 우수하다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 투명 점접착 필름의 개략적인 단면도이다.
도 2은 본 발명의 다른 구현예에 따른 터치 스크린 패널의 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 터치 스크린 패널의 개략적인 단면도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 접착층 및 점착층을 포함하는 투명 점접착 필름을 제공한다. 상기 접착층은 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화 가능한 광경화성 화합물을 포함하는 추가적인 광경화 가능한 반경화 필름이고, 상기 점착층은 열경화 또는 광경화에 의해 형성된 경화 필름이다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 투명 점접착 필름(100)의 개략적인 단면도로서, 점착층(111) 및 접착층(112)이 적층된 구조이다.
상기 투명 점접착 필름(100)은 모바일, 태블릿 PC 등과 같은 표시 장치의 터치 스크린 패널 제조시 일면에 도전층이 형성된 전도성 플라스틱 필름층과 커버 윈도우층을 합착하기 위한 매개체로서 사용될 수 있다.
상기 투명 점접착 필름(100)은 공정 중 취급이 용이하면서도 내구성이 우수하여 전술한 터치 스크린 패널의 전도성 플라스틱 필름층과 커버 윈도우층을 합착하기 위한 용도로서 적용하기에 유용하다.
상기 접착층(112)은 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화 가능한 광경화성 화합물을 포함하는 접착층 형성용 조성물을 열경화하여 성막하여 제조될 수 있다.
상기 접착층(112)은 상기 광경화성 화합물을 포함하기 때문에 나중에 추가적으로 광경화에 의해 더욱 경화될 수 있는 반경화 필름이다.
상기 접착층(112)은 반경화 필름으로서 점착 특성을 주로 갖고, 이후, 광경화되어 추가 경화되면 접착 특성이 부여된다.
상기 아크릴계 열경화성 수지는 공지된 점착제 용도로 사용될 수 있는 아크릴계 열경화성 수지가 제한 없이 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 열경화성 수지는 그 중량평균 분자량이 약 400,000g/mol 내지 약 1,000,000g/mol, 구체적으로, 약 500,000g/mol 내지 약 1,000,000g/mol일 수 있다.
상기 아크릴계 열경화성 수지는, 예를 들어, (메타)아크릴산 에스테르 모노머와 같은 아크릴계 모노머의 중합물일 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는, 예를 들어, 알킬(메타)아크릴레이트일 수 있고, 이에 한정되지 않는다. 상기 알킬(메타)아크릴레이트의 알킬은 선형 또는 분지형 C1-C14 알킬일 수 있고, 구체적으로 C1-C8 알킬일 수 있다. 상기 범위의 탄소수의 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용하여 상기 경화성 수지 조성물이 적절한 점착 특성을 가지도록 조절할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는, 구체적으로, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 또한, 카르복실기와 수산기를 포함하기 때문에 2-하이드록시 에틸(메타)아크릴레이트, 아크릴산, 2-하이드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-부틸아크릴레이트 조합으로 선택적으로 하나 이상을 포함할 수 있다.
일구현예에서, 상기 아크릴계 열경화성 수지의 모노머는 히드록실기 또는 카르복실기를 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 열경화성 수지의 모노머의 예 중에서 히드록실기 또는 카르복실기를 포함하는 아크릴계의 경우, 상기 작용기에 의해서 상기 광경화성 화합물과 극성도를 비슷하게 조절함으로써 추가 광경화시 상기 아크릴계 열경화성 수지가 광경화성 화합물의 화학적 결합을 도와주고, 광경화성 화합물에 대한 아크릴계 열경화성 수지의 용해도 파라미터를 조절할 수 있어 안정성에 기여한다.
그러므로, 상기 아크릴계 열경화성 수지 내의 도입된 히드록실기 또는 카르복실기의 함량을 조절함으로써 상기 광경화성 화합물과 상용성을 향상시킬 수 있고, 또한 극성도를 조절하여 광학용 점착 필름용 경화성 수지 조성물을 투명한 균일상이 되도록 할 수 있다.
이와 같이 광학용 점착 필름용 경화성 수지 조성물을 투명한 균일상이 되게 함으로써, 이로부터 우수한 투명도를 갖는 광학용 점착 필름을 제조할 수 있다.
