KR102112080B1 - 터치패널용 다층 점착 필름 - Google Patents

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Abstract

열경화 점착 필름 및 광경화 점착 필름을 포함하고, 상기 열경화 점착 필름은 아크릴계 열경화성 수지; 1개 내지 3개의 관능기를 갖는 제1 경화제, 4개 내지 6개의 관능기를 갖는 제2 경화제 또는 이들 모두를 포함하는 열경화제; 및 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 포함하는 조성물의 열경화물을 포함하며, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함하는 터치패널용 다층 점착 필름을 제공한다.

Description

터치패널용 다층 점착 필름{MULTILAYER ADHESIVE FILM FOR TOUCH PANEL}
터치패널용 다층 점착 필름에 관한 것이다.
근래, PDA, 이동통신 단말기 또는 차량용 네비게이션 등과 같은 전자 기기가 큰 시장을 형성하고 있다. 근래, 이러한 전자 기기는 얇고 가벼운 특성과 장기 내구성을 확보하는 것을 일 목적으로 한다. 입력 조작부에 터치스크린 또는 터치패널 스위치를 포함하는 전자 기기는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름과 같은 투명 필름의 일면에 도전성 금속산화물층을 갖는 투명 도전성 필름을 포함하며, 이러한 투명 도전성 필름을 점착제 등을 매개로 전도성 유리, 보강재 또는 데코 필름 등에 적층한 구조를 갖는다. 이와 같은 전자 기기에 사용되는 점착제 등은 각 층의 매개로서 기능하므로 기포 및 백탁 현상이 발생하지 않는 신뢰성을 확보하고, 우수한 광학 특성을 가져야 하고 장기 내구성을 확보하는 것이 중요하다.
본 발명의 일 구현예는 기포 발생 및 백탁 현상에 대한 신뢰성이 우수하면서도 자외선 차단 기능이 향상되어 우수한 장기 내구성을 확보할 수 있고, 우수한 광학 특성을 구현하는 터치패널용 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 점착제 조성물을 포함하는 점착 필름을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 열경화 점착 필름 및 광경화 점착 필름을 포함하고, 상기 열경화 점착 필름은 아크릴계 열경화성 수지; 1개 내지 3개의 관능기를 갖는 제1 경화제, 4개 내지 6개의 관능기를 갖는 제2 경화제 또는 이들 모두를 포함하는 열경화제; 및 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 포함하는 조성물의 열경화물을 포함하며, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함하는 터치패널용 다층 점착 필름을 제공한다.
상기 터치패널용 다층 점착 필름은 자외선 차단 기능을 향상시키며, 이와 동시에 기포 발생 및 백탁 현상을 방지하여 우수한 장기 내구성 및 신뢰성을 확보할 수 있다. 또한, 터치패널에 우수한 장기 내구성 및 광학특성을 부여할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 터치패널용 다층 점착 필름의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 터치 패널용 다층 점착 필름의 단면을 개략적으로 도시한 것이다.
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, 열경화 점착 필름 및 광경화 점착 필름을 포함하고, 상기 열경화 점착 필름은 아크릴계 열경화성 수지; 1개 내지 3개의 관능기를 갖는 제1 경화제 또는 4개 내지 6개의 관능기를 갖는 제2 경화제를 포함하는 열경화제; 및 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 포함하는 조성물의 열경화물을 포함하며, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함하는 터치패널용 다층 점착 필름을 제공한다.
터치패널에 사용되는 점착 필름은 자외선에 대한 투과율이 높을 경우, 자외선의 높은 에너지에 의하여 구성 성분이 분해 또는 손상되어 터치패널의 내구성을 저하시킬 우려가 있다. 또한, 상기 터치패널뿐만 아니라 그 하부의 디스플레이 패널까지도 손상을 줄 수 있다. 이에 대하여, 상기 터치패널용 다층 점착 필름은 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 포함하는 것으로서, 이러한 문제점을 방지할 수 있고, 결과적으로 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
한편, 자외선 차단제를 포함하는 점착 필름을 제조함에 있어서, 일정 두께 이상으로 점착 필름을 제조하는 경우, 열경화의 방법을 사용하면 제조 과정에서 용제 등의 휘발에 의하여 필름 내의 기포 생성 및 제품 외관의 불량률이 높아질 수 있고, 광경화형으로 제조하는 경우에는 자외선 차단제로 인해 적절한 경화도를 확보하지 못하는 문제가 생길 수 있다.
상기 터치패널용 다층 점착 필름은 자외선 차단제를 포함하는 조성물의 열경화물을 포함하는 열경화 점착 필름과 광경화 점착 필름을 동시에 포함하는 것으로서 기포 등이 발생하지 않으면서도, 적절한 경화도 및 두께를 확보하는 장점을 얻을 수 있다.
