KR20150110374A - 도전성 적층체 - Google Patents

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KR20150110374A
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박현규
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 도전성 적층체에 관한 것이다. 본 출원의 도전성 적층체는 슬로팅 공정, 운반 또는 보관 과정에서 발생될 수 있는 찐 발생을 방지하여 이로 인한 상기 도전성 적층체가 적용된 터치 패널 등의 제품에 대한 불량을 방지하여 생산성을 극대화시킬 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 적층체에 포함되는 점착제층은 두꺼울수록 슬로팅(slotting) 공정이나 운반 또는 보관 과정 중에 찐이 발생하기 쉽고, 이러한 찐 발생으로 인하여 상기 도전성 적층체가 적용되는 제품의 불량을 초래하는 문제점이 있다.
특허 문헌 1: 대한민국 공개특허 제2002-0036837호 특허 문헌 2: 대한민국 공개특허 제2001-0042939호
본 출원은 도전성 적층체 및 그 용도를 제공한다.
본 출원은 도전성 적층체에 관한 것이다.
도 1은 상기 본 출원의 도전성 적층체의 구조를 예시적으로 나타낸 것이다.
도 1에서 보는 바와 같이, 하나의 예시에서 상기 도전성 적층체는 기재층(30); 상기 기재층(30) 일면에 형성된 도전성층(40); 및 상기 기재층(30)의 도전성층(40)이 형성된 면과는 반대면에 부착되어 있는 점착제층(20)을 포함할 수 있다.
상기 도전성 적층체에 포함되는 기재층의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 유리 기재 또는 플라스틱 기재 등을 사용할 수 있다. 플라스틱 기재로는 폴리에스테르 필름, 폴리아미드 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름 및 폴리올레핀 필름 등을 사용할 수 있고, 통상적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 필름, 아크릴 필름 또는 폴리카보네이트 필름 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에서 상기 기재층의 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.
상기 기재층에는 특별히 제한되는 것은 아니나, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 처리 등의 적절한 접착 처리가 수행되어 있을 수 있다.
본 출원의 상기 도전성 적층체의 상기 기재층 일면에는 도전성층이 형성되어 있을 수 있다.
상기 도전성층의 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 도전성층을 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 비결정층일 수 있다. 본 출원에서는 전술한 도전성층을 구성하는 소재 중 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide)을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기와 같은 도전성층의 두께는 연속 피막의 형성 가능성, 도전성 및 투명성 등을 고려하여, 약 10nm 내지 300nm, 약 10nm 내지 200nm 또는 약 10nm 내지 100nm로 조절할 수 있다.
본 출원의 상기 도전성층은 필요한 경우 앵커층 또는 유전체층을 매개로 기재층 일면에 형성되어 있을 수도 있다. 상기 앵커층 또는 유전체층은 도전성층과 기재층 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 100nm 이하, 구체적으로는 15nm 내지 100nm 또는 20nm 내지 60nm의 두께로 형성할 수 있다.
본 출원의 도전성 적층체는 상기 도전성층이 형성된 기재층의 반대면에 부착되어 있는 점착제층을 포함할 수 있다. 상기 점착제층은, 예를 들면 가교된 점착성 중합체를 포함할 수 있다. 슬로팅이나 재단 공정 중에 필름의 사이로 점착제가 빠져 나오거나, 운송 또는 보관 과정에서 주변 온도에 따라서 점착제가 빠져 나오는 문제를 방지하기 위하여 상기 점착성 중합체의 조성은 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 점착성 중합체는 유리전이온도가 0℃ 미만인 제 1 단량체의 중합 단위와 유리전이온도가 0℃ 이상인 제 2 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 단량체의 유리전이온도를 규정하는 경우에 그 유리전이온도는 그 단량체가 중합되어 단독 중합체(homopolymer)를 형성한 경우에 그 단독 중합체의 유리전이온도를 지칭할 수 있다. 따라서, 예를 들어 용어 「유리전이온도가 0℃ 미만인 제 1 단량체」는, 제 1 단량체들만을 중합시켜 형성된 단독 중합체(homopolymer)의 유리전이온도가 0℃ 미만인 것을 의미할 수 있고, 용어 「유리전이온도가 0℃ 이상인 제 2 단량체」는, 제 2 단량체들만을 중합시켜 형성된 단독 중합체(homopolymer)의 유리전이온도가 0℃ 이상인 것을 의미할 수 있다. 또한 본 명세서에서 용어 「단량체 중합 단위」는 그 단량체가 중합 반응을 거쳐서 그 중합체의 골격, 예를 들면, 주쇄 또는 측쇄를 형성하고 있는 형태를 의미할 수 있다.