상기 광경화성 화합물이란 광경화될 수 있는 광경화성 모노머, 올리고머 또는 프리폴리머를 통칭하는 것으로서, 광경화성 모노머, 올리고머, 프리폴리머 또는 이들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 광경화성 화합물은 전환율 약 10% 내지 약 45%의 중합도를 가질 수 있다. 구체적으로, 상기 광경화성 화합물의 중량평균분자량이 약 5,000g/mol 내지 약 8,000g/mol인 올리고머 또는 프리폴리머일 수 있다.
상기 접착층(112)은 상기 광경화성 화합물을 포함하기 때문에 추가적으로 광경화될 수 있다. 즉, 추가적으로 상기 접착층(112)을 광경화하여 완전 경화 또는 거의 완전 경화시킬 수 있다.
상기 접착층(112)은 반경화된 필름 상태로 점착성을 갖고, 이후, 추가적으로 광경화가 진행되어 접착 성능이 부여될 수 있다.
상기 광경화성 화합물은 티올기 또는 아크릴기를 포함하는 제1 광경화성 모노머; 에폭사이드, 알릴(allyl), 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 이소시아누레이트계 화합물인 제2 광경화성 모노머; 또는 상기 제1 광경화성 모노머, 상기 제2 광경화성 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 모노머, 그 올리고머 또는 그 프리폴리머를 포함할 수 있다.
상기 제1 광경화성 모노머는 구체적인 예를 들면, 펜타에리트리톨 테트라 (3-머캅토-프로피오네이트) (Pentaerythritol Tetra (3-mercapto- propionate), PEMP) 및 펜타에리트리톨 테트라 (3-머캅토-부틸레이트) (Pentaerythritol Tetra (3-mercapto-butylate), PE-01) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 광경화성 모노머는 구체적인 예를 들면, 트리스(2-히드록시알킬)이소시아누레이트 트리에폭시, 트리알릴이소시아누레이트, 트리스(2-히드록시알킬)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 이소포론디이소시아누레이트, 알킬디이소시아누레이트, 지환족 디이소시아누레이트 화합물, 알킬디이소시아누레이트 트라이머, 2-히드록시알킬아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 화합물 중 알킬은 선형 또는 분지형 C1-C14 알킬일 수 있고, 구체적으로 C1-C8 알킬일 수 있다.
상기 제2 광경화성 모노머는 구체적으로 하기 화학식 1의 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리에폭시, 하기 화학식 2의 트리알릴이소시아누레이트, 하기 화학식 3의 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트 트리아크릴레이트 이소시아누레이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016019621741-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016019621741-pat00002
[화학식 3]
Figure 112016019621741-pat00003
상기 제2 광경화성 모노머 중 우레탄 아크릴레이트를 포함하는 이소시아누레이트계 화합물은, 적어도 2개 이상의 우레탄 결합을 할 수 있는 이소시아네이트 구조를 갖는 화합물일 수 있고, Evonik사 및 Bayer사의 알리파틱-디이소시아네이트(aliphatic-diisocyanate)인 상품명 IPDI, HDI, H12MDI 등과 Asahi kasei사의 헥사메틸렌디이소시아네이트 (Hexamethylene diisocyanate, HDI) 트라이머(trimer) 구조를 지닌 상품명 TKA-100(P), TLA-100, TPA-100 및 bayer사의 상품명 N3300 등을 사용할 수 있고, 이들을 조합하여 사용할 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제2 광경화성 모노머가 포함하는 이소시아누레이트계 화합물은 우레탄 아크릴레이트를 갖는 것일 수 있다.
제2 광경화성 모노머 중 우레탄 아크릴레이트를 포함하는 이소시아누레이트계 화합물의 구체적인 합성 방법은 하기와 같다.
상기에서 설명한 HDI 트라이머에 아크릴레이트 모노머인 2-히드록시에틸아크릴레이트 (2-HEA), 2-히드록시프로필아크릴레이트 (2-HPA), 4-히드록시부틸아크릴레이트 (4-HBA), 카프로락톤 아크릴레이트(caprolactone acrylate)중 1종 이상의 모노머을 적용하여 하기 화학식 4와 같이 우레탄 아크릴레이트를 얻을 수 있었다.
[화학식 4]
Figure 112016019621741-pat00004
구체적으로, 상기 광경화성 화합물은 제1 광경화성 모노머와 제2 광경화성 모노머를 혼합한 혼합물을 약 50 내지 약 80℃에서 약 120분 내지 약 150 분 동안 열처리하여 열경화에 의한 반경화된 광경화성 화합물을 얻을 수 있다.