또한, 상기 열경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물은 제1 경화제 또는 제2 경화제를 포함하는 열경화제를 포함하며, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제가 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함함으로써 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제와 함께 사용되어 물성이 우수한 점착 필름을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 광경화 점착 필름은 상기 열경화 점착 필름과 달리 자외선 차단제를 포함하지 않는 조성물의 광경화물을 포함하는 것이다. 상기 광경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물은 자외선 차단제를 포함하지 않음으로써 요구되는 경화도를 갖도록 광경화될 수 있고, 이로써 상기 터치패널용 다층 점착 필름이 전체적으로 적절한 내구성을 확보할 수 있다.
구체적으로, 상기 열경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물의 열경화제는 1개 내지 3개의 관능기를 갖는 제1 경화제 또는 4개 내지 6개의 관능기를 갖는 제2 경화제를 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 열경화제는 상기 제1 경화제 또는 상기 제2 경화제를 각각 단독으로 포함하거나, 이들을 혼합하여 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 열경화제는 상기 제2 경화제만을 포함할 수도 있고, 제1 경화제 및 제2 경화제를 혼합하여 포함할 수도 있다.
구체적으로, 상기 제1 경화제 및 제2 경화제의 관능기는 열경화성 관능기로서, 예를 들어, 이소시아네이트기일 수 있다. 상기 경화제의 관능기는 상기 아크릴계 열경화성 수지의 친수성기와 반응하여 가교 구조를 형성할 수 있고, 구체적으로 상기 친수성기는 히드록시기(-OH)일 수 있다. 상기 경화제의 관능기가 이소시아네이트기인 경우, 상기 이소시아네이트기는 상기 아크릴계 열경화성 수지의 히드록시기와 반응하여 우레탄 구조를 형성할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 열경화제는 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제를 혼합하여 사용할 수 있다. 이때, 상기 제1 경화제는 관능기 수가 상대적으로 적은 것으로서, 상기 제2 경화제에 비하여 동일 경화 조건에서 상대적으로 반응 속도가 빠를 수 있다. 이와 같이, 열경화 반응 속도가 상이한 제1 경화제 및 제2 경화제를 함께 사용함으로써 각각의 경화제를 1종 사용하는 경우에 비하여 공정 효율의 측면에서 유리할 수 있고, 상기 열경화 점착 필름이 빠른 시간 안에 적절한 경화 밀도를 확보할 수 있다.
상기 제2 경화제의 관능기가 약 4개 미만인 경우에는 과도한 가교로 인해 점착성을 저하시킬 우려가 있고, 약 6개를 초과하는 경우에는 경화 속도가 지나치게 느려져 공정 효율이 저하될 우려가 있다.
상기 열경화제가 제1 경화제 및 제2 경화제를 포함하는 경우, 상기 제1 경화제 : 제2 경화제의 중량비는 약 2 : 1 내지 약 4 : 1일 수 있다. 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제가 상기 범위의 중량비로 포함됨으로써 상기 열경화 점착 필름이 고온 고습 환경 하에서 유리 기재에 대하여 우수한 신뢰성을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함하며, 이때, 상기 이소시안우레이트기를 형성하기 위한 상기 이소시아네이트계 화합물은 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 화합물일 수 있다. 상기 '헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 화합물'은 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 이의 유도체를 의미하는 것이다.
일반적으로, 톨루엔디이소시아네이트(TDI)계 화합물로부터 유래된 열경화제를 사용하는 경우에는 알코올과의 반응성이 뛰어난 반면, 황변성이 있고 모노머로 잔류하는 경우 인체에 대한 독성이 있어 문제가 되었다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제로서 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 화합물로부터 유래된 열경화제를 사용함으로써 황변 현상을 방지하고, 낮은 색차를 용이하게 구현하여 상기 터치패널용 다층 점착 필름이 우수한 시인성 및 광학 특성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 3분자의 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 화합물이 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함할 수 있고, 이로써 전술한 장점과 함께 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제와 우수한 상용성을 구현할 수 있다.
상기 열경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물은 아크릴계 열경화성 수지를 포함하며, 상기 아크릴계 열경화성 수지는 (메타) 아크릴산 에스테르계 모노머; 및 친수성 관능기 함유 모노머를 포함하는 모노머 성분이 중합되어 형성될 수 있다. 상기 아크릴계 열경화성 수지는 친수성 관능기를 가짐으로써, 상기 제1 경화제 및 제2 경화제의 관능기와 결합하여 단단한 가교 구조를 형성할 수 있고, 경화 후 고온 고습 환경 하에 장시간 방치하더라도 기포 및 백탁 현상이 발생하지 않는 신뢰성 높은 점착 필름을 제공할 수 있다.