점착성 중합체에 중합 단위로 포함되는 상기 제 1 단량체의 유리전이온도는, 다른 예시에서 0℃ 미만, -10℃ 미만, -20℃ 미만, -30℃ 미만 또는 -40℃ 미만일 수 있다. 제 1 단량체의 유리전이온도 하한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 -100℃, -90℃, -80℃ 또는 -70℃ 정도일 수 있다. 이러한 범위의 유리전이온도를 가지는 단량체를 사용하면 찐 현상을 보다 효율적으로 방지할 수 있는 점착제층을 형성할 수 있다.
제 1 단량체로는, 예를 들면 상기 범위의 유리전이온도를 가지는 것으로서, 탄소수 1 내지 6 이하 또는 탄소수 1 내지 5 이하의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 6 이하인 경우 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들어 분지쇄 또는 직쇄 알킬기일 수 있고, 보다 바람직하게는 직쇄 알킬기를 사용할 수 있다. 이러한 단량체로는, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트 또는 n-헥실 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 상기 중 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있다.
제 2 단량체의 유리전이온도는, 다른 예시에서 0℃ 이상, 10℃ 이상, 20℃ 이상, 30℃ 이상, 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상 또는 80℃ 이상일 수 있다. 제 2 단량체의 유리전이온도 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어 300℃, 250℃, 200℃, 150℃, 또는 120℃ 정도일 수 있다.
제 2 단량체로는 전술한 유리전이온도를 가지는 것이라면 특별한 제한 없이 다양한 종류를 사용할 수 있다.
제 2 단량체로는, 예를 들면 tert-부틸 아크릴레이트(tertiary butyl acrylate), tert-부틸 메타크릴레이트(tertiarybutyl methacrylate), 이소부틸 메타크릴레이트(isobutyl methacrylate), 1-헥사데실 (메타)아크릴레이트(1-hexadecyl (meth)acrylate) 또는 메틸 메타크릴레이트(methyl methacrylate) 등과 같은 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트; N-비닐포름아미드(N-vinylformamid) 등과 같이 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 가질 수 있는 N-알케닐포름아미드; 아크릴아미드(acrylamide), N,N-디페닐 (메타)아크릴아미드(N,N-diphenyl (meth)acrylamide), N-(n-도데실)(메타)아크릴아미드(N-(n-dodecyl)(meth)acrylamide), N,N-디메틸 (메타)아크릴아미드(N,N-dimethyl acrylamide) 또는 N-하이드록시에틸 아크릴아미드(N-hydroxyethyl acrylamide) 등과 같은 (메타)아크릴아미드; N-알킬 (메타)아크릴아미드, N,N-디알킬 (메타)아크릴아미드 또는 N,N-디아릴 (메타)아크릴아미드; 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트(2-methoxyethyl (meth)acrylate) 등과 같은 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트; 디하이드로디사이클로펜타다이에닐 아크릴레이트(dihydrodicyclopentadienyl acrylate), 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트(cyclohexyl (meth)acrylate), 벤질 (메타)아크릴레이트(benzyl (meth)acrylate), 사이클로프로필 아크릴레이트(cyclopropyl acrylate), N-나프틸 아크릴레이트(N-naphtyl acrylate), 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트(2-phenoxyethyl (meth)acrylate), 페닐 (메타)아크릴레이트(phenyl (meth)acrylate), 2-페닐에틸 (메타)아크릴레이트(2-phenylethyl (meth)acrylate), 이소보닐 (메타)아크릴레이트(isobornyl (meth)acrylate), 디사이클로펜타닐 (메타)아크릴레이트(dicyclopentanyl (meth)acrylate) 또는 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트(cyclohexyl (meth)acrylate) 등과 같은 포화 또는 불포화 고리형 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴레이트((meth)acrylate); 또는 방향족기를 가지는 (메타)아크릴레이트((meth)acrylate); 또는 스티렌(styrene) 등이 예시될 수 있다.
상기와 같은 제 1 및 제 2 단량체를 중합시켜 형성된 점착성 중합체를 사용하여 점착제층을 구현할 경우에 점착제층은 고주파 영역 및 고온에서 적정한 저장 탄성률을 나타낼 수 있고, 고온에서의 점도도 적정 범위로 유지되어 슬로팅이나 재단 공정 또는 운반이나 보관 과정에서 발생할 수 있는 찐 현상이 방지될 수 있다.