상기 접착층(112)은 상기 아크릴계 열경화성 수지 및 상기 광경화성 화합물을 약 1:2 내지 약 5:1의 중량비로 포함하는 접착층 형성용 조성물을 열경화하여 성막될 수 있다.
상기 접착층(112)이 상기 중량비로 상기 아크릴계 열경화성 수지 및 상기 광경화성 화합물을 포함함으로써, 상기 접착층(112)이 이후 광경화에 의해 완전 경화되어도 접착 대상과 박리되지 않고, 고온 고습 환경에서 우수한 신뢰성을 가질 수 있고, 이후 광경화에 의해 경화도를 높일 수 있어서 접착 대상과의 접착면에서의 들뜸 및 기포의 발생을 최소화할 수 있다.
상기 접착층 형성용 조성물을, 구체적으로, 상기 열경화성 경화물 및 상기 광경화성 화합물과 함께 열경화제, 광경화제 등의 첨가제를 포함시켜 제조한 다음 열처리하여 건조 및 열경화를 수행함으로써 상기 접착층(112)을 형성될 수 있다.
상기 열처리 온도는, 예를 들어, 약 100 내지 약 130℃에서 약 2분 내지 약 5분 동안 수행할 수 있고, 구체적으로 약 110℃ 에서 약 3분 내지 약 4분 동안 수행할 수 있다.
상기 열처리에 의해 삼차원적인 가교 밀도를 더욱 높일 수 있고, 열경화제의 양에 따라 이러한 삼차원적인 가교 밀도를 조절할 수 있게 된다. 상기 투명 점접착 필름(100)의 접착층(112)은 열처리에 의해 높은 가교 밀도를 가지기 때문에, 필름을 제단하거나 타발시 응집력이 우수하여 작업성이 우수하다.
상기 열경화제의 함량은 상기 아크릴계 열경화성 수지의 고형분 100 중량부 대비 약 0.01 내지 약 0.1 중량부의 함량으로 첨가하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 약 0.05 내지 약 0.1 중량부의 함량으로 사용할 수 있다.
상기 열경화제는 에폭시계 경화제, NCO계 경화제, 아지리딘계 경화제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있고, 예를 들어, 상기 열경화성 경화물을 얻기 위해 사용되는 열경화제로 일반적인 열경화제인 MFA-75X, MHG-80B, 킬레이트 경화제인 Zn 킬레이트, 아지리딘경화제, 에폭시 경화제 등을 사용할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 열경화제는 NCO계 경화제를 사용할 수 있고, 이러한 NCO계 경화제의 예를 들면, Asahi kasei에서 판매되는 MFA-75x (6관능 NCO 경화제), MHG-80B (6관능 NCO 경화제) 등일 수 있다.
상기 열처리에 의해 상기 제1 광경화성 모노머, 그 올리고머 또는 그 프리폴리머의 티올기 또는 아크릴기와 상기 제2 광경화성 모노머가 결합을 형성할 수 있다.
또한, 상기 열처리에 의해 상기 제1 광경화성 모노머, 그 올리고머 또는 그 프리폴리머의 티올기 또는 아크릴기와 상기 아크릴계 열경화성 수지가 결합을 형성할 수 있다.
상기 제2 광경화성 모노머로서 우레탄 아크릴레이트가 사용되는 경우, 상기 우레탄 아크릴레이트가 상기 열처리에 의해 제1 광경화성 모노머, 제2 광경화성 모노머, 이들의 올리고머, 또는 이들의 프리폴리머와 결합할 수 있다.
상기 광개시제는, 구체적으로, 흡수 파장이 약 295nm 내지 약 420nm의 광에 대해 광경화반응을 개시하는 광개시제를 사용할 수 있다. 또한, 바람직하게 사용함량에 따라 약 360 내지 약 380nm에서 높은 흡수율을 나타나는 것이 바람직하다.
예를 들면, 상기 광개시제는 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스파인옥사이드 (2,4,6-Trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphineoxide, TPO) 계열 화합물, 아크릴 포스파인(acyl phosphine) 계열 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광개시제의 상업적으로 입수 가능한 예는, 바스프사에서 판매되는 Irgacure184, Irgacure1173, Irgacure369, Irgacure651, Irgacure TPO, Irgacure2100, Irgacure2022 등 또는 이들의 조합을 사용할 수 있고, 이에 한정하지는 않는다.