구체적으로, 상기 모노머 성분은 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100 중량부에 대하여, 상기 친수성 관능기 함유 모노머를 약 5 내지 약 20 중량부 포함할 수 있다. 상기 친수성 관능기 함유 모노머가 상기 범위의 함량으로 이용됨으로써 상기 열경화 점착 필름이 높은 점착력을 확보할 수 있고, 고온 고습의 환경 하에 플라스틱 기재에 대한 높은 신뢰성을 나타낼 수 있다.
상기 친수성 관능기 함유 모노머는 히드록시기, 카르복실기, 아미노기, 설폰기, 모르폴린기 또는 글리시딜기를 포함하는 모노머로서, 예를 들어 히드록시기 관능기를 포함하는 것이 상기 제1 경화제 및 제2 경화제와의 상용성을 향상시키고, 점착력 및 고온 고습 환경 하에서 신뢰성을 향상시키기에 유리할 수 있다.
상기 친수성 관능기 함유 모노머는 히드록시기 함유 모노머로서 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 5-히드록시펜틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메타)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메타) 아크릴레이트, 카프로락톤 변성 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸-2-히드록시에틸프탈산, N-메틸올(메타)아크릴아미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 2,2-디메틸-2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 친수성 관능기 함유 모노머는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있고, 이 경우 불순물의 발생이 적고 제조하기 용이한 점에서 유리할 수 있다.
또한, 상기 친수성 관능기 함유 모노머는 아미노기 함유 모노머로서, 디메틸아미노에틸(메타) 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 친수성 관능기 함유 모노머는 카르복실기 함유 모노머로서, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 무수말레산, 이타콘산, 푸마르산, 아크릴아미드 N-글리콜산, 계피산, 아크릴산 다이머, 메타크릴산 다이머, 아크릴산 트라이머, 메타크릴산 트라이머, 아크릴산 테트라머, 메타크릴산 테트라머, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산모노에스테르, 2-메타크릴로일옥시에틸숙신산모노에스테르, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산모노에스테르, 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산모노 에스테르, 2-아크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산모노에스테르, 2-메타크릴로일옥시에틸헥사히드로프탈산모노에스테르 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 친수성 관능기 함유 모노머는 설폰기 함유 모노머로서, 예컨대, 에틸렌설폰, 알릴설폰, 메타알릴설폰 등의 올레핀설폰, 2-아크릴아미드-2-메틸프로판설폰, 스티렌설폰 또는 그의 염을 포함할 수 있고, 모르폴린기 함유 모노머로서 4-메틸모르폴린(4-Methylmorpholine), 상기 글리시딜기 함유 모노머로서는, 예컨대, 글리시딜(메타) 아크릴레이트, 알릴글리시딜에테르 등을 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 열경화성 수지를 형성하기 위한 모노머 성분은 상기 친수성 관능기 함유 모노머와 함께 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머를 포함할 수 있다.
상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 모노머는 구체적으로, 알킬(메타)아크릴레이트일 수 있고, 상기 알킬(메타)아크릴레이트는 탄소수 1 내지 14의 선형 또는 분지형 알킬기를 포함할 수 있고, 보다 구체적으로 탄소수 1 내지 8의 선형 또는 분지형 알킬기를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 (메타) 아크릴산 에스테르계 모노머는 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, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 '(메타)아크릴레이트'는 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트를 의미할 수 있다.
상기 아크릴계 열경화성 수지의 중량평균분자량은 약 100만 내지 약 300만 일 수 있다. 상기 아크릴계 열경화성 수지의 분자량이 약 300만을 초과하는 경우 점착제 조성물의 비중이 커져 상기 점착제 조성물을 이용한 점착 필름의 표면 외관이 좋지 않게 되는 문제점이 있고, 약 100만 미만인 경우 내구성이 취약할 우려가 있다. 그러므로, 상기 아크릴계 열경화성 수지의 분자량이 상기 범위를 유지함으로써 높은 점착력, 고온 고습 환경 하에서 높은 신뢰성 및 우수한 표면 외관을 용이하게 구현할 수 있다.
상기 열경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물은 상기 아크릴계 열경화성 수지, 제1 경화제 및 제2 경화제와 함께 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 포함할 수 있다. 상기 자외선 차단제는 자외선 영역에 해당하는 고에너지의 광선에 대한 투과율을 최소화하는 것으로서, 내구성 및 신뢰성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
구체적으로, 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제는 380nm 파장에서 5% 이하의 광투과율을 가질 수 있다. 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제가 상기 파장 범위에서 5% 이하의 낮은 광투과율을 나타냄으로써 상기 아크릴계 열경화성 수지와 함께 상기 열경화 점착 필름에 우수한 자외선 차단 성능을 부여할 수 있다.