점착성 중합체는 예를 들면, 제 1 단량체의 중합 단위 30 중량부 내지 80 중량부 및 제 2 단량체의 중합 단위 10 중량부 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 단위 「중량부」는 각 성분간의 중량의 비율을 의미할 수 있다. 점착성 중합체는 다른 예시에서, 제 1 단량체의 중합 단위 40 중량부 내지 70 중량부 및 제 2 단량체의 중합 단위 20 중량부 내지 50 중량부 또는 제 1 단량체의 중합 단위 40 중량부 내지 60 중량부 및 제 2 단량체의 중합 단위 20 중량부 내지 40 중량부를 포함할 수 있다. 이러한 범위에서 점착성 중합체는 보다 적절한 목적 물성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 점착성 중합체는 상기 제 1 및 제 2 단량체 중합 단위 외에도 질소를 고리 구성 원자로 포함하는 고리 구조를 가지는 제 3 단량체의 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다.
제 3 단량체로는, 질소를 구성 원자로 포함하는 고리 구조를 가지는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 하기 화학식 1로 표시되는 단량체를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서 R은 수소 원자 또는 중합성 관능기이거나, L과 N이 이중 결합으로 연결되는 경우에는 존재하지 않고, L은 하나 이상의 산소 원자 또는 질소 원자를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 중합성 관능기로 치환되어 있을 수 있는 알킬렌기 또는 알케닐렌기이고, 상기 알킬렌기 또는 알케닐렌기의 탄소 원자 중 하나 이상은 카보닐 그룹을 형성할 수 있으며, 상기 알킬렌기 또는 알케닐렌기는 각각 독립적으로 알킬기 또는 알케닐기로 치환될 수 있고, 화학식 1의 화합물은 하나 이상의 중합성 관능기를 포함한다.
상기 질소를 고리 구성 원자로 포함하는 고리 구조는 모르폴린, 피롤리돈, 옥사졸린, 카프로락탐 또는 이미다졸일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 중합성 관능기로는, 예를 들면, 아크릴기, 메타크릴기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기 또는 비닐기, 알릴기 또는 이소프로페닐기 등과 같은 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기일 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬렌기」는, 포화 탄화수소 사슬로부터 유도되는 2가의 잔기이고, 상기 알킬렌기는 예를 들면, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16, 탄소수 3 내지 12 또는 탄소수 3 내지 8의 알킬렌기일 수 있다. 상기 알킬렌기는 하나 이상의 중합성 관능기 또는 다른 치환기로 치환되어 있을 수 있으며, 상기 포화 탄화수소 사슬은 사슬 내의 질소(N) 또는 산소(O)와 같은 헤테로 원자를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알케닐렌기」는, 적어도 하나의 탄소-탄소 이중 결합을 포함하는 탄화수소 사슬로부터 유도되는 2가의 잔기이고, 상기 알케닐렌기는 예를 들면, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16, 탄소수 3 내지 12 또는 탄소수 3 내지 8의 알킬렌기일 수 있다. 상기 알킬렌기는 하나 이상의 중합성 관능기 또는 다른 치환기로 치환되어 있을 수 있으며, 상기 탄화수소 사슬은 사슬 내에 질소(N) 또는 산소(O)와 같은 헤테로 원자를 포함할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 단량체의 구체적인 예로는, 4-아크릴로일모르폴린(4-acryloylmorpholine), 1-비닐-2-피롤리돈(1-vinyl-2-pyrrolidone), 2-이소프로페닐-2-옥사졸린(2-isopropenyl-2-oxazoline), N-비닐카프로락탐(N-vinylcaprolactam) 또는 1-비닐이미다졸(1-vinylimidazole) 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제 3 단량체가 포함되는 경우, 상기 점착성 중합체는 제 3 단량체의 중합 단위를 다른 단량체의 중량 대비 1 중량부 내지 20 중량부, 1 중량부 내지 15 중량부 또는 1 중량부 내지 10 중량부의 비율로 포함할 수 있다. 이러한 범위에서 점착성 중합체는 보다 적절한 목적 물성을 가지는 점착제층을 형성할 수 있다.