상기 광학용 점착 필름용 경화성 수지 조성물에 포함된 결합을 형성하지 않는 히드록실기, 카르복실기 등의 작용기가 존재함으로써 점착(adhesive) 특성이 부여되고, 상기 접착층(112)을 추가로 광경화하여 접착(bonding) 특성을 발휘한다.
상기 투명 점접착 필름(100)이 상기 접착층(112)을 포함하여 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 점착층(111)은 광학적으로 투명한 점착층 (OCA, optically clear adhesive layer)으로 형성되도록 공지된 조성을 제한없이 사용할 수 있다.
예를 들어, 상기 점착층(111)은 아크릴계 열경화성 수지가 열경화되어 형성된 경화 필름일 수 있다.
구체적으로, 상기 점착층(111)은 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA, ethyl hexyl acylate), 이소보닐아크릴레이트(IBOA, isobonyl acrylate), 히드록시에틸아크릴레이트(HEA, hydroxy ethyl acrylate) 등의 광경화성 화합물을 포함할 수 있고, 이들의 모노머, 올리고머, 프리폴리머 형태의 광경화성 화합물에 광개시제, 경화제, 기타 첨가제 등을 더 포함시켜 점착층(111) 형성용 조성물을 준비한 다음, 이를 UV와 같은 광 조사 등에 의해 광경화시킨 경화 필름으로서 상기 점착층(111)을 형성할 수 있다.
상기 투명 점접착 필름(100)이 상기 점착층(111)을 경화 필름으로서 포함하기 때문에 공정 중 취급이 용이하여 작업성이 향상된다.
상기 투명 점접착 필름(100)에서, 상기 점착층(111) 및 상기 접착층(112)의 두께비가 약 1:1 내지 약 10:1 일 수 있다. 상기 투명 점접착 필름(100)이 상기 범위의 두께비를 갖도록 점착층(111) 및 접착층(112)을 포함하여 고온고습 신뢰성을 향상시킬 수 있고, 들뜸 및 기포 발생을 최소화하며, 내구성 및 작업성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 일면에 도전층이 형성된 전도성 플라스틱 필름층; 상기 도전층 상부에 적층된 상기 투명 점접착 필름(100)을 추가 광경화하여 형성된 투명 점접착층; 및 상기 투명 점접착층 상부에 적층된 커버 윈도우층을 포함하는 터치 스크린 패널을 제공한다.
상기 커버 윈도우층은 강화 유리 또는 강화 유리를 대체할 수 있는 소재로서 개발된 투명한 유리 대체 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 상기 유리 대체 플라스틱 필름의 경우 다층 구조로 각 층에 다양한 기능성을 부여하여 형성할 수 있다.
도 2은 본 발명의 다른 구현예에 따른 터치 스크린 패널(200)의 개략적인 단면도이다.
도 2에서, 상기 터치 스크린 패널(200)은, 상부로부터 커버 윈도우층(250); 점착층(211) 및 접착층(212)을 포함하는 투명 점접착층(210); 플라스틱 기재층(231) 상의 일면에 도전층(232)이 형성된 전도성 플라스틱 필름층(230); 및 투명 기판(260)을 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같은 각 층을 포함하는 터치 스크린 패널(200)은, 액정표시장치(LCD)(270) 등과 같은 표시 장치에 부착되어 있을 수 있다.
상기 투명 점접착층(210)은 상기 전도성 플라스틱 필름층(230)과 상기 커버 윈도우층(250)를 합착하기 위해 개재된 것으로서, 전술한 투명 점접착 필름(100)을 상기 전도성 플라스틱 필름층(230)과 상기 커버 윈도우층(250) 사이에 개재한 뒤 이후 광경화하여 형성될 수 있다.
도 2에서 하부에서 상부 방향으로 점착층(211) 및 접착층(212)이 위치된 예를 나타내고 있으나, 하부에서 상부 방향으로 접착층(212) 및 점착층(211)이 위치하도록 적층할 수 있다.