종래의 자외선 차단제는 옥사닐라이드(Oxalanilide)계, 히드록시벤조페논(hydroxybenzophenone)계, 히드록시페닐-S-트리아진 (hydroxyphenyl-S-triazine)계 등을 주로 사용하였으나, 이에 비하여, 상기 점착제 조성물은 벤조트리아졸기를 함유한 자외선 차단제를 사용함으로써 400㎚ 부근의 비교적 높은 파장대의 자외선을 효과적으로 차단할 수 있고, 상기 벤조트리아졸기를 갖는 자외선 차단제가 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제와 우수한 상용성을 확보할 수 있다.
상기 조성물은 상기 아크릴계 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 약 0.5 내지 약 5 중량부 포함할 수 있다. 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써, 상기 점착제 조성물은 우수한 자외선 차단 기능을 확보할 수 있고, 상기 제1 경화제 및 제2 경화제와 우수한 상용성을 확보할 수 있다. 이로써, 상기 점착제 조성물을 적용한 장치에 우수한 내구성, 신뢰성 및 자외선 차단 특성을 부여할 수 있다.
상기 조성물은 상기 아크릴계 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 상기 열경화제의 총 함량이 약 0.4 내지 약 1.5 중량부일 수 있다. 상기 열경화제가 제1 경화제 및 제2 경화제를 모두 포함하는 경우, 이들의 총 함량이 상기 범위를 만족할 수 있다. 상기 열경화제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 상기 점착제 조성물이 우수한 박리력 및 내구성을 동시에 구현할 수 있고, 이 범위를 벗어나게 되면 낮은 점착력과 고온고습에서의 신뢰성이 떨어질 수 있다.
상기 열경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물은 점착증진제, 열경화성 모노머, 산화방지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 열경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물이 점착증진제를 포함하는 경우, 점착력이 향상될 뿐만 아니라 고온 고습 환경 하에서 기포 발생 또는 백탁 현상의 발생을 효과적으로 억제할 수 있다.
상기 열경화 점착 필름은 1개 내지 3개의 관능기를 갖는 제1 경화제 및 4개 내지 6개의 관능기를 갖는 제2 경화제의 혼합물을 포함하는 조성물로부터 형성되는 것으로서, 이를 이용하여 열경화 점착 필름을 제조하는 과정에서 비용 및 시간을 절약할 수 있고, 구체적으로 경화 후 에이징(aging) 기간을 단축할 수 있다.
일반적으로, 열경화 후의 에이징(aging)은 약 5일 내지 약 7일이 소요되는 반면, 상기 열경화 점착 필름은 제1 경화제 및 제2 경화제를 포함하는 조성물을 상기 범위의 온도 및 시간에서 열경화한 후, 약 30℃ 내지 약 60℃에서 약 1일 내지 약 3일 동안 에이징(aging)하여 제조될 수 있다.
이로써, 상기 열경화 점착 필름의 제조 시간을 단축하면서도 적절한 가교 밀도를 확보할 수 있고, 안정한 내부 구조를 형성하여 경시 변화에 대한 위험을 방지할 수 있다.
구체적으로, 상기 열경화 점착 필름은 이를 형성하기 위한 조성물의 열경화물을 포함하며, 상기 열경화물은 밀도가 약 1 g/㎤ 내지 약 1.5 g/㎤일 수 있다. 상기 ?筠?는 경화 후 가교 밀도를 의미하는바, 상기 열경화 점착 필름이 상기 범위의 밀도를 갖는 열경화물을 포함함으로써, 우수한 점착력을 확보할 수 있다.
상기 터치패널용 다층 점착 필름은 적어도 하나의 열경화 점착 필름과 적어도 하나의 광경화 점착 필름을 적층한 것으로서, 이를 통해 소정의 두께를 확보하면서 우수한 내구성, 신뢰성 및 광학특성을 함께 확보할 수 있다.
구체적으로, 상기 광경화 점착 필름은 아크릴계 광경화성 수지 및 광개시제를 포함하는 조성물의 광경화물을 포함할 수 있고, 전술한 바와 같이, 상기 광경화 점착 필름을 형성하기 위한 조성물은 자외선 차단제를 포함하지 않는 것일 수 있다.
상기 아크릴계 광경화성 수지는 1종 이상의 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머를 포함하는 모노머 성분을 중합 또는 공중합하여 제조될 수 있고, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 당해 기술 분야에서 알려진 종류가 제한 없이 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 아크릴계 광경화성 수지를 제조하기 위한 모노머 성분은 상기 아크릴계 열경화성 수지를 제조하기 위한 모노머와 동일한 종류의 모노머를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 광경화 점착 필름과 열경화 점착 필름의 계면 부착력이 향상되어, 상기 터치패널용 다층 점착 필름의 내구성이 향상될 수 있다.