점착성 중합체는 가교성 단량체의 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「가교성 단량체」는 가교성 관능기와 점착성 중합체를 형성할 수 있는 다른 관능기를 가져서 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 점착성 중합체에 사용될 수 있다. 예를 들어, 가교성 단량체로는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 또는 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트; 폴리(에틸렌글리콜) (메타)아크릴레이트 또는 폴리(프로필렌글리콜) (메타)아크릴레이트 등의 폴리(알킬렌글리콜) (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 또는 말레산 무수물 등의 카복실기 함유 공중합성 단량체 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 점착성 중합체에 가교성 단량체의 중합 단위가 포함되는 경우, 예를 들면 상기 가교성 단량체의 중합 단위는 다른 단량체 대비 1 중량부 내지 30 중량부, 5 중량부 내지 30 중량부, 10 중량부 내지 30 중량부 또는 12 중량부 내지 30 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 점착성 중합체가 상기 가교성 단량체의 중합 단위를 전술한 범위 내에서 포함하도록 조절하여 후술하는 특정 범위 이상의 저장 탄성률 및/또는 점도를 가지는 점착제 조성물을 제공하는 것에 유리할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착성 중합체는 중량평균분자량이 30만 내지 250만, 30만 내지 200만 또는 30만 내지 150만일 수 있다. 본 출원에서 용어 중량평균분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatography)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 이러한 범위의 중량평균분자량을 가지는 점착성 중합체를 사용하면 목적하는 특성의 점착제의 형성에 유리할 수 있다.
상기 점착성 중합체는 예를 들면, 유리전이온도가 -80℃ 내지 30℃, -50℃ 내지 30℃ 또는 -40℃ 내지 30℃일 수 있다. 이러한 범위의 유리전이온도를 가지면 상기 점착성 중합체의 첨가 효과가 상승할 수 있고, 이에 따라 후술하는 상기 점착성 중합체를 포함하는 점착제층의 저장 탄성률 및/또는 점도를 특정 범위 이상으로 조절할 수 있다.
점착성 중합체를 제조하는 방법은 특별히 제한되지 않고, 전술한 단량체를 적정 비율로 혼합하고, 이를 용액 중합(solution polymerization), 광 중합(photo polymerization), 괴상 중합(bulk polymerization), 현탁 중합(suspension polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization)과 같은 중합 방식에 적용하여 제조할 수 있다. 이 과정에서 필요할 경우, 적합한 중합 개시제 또는 분자량 조절제나 사슬 이동제 등이 함께 사용될 수도 있다.
상기 점착제층은 상기 점착성 중합체를 가교시킬 수 있는 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가교제로는 상기 점착성 중합체에 포함되는 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 적어도 2개 이상, 2개 내지 10개, 2개 내지 8개, 2개 내지 6개 또는 2개 내지 4개를 가지는 가교제를 사용할 수 있다. 이러한 가교제로는, 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제 등의 통상적인 가교제들 중에서 점착성 중합체가 가지는 가교성 관능기의 종류를 고려하여 적절한 종류가 선택되어 사용될 수 있다.
상기 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.
또한, 상기 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 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가교제는, 예를 들면, 점착성 중합체 100 중량부 대비 0.01 중량부 내지 10 중량부, 0.015 중량부 내지 5 중량부, 0.02 중량부 내지 2.5 중량부 또는 0.025 중량부 내지 1 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 상기 가교제를 전술한 범위에서 상기 점착성 중합체에 포함되도록 조절하여 상기 점착제층이 후술하는 저장 탄성률 및/또는 점도를 원하는 범위 내에서 형성되도록 할 수 있다.
점착제층은, 필요한 경우 커플링제, 점착 부여제, 자외선 안정제, 산화 방지제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원의 도전성 적층체의 상기 점착제층은 점착성 중합체가 가교되어 있는 상태에서 30℃ 온도 및 500rad/sec의 주파수에서 측정한 저장 탄성률이 0.5MPa 이상, 0.55MPa 이상 또는 0.6MPa 이상일 수 있다. 상기 30℃ 온도 및 500rad/sec의 주파수에서 측정된 저장 탄성률의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 1.2MPa, 1.1MPa 또는 1.0MPa 정도일 수 있다.
상기 점착제층은 가교 구조를 구현한 상태에서 80℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 저장 탄성률이 0.05MPa 이상, 0.055MPa 이상, 0.06MPa 이상, 0.065MPa 이상 또는 0.07MPa 이상일 수 있다. 상기 점착제층을 80℃ 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 측정된 저장 탄성률의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면 0.12MPa, 0.11MPa, 0.1MPa 또는 0.095MPa 정도일 수 있다.