상기 접착층(212)은 추가 광경화되어 접착 성능이 부여되고, 내구성이 더욱 향상된다. 예를 들어, 상기 접착층(212)은 광경화에 의해 완전 경화되어 겔화가 98wt% 이상이 됨으로써 경화도를 높여 우수한 내구성을 구현할 수 있다. 또한, 경화도가 높아지기 때문에 상기 접착층(212)은 접착면이 쉽게 탈착되지 않아 들뜨지 않게 하고, 기포를 발생시키지 않으며 우수한 고온고습 신뢰성을 구현할 수 있다.
이와 같이, 상기 터치 스크린 패널(200) 중 적층된 상기 투명 점접착 필름층은 우수한 내구성, 고온고습 신뢰성 및 접착력을 갖게 되며, 또한, 우수한 투명성을 확보하여 광학적 용도에 적합하다.
상기 커버 윈도우층(250)는 하드코팅층을 더 포함하여 상기 투명 점접착층(210)에 부착될 수 있는데, 상기 접착층(211)이 카르복실기 함유 아크릴계 열경화성 수지를 함유하는 경우, 하드코팅층이 형성되지 않은 상기 커버 윈도우층(250)에 대하여도 부착시 쉽게 탈착되지 않아 들뜨지 않게 하고, 기포를 발생시키지 않으며 우수한 고온고습 신뢰성을 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 접착층(211)이 카르복실기 함유 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화성 화합물을 약 1:2 내지 약 5:1의 중량비로 포함하는 경우, 하드코팅층이 형성되지 않은 상기 커버 윈도우층(250)에 대하여 전술한 효과를 더욱 우수하게 구현할 수 있다. 상기 하드코팅층은 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 디펜타아크리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타크리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타아크릴티오톨 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스톨 펜타아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것일 수 있다.
상기 광경화는 예를 들어 UV 조사에 의해 수행할 수 있다.
상기 광경화하기 위해 수행하는 UV 조사는 통상적으로 쓰이는 금속 할라이드 램프(Metal halide lamp)로 약 10초 내지 약 15초 동안 수행할 수 있다.
상기 UV 조사되는 광량은 바람직하게는 약 0.5J/cm2 내지 약 10 J/cm2 이 바람직하며 더욱 바람직하게는 약 1.0 J/cm2 내지 약 5 J/cm2 조사한다.
상기 투명 점접착층(210)은 상기 투명 점접착 필름(100)이 광경화되어 형성된 층으로서, 상기 투명 점접착 필름(100)에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같다.
상기 전도성 플라스틱 필름(230)의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않고, 이 분야의 공지의 전도성 필름을 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 전도성 필름(230)으로, 일면에 도전층(232)으로서 ITO 전극층이 형성된 투명 플라스틱 필름일 수 있다. 구체적으로, 상기 플라스틱 기재층(231)을 형성하는 상기 투명 플라스틱 필름으로는, 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 있고, 이에 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 상기 플라스틱 기재층(231)은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름일 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 터치 스크린 패널(300)의 개략적인 단면도이다.
도 3에서, 상기 터치 스크린 패널(300)은, 상부로부터 커버 윈도우층(350); 접착층(312) 및 점착층(311)을 포함하는 투명 점접착층(310); 플라스틱 기재층(331) 상부의 일면에 도전층(332)이 형성된 전도성 플라스틱 필름층(330); 및 투명 기판(360)을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 상기 투명 점접착층(310)은 상기 전도성 플라스틱 필름층(330)과 상기 커버 윈도우층(350)를 합착하기 위해 개재된 것으로서, 전술한 투명 점접착 필름(100)을 상기 전도성 플라스틱 필름층(330)과 상기 커버 윈도우층(350) 사이에 개재한 뒤 이후 광경화하여 형성될 수 있고, 상기 투명 점접착 필름(100)에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같다.
상기 커버 윈도우층(350)는 경도를 더욱 향상시키기 위하여 하드코팅층을 더 포함할 수 있고, 예를 들어 상기 하드코팅층이 투명 점접착층(310)에 접할 수 있다.