상기 광개시제는 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-히드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광경화 점착 필름을 제조하기 위한 조성물은 아크릴계 광경화성 수지 및 광개시제와 함께 아크릴계 모노머, 아크릴계 올리고머, 또는 아크릴계 프리폴리머를 더 포함할 수 있고, 이 경우, 상기 아크릴계 모노머, 아크릴계 올리고머 또는 아크릴계 프리폴리머는 그 자체가 광 조사에 의해 중합되어 아크릴계 광경화성 수지가 되거나, 상기 아크릴계 광경화성 수지와 가교 구조를 형성할 수 있다.
상기 광경화 점착 필름을 제조하기 위한 조성물이 상기 아크릴계 모노머, 아크릴계 올리고머, 또는 아크릴계 프리폴리머를 포함함으로써 상기 광경화 점착 필름이 적절한 경화도를 확보할 수 있고, 상기 터치패널용 다층 점착 필름이 우수한 내구성을 확보할 수 있다. 이 때, 상기 올리고머는 모노머가 중량평균분자량이 약 1000 이하가 되도록 중합된 소중합체를 의미하며, 상기 프리폴리머는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 100,000이 되도록 중합된 예비 중합체를 의미한다.
상기 터치패널용 다층 점착 필름은 상기 열경화 점착 필름 및 상기 광경화 점착 필름을 제조한 후 접착하여 제조될 수 있고, 구체적으로 롤 라미네이션(roll lamination) 방법으로 접착하여 제조될 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 열경화 점착 필름 및 상기 광경화 점착 필름은 약 20℃ 내지 약 30℃의 상온에서 롤 라미네이션 방법으로 접착할 수 있다. 이어서, 상기 접착된 열경화 점착 필름 및 광경화 점착 필름을 약 40℃ 내지 약 50℃의 오븐에서 약 3일 내지 약 4일 동안 추가 방치하는 경우 층간 계면이 안정화되어 더욱 단단하게 접착시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 터치패널용 다층 점착 필름은 광경화 점착 필름의 총 두께가 열경화 점착 필름의 총 두께와 같거나, 그보다 더 두껍다. 구체적으로, 상기 열경화 점착 필름의 총 두께와 상기 광경화 점착 필름의 총 두께는 약 1 : 1 내지 약 1 : 8일 수 있고, 예를 들어, 약 1 : 2 내지 약 1 : 8일 수 있다. 이를 통해, 상기 터치패털용 다층 점착 필름은 시인성 및 광학 특성이 향상될 수 있다.
상기 열경화 점착 필름은 자외선 차단성을 갖는 것으로 광학 특성 중 b* 값이 높아져 약간 노란 빛을 나타낼 수 있다. 따라서, 상기 광경화 점착 필름의 총 두께를 상기 열경화 점착 필름 대비 동일하거나 더 두껍게 형성함으로써 노란 빛을 감소시킬 수 있고, 우수한 시인성 및 광학 특성을 확보하도록 할 수 있다.
구체적으로, 상기 열경화 점착 필름의 각 두께는 약 10㎛ 내지 약 50㎛일 수 있다. 상기 열경화 점착 필름의 두께가 약 10㎛ 미만인 경우에는 상기 점착 필름을 제조하는 과정에서 공정상 코팅성에 문제가 생길 수 있으며, 약 50㎛를 초과하는 경우에는 코팅 후 점착 필름의 외관이 좋지 못한 문제점이 생길 수 있다.
또한, 상기 광경화 점착 필름의 각 두께는 약 25㎛ 내지 약 250㎛일 수 있다. 상기 광경화 점착 필름의 두께가 약 25㎛ 미만인 경우에는 코팅성이 좋지 못한 문제점이 있으며, 약 250㎛를 초과하는 경우에는 제품 생산 시 충분한 경화도를 확보하기 어렵고, 외관 불량 등의 문제점이 생길 수 있다.
상기 터치패널용 다층 점착 필름은 상기 열경화 점착 필름 및 상기 광경화 점착 필름의 적층 구조이며, 그 각각이 하나씩 적층된 구조일 수도 있고, 필요에 따라 적절한 두께 및 물성을 확보하기 위하여 복수의 열경화 점착 필름 및 복수의 광경화 점착 필름을 교대로 적층한 구조일 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 터치패널용 다층 점착 필름(100)의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1을 참조할 때, 상기 터치패널용 다층 점착 필름(100)은 열경화 점착 필름(10) 및 광경화 점착 필름(20)이 각각 1층씩 적층된 2층 구조를 가질 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 터치 패널용 다층 점착 필름(100')의 단면을 개략적으로 도시한 것이다. 도 2를 참조할 때, 상기 터치패널용 다층 점착 필름(100')은 2층의 광경화 점착 필름(20) 사이에 1층의 열경화 점착 필름(10)이 배치된 3층 구조일 수 있다. 이 경우, 상기 터치패널용 다층 점착 필름(100')은 보다 우수한 투명성 및 시인성을 확보할 수 있다.