상기 점착제층의 저장 탄성률을 전술한 범위 내에서 조절하여 상기 점착제층을 포함하는 도전성 적층체를 적용한 제품에 슬로팅 공정, 운반이나 보관 과정에 발생할 수 있는 찐 현상을 방지하여 이로 인한 불량률을 최소화함으로써 제품에 대한 생산성을 극대화시킬 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착제층은 가교 구조를 구현한 상태에서 80℃ 온도 및 1rad/sec 주파수에서의 복합 점도가 5 × 104Pa·s 이상, 5.5 × 104Pa·s 이상, 6.0 × 104Pa·s 이상 또는 6.5 × 104Pa·s 이상일 수 있다. 상기 점착제층은 80℃ 온도 및 1rad/sec 주파수에서 측정한 복합 점도의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 3 × 106Pa·s, 2.5 × 106Pa·s, 2.0 × 106Pa·s 또는 1.8 × 106Pa·s 정도일 수 있다.
상기 점착제층의 복합 점도를 전술한 범위 내에서 조절하여, 상기 점착제층을 포함하는 도전성 적층체를 적용한 제품에 슬로팅 공정, 운반 이나 보관 과정에 발생할 수 있는 찐 현상을 방지하여 이로 인한 불량률을 최소화함으로써 제품에 대한 생산성을 극대화시킬 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 터치 패널에 대한 것이다. 예시적인 터치 패널은 상기 도전성 적층체를 예를 들면, 터치 패널용 전극판으로 포함할 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 패널 또는 액정 디스플레이 등의 다양한 장치의 형성 등에 사용할 수 있다.
본 출원의 도전성 적층체는 슬로팅 공정, 운반 또는 보관 과정에서 발생될 수 있는 찐 현상을 방지하여 이로 인한 상기 도전성 적층체가 적용된 터치 패널 등의 제품에 대한 불량을 방지하여 생산성을 극대화시킬 수 있다.
도 1은, 본 출원의 하나의 예시에 따른 도전성 적층체의 구조를 모식적으로 나타내는 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. 유리전이온도의 측정
각 제조예에서 사용된 원료인 단량체 각각에 대한 단독 중합체를 형성한 후의 유리전이온도는 공지된 자료(thermal transitions of homopolymers)를 근거로 참조하였으며, 각 제조예에서 제조된 점착성 중합체들의 유리전이온도는 각각 샘플 5mg을 시차주사형 열량계(differential scanning calorimetry(DSC), TA사)를 사용하여 승온 속도 10℃/분으로 설정하여 -100℃ 내지 50℃의 범위에서 측정하였다.
2. 분자량 측정
중량평균분자량(Mw)은 GPC를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였으며, 검량선의 제작에는 Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하여 측정 결과를 환산하였다.
<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)
3. 저장 탄성률 평가(A)
실시예 및 비교예에서 제조된 도전성 적층체에 포함된 점착제층의 저장 탄성률은 유변 물성 측정기(Advanced Rheometric Expansion System, TA사)를 이용하여 측정하였다. 상기 점착제층을 두께가 1mm이고 가로 50mm × 세로 50mm인 시편으로 재단한 후, 직경이 8mm인 패러랠 프레이트 픽스처 (parallel plate fixture)를 이용하여, 변형율을 10% 조건으로 하여 주파수 스윕(frequency sweep)을 통한 30℃의 온도 및 500rad/sec의 주파수에서 저장 탄성률을 측정하였다.
4. 저장 탄성률 평가(B)
실시예 및 비교예에서 제조된 도전성 적층체에 포함된 점착제층의 저장 탄성률은 유변 물성 측정기(Advanced Rheometric Expansion System, TA사)를 이용하여 측정하였다. 상기 점착제층을 두께가 1mm이고 가로 50mm × 세로 50mm인 시편으로 재단한 후, 직경이 8mm인 패러랠 프레이트 픽스처 (parallel plate fixture)를 이용하여, 변형율을 10% 조건으로 하여 주파수 스윕(frequency sweep)을 통한 80℃의 온도 및 1rad/sec의 주파수에서 저장 탄성률을 측정하였다.
5. 점도의 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 도전성 적층체에 포함된 점착제층의 저장 탄성률은 유변 물성 측정기(Advanced Rheometric Expansion System, TA사)를 이용하여 측정하였다. 상기 점착제층을 두께가 1mm이고 가로 50mm × 세로 50mm인 시편으로 재단한 후, 직경이 8mm인 패러랠 프레이트 픽스처 (parallel plate fixture)를 이용하여, 변형율을 10% 조건으로 하여 주파수 스윕(frequency sweep)을 통한 30℃ 내지 100℃의 온도에서 점도를 측정하였다.