특히, 상기 접착층(311)은 히드록실기 또는 카르복실기 함유 아크릴계 열경화성 수지를 함유함으로써, 상기 하드코팅층과 접하여 부착시 쉽게 탈착되지 않아 들뜨지 않게 하고, 기포를 발생시키지 않으며 우수한 고온고습 신뢰성을 구현할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 )
제조예 1 아크릴계 수지(A-1)의 제조
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 2L 반응기에, 부틸 아크릴레이트(BA) 65 중량부, 메틸 메타아크릴레이트 (MMA) 25 중량부 및 히드록시에틸아크릴레이트 (HEA) 10 중량부를 투입하고, 용제로서 에틸 아세테이트 (EAc)를 투입하였다. 이어서, 산소 제거를 위해 질소 가스를 1 시간 정도 퍼징하고, 온도를 60℃로 유지한 상태에서, 혼합물을 균일하게 한 후, 반응 개시제로서 에틸 아세테이프에 30wt% 농도로 희석시킨 아조비스이소부티로니트릴 (AIBN)을 0.05 중량부를 투입하였다. 이어서, 상기 혼합물을 9 시간 정도 반응시켜 중량 평균 분자량이 약 800,000 g/mol이며, 고형분이 40 중량%인 아크릴계 수지(A-1)를 제조하였다.
제조예 2. 아크릴계 수지(A-2)의 제조
부틸 아크릴레이트(BA) 65 중량부, 메틸 메타아크릴레이트 (MMA) 20 중량부, 히드록시에틸아크릴레이트 (HEA) 10 중량부, 및 아크릴산 (AA)5 중량부를 투입하여 중합을 진행한 것을 제외하고는 제조에 1의 방법에 준하여 중량 평균 분자량이 약 800,000 g/mol이며, 고형분이 40 중량%인 아크릴계 수지(A-2)를 제조하였다.
제조예 3. 광경화성 화합물(B)의 제조
Nippon Kasei에서 판매되는 상품명 TAIC (트리알릴이소시아누레이트) 700 g을 반응기에 투입 후 아미노 실란을 10 g 추가 투입하여 50℃ 유지하면서 SC유기화학에서 판매되는 다관능 티올인 상품명 PEMP (Pentaerylthritol Tetra (3-mercapto-propionate)) 300 g을 1시간에 걸쳐 일정한 속도로 투입하였다. 투입이 끝난 후 60℃에서 1시간 유지 후 열처리 하여 광경화성이 가능한 중량 평균 분자량이 5,000~8,000 g/mol의 광경화성 화학물(B)의 조성물을 얻었다.
제조예 4. 부분 중합된 아크릴계 수지(C)의 제조
질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 2L반응기에, 에틸헥실 아크릴레이트 (EHA) 55 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 (IBOA) 25 중량부, 및 히드록시에틸아크릴레이트 (HEA) 20 중량부를 투입하여 부분 중합시킴으로써 중량 평균 분자량이 약 1,100,000 g/mol인 시럽을 얻었다.
실시예 1
점착층의 제조
제조예 4에서 제조된 부분 중합된 아크릴계 수지 (C) 100 중량부에 대하여, 다관능성 가교제인 헥산디올 디아크릴레이트 0.2 중량부, 커플링제 (KBM 403, Shin-Etsu(제)) 0.2 중량부, 우레탄 아크릴레이트 1.5 중량부 및 광개시제 (Irgacure 651, Basf(제)) 0.3 중량부를 배합하여 점착제 조성물을 제조하였다. 이어서 제조된 코팅액을 이형처리된 폴리에틸린테레프탈레이트 필름(두께: 75 ㎛)에 UV경화 후 두께가 100 ㎛가 되도록 바코터를 이용하여 코팅하였다. 이 후, UV 램프를 이용하여 자외선을 10분 동안 조사하여 경화시킴으로써 점착 필름을 제조하였다.
접착층의 제조
제조예 1에서 제조된 아크릴계 수지(A-1) 100중량부에 대하여, 제조예 3에서 제조된 광경화성 화학물 (B) 30중량부 투입 후 다관능 NCO 경화제(MHG-80B, Asahi Kasei제) 0.25 중량부, 및 광개시제 (TPO, Base(제)) 0.1 중량부를 혼합한 뒤 빛이 차단된 상태에서 30분 동안 교반하여 경화성 수지 조성물을 얻었다. 이어서 제조된 조성물을 이형처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (두께: 75 ㎛)에 건조 도망 두께가 25 um가 되도록 코팅 후 110℃에서 5분 열경화하였다. 이 후 제조된 점착층에 합판을 실시 한 후 40℃에서 3일간 보관하여 점접착 필름을 제조하였다.
실시예 2
점착층의 제조
UV 경화 후 두께가 75 um가 되도록 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 점착 필름을 제조하였다.