상기 터치패널용 다층 점착 필름은 상기 열경화 점착 필름 및 상기 광경화 점착 필름의 적층 구조를 통하여 우수한 자외선 차단 기능 및 고온 고습 환경 하에서 우수한 신뢰성을 확보할 수 있으며, 우수한 광학 특성을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 터치패널용 다층 점착 필름은 파장 약 380㎚ 이하의 광선 투과율이 약 10% 미만, 예를 들어 약 5% 미만, 예를 들어 약 3% 미만, 예를 들어 약 2% 미만, 예를 들어, 약 1% 미만, 예를 들어, 약 0.8% 미만일 수 있다. 상기 파장 범위의 광선 투과율이 상기 범위를 유지함으로써, 상기 터치패널용 다층 점착 필름 및 이를 적용한 기기 또는 장치의 내구성이 향상될 수 있다.
또한, 상기 터치패널용 다층 점착 필름은 온도 약 85℃, 상대 습도 약 85%의 조건에서 약 200 내지 약 500 시간 방치 후의 기포발생률이 약 5 개/㎠ 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 3 개/㎠ 이하일 수 있고, 예를 들어, 약 1 개/㎠ 이하일 수 있다. 상기 '기포발생률'은 상기 터치패널용 다층 점착 필름이 피착체에 적용된 후 1㎠의 단위면적 당 기포의 개수를 일컫는다. 상기 점착 필름이 고온 고습의 환경에서 장시간 위치한 후에도 상기 범위의 기포발생률을 나타냄으로써, 이를 적용한 기기의 고온 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
구체적으로, 상기 터치패널용 다층 점착 필름은 파장 380㎚ 이하의 광선 투과율이 약 10% 미만, 예를 들어 약 5% 미만, 예를 들어 약 3% 미만, 예를 들어 약 2% 미만일 수 있고, 이와 동시에 온도 약 85℃, 상대 습도 약 85%의 조건에서 약 200 내지 약 500 시간 방치 후의 기포발생률이 약 5 개/㎠ 이하, 예를 들어 약 3개/㎠ 이하, 예를 들어 약 1 개/㎠ 이하일 수 있다.
또한, 상기 터치패널용 다층 점착 필름은 헤이즈(haze)가 약 1.0% 이하, 예를 들어, 약 0.5% 이하, 예를 들어, 약 0.3% 이하이고, 파장이 약 420㎚ 내지 약 800㎚ 광선의 투과율이 약 90% 이상일 수 있다. 상기 터치패널용 다층 점착 필름이 상기 범위의 헤이즈(haze) 및 광선 투과율을 나타냄으로써 시인성 등의 측면에서 우수한 광학 특성을 나타낼 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 제조예 >
제조예 1
2-에틸헥실아크릴레이트 38중량%, 메틸아크릴레이트 44중량% 및 히드록시부틸아크릴레이트 18중량%를 중합하여 분자량이 100만인 아크릴계 열경화성 수지를 제조하였다. 상기 아크릴계 열경화성 수지 100 중량부에 대하여, 이소시아네이트기(-NCO)를 3개 포함하는 제1 경화제 1 중량부, 이소시아네이트기(-NCO)를 6개 포함하는 제2 경화제 0.3 중량부 및 벤조트리아졸기를 갖는 자외선 차단제 2 중량부를 포함하는 점착제 조성물을 제조하였다. 상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 모두 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 화합물 3분자가 삼량화되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 갖는다. 상기 점착제 조성물에 용제로서 톨루엔을 혼합하여 코팅액을 준비하고, 상기 코팅액을 도포한 후, 열경화 코팅 장치를 이용하여 80℃의 온도에서 1.5분, 110oC의 온도에서 1.5분 동안 열경화하였다. 이어서, 40℃에서 2일 동안 에이징(aging)함으로써 열경화 점착 필름을 제조하였다.
제조예 2
상기 점착제 조성물이 상기 제1 경화제는 포함하지 않고, 상기 제2 경화제를 1.3 중량부 포함하며, 40℃에서 7일 동안 에이징(aging)한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열경화 점착 필름을 제조하였다.
제조예 3
상기 점착제 조성물이 상기 제2 경화제는 포함하지 않고, 상기 제1 경화제를 1.3 중량부 포함하며, 40℃에서 5일 동안 에이징(aging)한 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열경화 점착 필름을 제조하였다.