접착층의 제조
제조예 1에서 제조된 아크릴계 수지(A-1) 100중량부에 대하여, 제조예 3에서 제조된 광경화성 화학물 (B) 100중량부 투입 후 다관능 NCO 경화제(MHG-80B, Asahi Kasei제) 0.25 중량부, 및 광개시제 (TPO, Base(제)) 0.3 중량부를 혼합한 뒤 빛이 차단된 상태에서 30분 동안 교반하여 경화성 수지 조성물을 얻었다. 이어서 제조된 조성물을 이형처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 (두께: 75 ㎛)에 건조 도망 두께가 75 um가 되도록 코팅 후 110℃에서 5분 열경화하였다. 이 후 제조된 점착층에 합판을 실시 한 후 40℃에서 3일간 보관하여 점접착 필름을 제조하였다
비교예 1
점착층의 제조
UV 경화 후 두께가 140 um가 되도록 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 점착 필름을 제조하였다.
접착층의 제조
열 건조 후 두께가 10 um가 되도록 코팅한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 점접착 필름을 제조하였다.
비교예 2
점착층의 제조
실시예 1과 동일한 방식으로 점착 필름을 제조하였다.
접착층의 제조
제조예 2에서 제조된 아크릴계 수지(A-2) 100중량부에 대하여, 실시예 1과 동일한 방식으로 점접착 필름을 제조하였다.
평가
신뢰성 평가
상기 실시예 1-2 및 비교예 1-2에서 제조된 점접착 필름에서 이형 필름을 제거하고, 상기 점접착 필름의 접착제 면에는 하드코팅 처리된 폴리카보네이트 (PC) 필름의 하드코팅면을 부착하고, 점착제 면에는 일면에 ITO층이 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 (PET) 필름의 ITO면이 부착되도록 압착한 후 메탈 할라이드 램프를 사용하여 3 J/cm2로 광조사하여 시편1(PET 필름의 ITO면/점접착 필름의 점착면/점접착 필름의 접착면/PC 필름의 하드코팅면)을 제조하였다. 또한 하드코팅 처리되지 않은 폴리카보네이트 (PC) 필름을 접착제 면에 부착하고, 점착제 면에는 동일하게 PET 필름의 ITO면을 부착한 후 시편 1과 동일하에 메탈 할라이드 램프를 사용하여 3 J/cm2로 광조사하여 시편2(PET 필름의 ITO면/점접착 필름의 점착면/점접착 필름의 접착면/PC 필름)을 제조하였다. 그 후, 상기 시편을 85℃ 및 85% R.H.의 항온항습 조건에서 2주 동안 방치한 후, 기포, 들뜸 및/또는 박리 발생 여부를 관찰하여 내구성을 하기 기준으로 평가한 뒤, 표 1에 기재하였다.
<내구성 평가 기준>
○: 들뜸, 박리 또는 기포의 발생이 없음
△: 들뜸, 박리 또는 미세기포 발생이 소량 있음
X: 들뜸, 박리 또는 기포의 발생이 많이 있음
시편1 시편2
실시예 1 ○ ○
실시예 2 ○ ○
비교예 1 △ X
비교예 2 ○ X
상기 표 1에서 볼 수 있듯이, 실시예 1-2의 투명 점접착 필름은 모두 우수한 신뢰성을 보여주고 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
100: 투명 점접착 필름
200, 300: 터치 스크린 패널
210, 310: 투명 점접착 필름층
111, 211, 311: 점착층
112, 212, 312: 접착층
230, 330: 전도성 플라스틱 필름
231, 331: 플라스틱 기재층
332, 332: 도전층
250, 350: 커버 윈도우층
260, 370: 투명 기판
270: 액정표시 장치(LCD)

Claims (21)

  1. 접착층 및 점착층을 포함하고,
    상기 접착층은 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화 가능한 광경화성 화합물을 포함하고,
    상기 접착층은 추가적인 광경화 가능한 반경화 필름이고,
    상기 점착층은, 에틸헥실 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 및 히드록시에틸아크릴레이트가 부분 중합된 아크릴계 수지, 및 광개시제를 포함하는 점착제 조성물의 광경화에 의해 형성된 경화 필름이며,
    상기 점착층은 두께가 75㎛ 내지 100㎛이고, 상기 접착층은 두께가 25㎛ 내지 75㎛이며, 상기 점착층 및 상기 접착층의 두께비는 1:1 내지 4:1인 투명 점접착 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 아크릴계 열경화성 수지 및 상기 광경화성 화합물을 1:2 내지 5:1의 중량비로 포함하는
    투명 점접착 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 상기 아크릴계 열경화성 수지 및 상기 광경화성 화합물을 포함하는 접착층 형성용 조성물을 열경화에 의해 성막된 반경화 필름인
    투명 점접착 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 화합물은 전환율 10% 내지 45%의 중합도를 갖는
    투명 점접착 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 열경화성 수지는 히드록실기 또는 카르복실기를 포함하는
    투명 점접착 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 열경화성 수지의 중량평균 분자량이 400,000g/mol 내지 1,000,000g/mol인
    투명 점접착 필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 화합물의 모노머, 또는 중량평균 분자량이 5,000g/mol 내지 8,000g/mol인 올리고머 또는 프리폴리머인
    투명 점접착 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광경화성 화합물은 티올기 또는 아크릴기를 포함하는 제1 광경화성 모노머; 에폭사이드, 알릴(allyl), 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 이소시아누레이트계 화합물인 제2 광경화성 모노머; 또는 상기 제1 광경화성 모노머, 상기 제2 광경화성 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 모노머, 그 올리고머 또는 그 프리폴리머를 포함하는
    투명 점접착 필름.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광경화성 모노머는 펜타에리트리톨 테트라 (3-머캅토-프로피오네이트), 펜타에리트리톨 테트라 (3-머캅토-부틸레이트) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    투명 점접착 필름.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 광경화성 모노머는 트리스(2-히드록시알킬)이소시아누레이트 트리에폭시, 트리알릴이소시아누레이트, 트리스(2-히드록시알킬)이소시아누레이트 트리아크릴레이트, 이소포론디이소시아누레이트, 알킬디이소시아누레이트, 지환족 디이소시아누레이트 화합물, 알킬디이소시아누레이트 트라이머, 2-히드록시알킬아크릴레이트, 카프로락톤 아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하고, 상기 화합물 중 알킬은 선형 또는 분지형 C1-C14 알킬인
    투명 점접착 필름.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광경화성 모노머, 그 올리고머 또는 그 프리폴리머의 티올기 또는 아크릴기와 상기 제2 광경화성 모노머가 결합을 형성한
    투명 점접착 필름.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 제1 광경화성 모노머, 그 올리고머 또는 그 프리폴리머의 티올기 또는 아크릴기와 상기 아크릴계 열경화성 수지가 결합을 형성한
    투명 점접착 필름.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 일면에 도전층이 형성된 전도성 플라스틱 필름층;
    상기 도전층 상부에 적층된 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 투명 점접착 필름을 추가 광경화하여 형성된 투명 점접착층; 및
    상기 투명 점접착층 상부에 적층된 커버 윈도우층
    을 포함하는 터치 스크린 패널.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 투명 점접착 필름은 상기 접착층이 상기 커버 윈도우층과 접하고, 상기 점착층이 상기 도전층에 접하는 방향으로 적층되어 상기 전도성 플라스틱 필름층과 상기 커버 윈도우층을 합착시키는
    터치 스크린 패널.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 커버 윈도우층은 상기 투명 점접착층에 접하는 면에 하드코팅층을 형성하여 포함하거나, 하드코팅층을 형성하지 않는
    터치 스크린 패널.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 하드코팅층은 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에테르 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트, 디펜타아크리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타크리트리톨 펜타아크릴레이트, 펜타아크릴티오톨 테트라아크릴레이트, 다이펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스톨 펜타아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    터치 스크린 패널.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 커버 윈도우층은 상기 투명 점접착층에 접하는 면에 하드코팅층을 형성하지 않고,
    상기 투명 점접착층에서 상기 접착층은 카르복실기 함유 아크릴계 열경화성 수지 및 광경화성 화합물을 1:2 내지 5:1의 중량비로 포함하는
    터치 스크린 패널.
  20. 제15항에 있어서,
    상기 전도성 플라스틱 필름이 ITO(인듐 주석 산화물)층이 일면에 형성된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름인
    터치 스크린 패널.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 커버 윈도우는 투명한 유리 대체 플라스틱 필름 또는 강화 유리인
    터치 스크린 패널.
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