제조예 4
상기 점착제 조성물이 벤조트리아졸기를 갖는 자외선 차단제를 포함하지 않는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열경화 점착 필름을 제조하였다.
제조예 5
상기 점착제 조성물이 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제 대신에, 히드록시벤조페논(hydroxybenzophenone)계 자외선 차단제를 포함하는 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 열경화 점착 필름을 제조하였다.
제조예 6
2-에틸헥실아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트 및 히드록시에틸아크릴레이트를 5 : 3 : 2의 중량비로 공중합하여 형성된 아크릴계 광경화성 수지 100 중량부에 대하여, 광개시제(Irgacure 651) 0.3 중량부, 광경화제 1.1 중량부, 커플링제 0.2 중량부를 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다. 상기 점착제 조성물을 도포한 후 5분간 black light에서 광경화하여 광경화 점착 필름을 제조하였다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
상기 제조예 1의 열경화 점착 필름을 25㎛ 두께로 제조하고, 상기 제조예 6의 광경화 점착 필름을 75㎛ 두께로 제조하여, 25℃의 상온에서 롤 라미네이션(roll lamination) 방법으로 합착한 후, 40℃의 오븐에서 3일 동안 방치하여 총 두께 100㎛의 다층 점착 필름을 제조하였다.
실시예 2
상기 제조예 2의 열경화 점착 필름을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 점착 필름을 제조하였다.
실시예 3
상기 제조예 3의 열경화 점착 필름을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 점착 필름을 제조하였다.
실시예 4
상기 제조예 1의 열경화 점착 필름을 50㎛ 두께로 제조하고, 상기 제조예 6의 광경화 점착 필름을 50㎛ 두께로 제조하여, 25℃의 상온에서 롤 라미네이션(roll lamination) 방법으로 합착한 후, 40℃의 오븐에서 3일 동안 방치하여 총 두께 100㎛의 다층 점착 필름을 제조하였다.
실시예 5
상기 제조예 1의 열경화 점착 필름을 50㎛ 두께로 제조하고, 상기 제조예 6의 광경화 점착 필름을 50㎛ 두께로 제조하여, 위로부터 열경화 점착 필름, 광경화 점착 필름 및 열경화 점착 필름이 순차적으로 적층되도록 25℃의 상온에서 롤 라미네이션(roll lamination) 방법으로 합착한 후, 40℃의 오븐에서 3일 동안 방치하여 3층 구조의 총 두께 150㎛인 다층 점착 필름을 제조하였다.
실시예 6
상기 제조예 1의 열경화 점착 필름을 50㎛ 두께로 제조하고, 상기 제조예 6의 광경화 점착 필름을 50㎛ 두께로 제조하여, 위로부터 광경화 점착 필름, 열경화 점착 필름 및 광경화 점착 필름이 순차적으로 적층되도록 25℃의 상온에서 롤 라미네이션(roll lamination) 방법으로 합착한 후, 40℃의 오븐에서 3일 동안 방치하여 3층 구조의 총 두께 150㎛인 다층 점착 필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 제조예 4의 열경화 점착 필름을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 점착 필름을 제조하였다.
비교예 2
상기 제조예 5의 열경화 점착 필름을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 다층 점착 필름을 제조하였다.
<평가>
실험예 1: 백탁현상 및 기포발생 현상의 측정
상기 실시예 및 비교예의 점착 필름을 70㎜ x 130㎜ (가로 x 세로) 크기로 제단하여 유리 기재에 부착한 후 85℃의 온도, 상대습도 85%의 조건에서 250시간 동안 보관한 후, 기포발생률(개/㎠)을 도출하였고, 그 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 2: 광선 투과율의 측정
상기 실시예 및 비교예의 점착 필름에 대하여, 이를 투명 유리 기재에 부착한 후 자외선-가시광선-근적외선 분광광도계(uv-vis-nir spectrophotometer)를 이용하여 상온의 조건에서 각 파장대의 광선 투과율을 측정하였고, 그 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
실험예 3: 헤이즈의 측정
상기 실시예 및 비교예의 점착 필름에 대하여, 투명 유리 기재에 부착한 후 헤이즈 측정 장비(BYK Gard Plus)를 이용하여 헤이즈를 측정하였고, 그 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
실험예 4: 색차의 측정
상기 실시예 및 비교예의 점착 필름에 대하여, 투명 유리 기재에 부착한 후 색차 측정 장비(Konika-Minolta社 CM-5)를 이용하여 각각의 색차를 측정하였고, 그 결과는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.
기포발생률
(개/㎠)		 광선 투과율(%) 헤이즈(%) 색차
380㎚ 이하 420㎚~800㎚ a* b*
실시예 1 0 0.63 90.34 0.27 -0.53 0.67
실시예 2 2 0.87 90.50 0.25 -0.54 0.63
실시예 3 1 0.91 90.21 0.26 -0.54 0.67
실시예 4 0 1.05 90.90 0.25 -0.52 0.64
실시예 5 0 0.57 90.18 0.29 -0.54 1.13
실시예 6 0 0.67 90.21 0.31 -0.55 0.69
비교예 1 0 42.59 91.49 0.26 -0.53 0.38
비교예 2 1 0.91 90.38 0.24 -0.52 0.62
상기 표 1을 참조할 때, 실시예 1 내지 6의 다층 점착 필름은 기포발생률이 낮고, 백탁 현상이 발생하지 않으므로 고온 신뢰성이 우수하며, 자외선 차단 기능이 우수함을 알 수 있고, 420㎚ 내지 800㎚의 파장에서의 투과율 및 헤이즈 등의 결과로 우수한 광학 특성 및 시인성을 나타냄을 알 수 있었다.
반면, 비교예 1의 경우에는 자외선 차단제를 포함하지 않는 것으로 380㎚ 이하의 파장에서 실시예 1 내지 4에 비하여 현저히 높은 투과율을 나타냄을 알 수 있었고, 이로써 자외선 차단 기능이 현저히 저하된 것을 알 수 있었다.
또한, 비교예 2의 경우에는 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제가 아닌 다른 화학 구조를 갖는 자외선 차단제를 함유하는 것으로서 자외선 차단 기능이 실시예 1 내지 4에 비하여 좋지 않음을 알 수 있다.
100, 100': 터치패널용 다층 점착 필름
10: 열경화 점착 필름
20: 광경화 점착 필름

Claims (14)

  1. 열경화 점착 필름 및 광경화 점착 필름을 포함하고,
    상기 열경화 점착 필름은 아크릴계 열경화성 수지; 1개 내지 3개의 관능기를 갖는 제1 경화제 및 4개 내지 6개의 관능기를 갖는 제2 경화제를 포함하는 열경화제; 및 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제를 포함하는 조성물의 열경화물을 포함하며,
    상기 제1 경화제 및 상기 제2 경화제는 이소시아네이트계 화합물끼리 삼량화(trimerization)되어 형성된 링구조의 이소시안우레이트기를 포함하는
    터치패널용 다층 점착 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경화제 : 상기 제2 경화제의 중량비는 2 : 1 내지 4 : 1인
    터치패널용 다층 점착 필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이소시안우레이트기를 형성하는 이소시아네이트계 화합물은 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)계 화합물인
    터치패널용 다층 점착 필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 열경화성 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머; 및 친수성 관능기 함유 모노머를 포함하는 모노머 성분이 중합되어 형성된
    터치패널용 다층 점착 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 모노머 성분은 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100 중량부에 대하여, 상기 친수성 관능기 함유 모노머를 5 내지 20 중량부 포함하는
    터치패널용 다층 점착 필름.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 친수성 관능기 함유 모노머는 히드록시기 함유 모노머, 아미노기 함유 모노머, 카르복실기 함유 모노머, 설폰기 함유 모노머, 모르폴린기 함유 모노머, 글리시딜기 함유 모노머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    터치패널용 다층 점착 필름.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 탄소수 1 내지 14의 선형 또는 분지형 알킬(메타)아크릴레이트인
    터치패널용 다층 점착 필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 아크릴계 열경화성 수지 100 중량부 대비 상기 열경화제 0.4 내지 1.5 중량부를 포함하는
    터치패널용 다층 점착 필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 아크릴계 열경화성 수지 100 중량부 대비 상기 벤조트리아졸기 함유 자외선 차단제 0.5 내지 5 중량부를 포함하는
    터치패널용 다층 점착 필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광경화 점착 필름은 아크릴계 광경화성 수지 및 광개시제를 포함하는 조성물의 광경화물을 포함하는
    터치패널용 다층 점착 필름.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 열경화 점착 필름의 총 두께 : 상기 광경화 점착 필름의 총 두께의 두께비는 1 : 1 내지 1 : 8인
    터치패널용 다층 점착 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 터치패널용 다층 점착 필름은 파장 380㎚ 이하의 광선 투과율이 10% 미만인
    터치패널용 다층 점착 필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 터치패널용 다층 점착 필름은 온도 85℃, 상대 습도 85%의 조건에서 200 내지 500 시간 방치 후의 기포발생률이 5 개/㎠ 이하인
    터치패널용 다층 점착 필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 터치패널용 다층 점착 필름은 헤이즈(haze)가 1.0 이하이고,
    파장 380㎚ 초과 및 800㎚ 이하의 광선 투과율이 90% 이상인
    터치패널용 다층 점착 필름.
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