6. 찐 현상 평가(1)
실시예 및 비교예에서 제조된 PET 필름을 포함하는 도전성 적층체를 100mm × 100mm(폭×길이)의 크기로 두 시편이 되도록 재단한 후, 상기 두 시편의 모서리를 위 아래로 겹치도록 하여 손으로 약 10회 정도 문지른 다음 박리하면서 점착제층으로부터 점착제가 PET 필름 표면에 묻어 나오는 정도를 육안으로 관찰하여 하기와 같은 기준으로 평가하였다.
<평가 기준>
○: 필름 표면에 묻은 점착제가 육안에 의해 확인되지 않음.
×: 필름 표면에 묻은 점착제가 육안으로 현저하게 관찰됨.
7. 찐 현상 평가(2)
실시예 및 비교예에서 제조된 PET 필름을 포함하는 도전성 적층체에 60℃에서 24시간 동안 10kgf의 추를 사용하여 힘을 가한 후, PET 필름에서 빠져 나오는 점착제층에 포함된 점착제의 양을 육안으로 관찰하여 하기와 같은 기준으로 평가였다.
<평가 기준>
○: 필름 사이에 점착제가 빠져나오는 것이 육안에 의해 확인되지 않음.
×: 필름 사이에 점착제가 빠져나오는 것이 육안으로 현저하게 관찰됨.
제조예 1. 점착성 중합체(A1)의 제조
내부에 질소가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(BA) 50 중량부, 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 30 중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 15 중량부 및 1-비닐-2-피롤리돈(VP) 5 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(A1)를 제조하였다.
제조예 2 내지 제조예 7. 점착성 중합체(A2 내지 A5 및 B1 내지 B2)의 제조
점착성 중합체 중합 시에 사용된 원료 및 첨가제 등의 종류 및 비율을 하기 표 1과 같이 조절한 것을 제외하고는 제조예 1의 경우와 동일하게 점착성 중합체(A2 내지 A5 및 B1 내지 B2)를 제조하였다.
원료 EA V-65
BA IBOA MA MMA HEA VP ACMO EHA
점
착
성
중
합
체		 A1 50 30 - 15 5 - - 100 0.06
A2 50 30 - 15 - 5 - 100 0.06
A3 55 30 - - 15 - - - 100 0.06
A4 55 - 30 - 15 - - - 100 0.06
A5 55 - - 30 15 - - - 100 0.06
B1 - 30 - - 15 - - 55 100 0.06
B2 - - 40 - 10 - - 50 100 0.06
함량 단위: g
BA: n-butyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -54℃)
IBOA: isobornyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 94℃)
MA: (meth)acrylate (단독 중합체 Tg: 약 10℃)
MMA: methyl (meth)acrylate (단독 중합체 Tg: 약 110℃)
HEA: 2-hydroxyethyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -15℃)
VP: 1-vinyl-2-pyrrolidone (단독 중합체 Tg: 약 54℃)
ACMO: 4-acryloylmorpholine (단독 중합체 Tg: 약 145℃)
EHA: 2-ethylhexyl acrylate (단독 중합체 Tg: 약 -50℃)
EA: ethyl acetate (단독 중합체 Tg: 약 -24℃)
V-65: 2,2'-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile)
Tg: 유리전이온도
실시예 1
점착제 조성물의 제조
제조예 1에서 제조된 점착성 중합체(A1) 100 중량부에 대하여 가교제로서 크실렌 디이소시아네이트(Takenate D110N, (주)미쯔이 화학) 0.5 중량부를 균일하게 혼합하여 점착제 조성물을 제조하였다.
도전성 적층체의 제조
PET 필름의 일면에 실리콘으로 이형 처리한 후, 그 위에 상기 제조된 점착제 조성물을 두께가 약 50㎛ 정도가 되도록 코팅 및 건조하여 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
점착성 중합체를 A1 대신 A2를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 3
점착성 중합체를 A1 대신 A3을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 4
점착성 중합체를 A1 대신 A4를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
실시예 5
점착성 중합체를 A1 대신 A5를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
비교예 1
점착성 중합체를 A1 대신 B1을 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
비교예 2
점착성 중합체를 A1 대신 B2를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 점착제 조성물 및 도전성 적층체를 제조하였다.
상기 각 실시예 및 비교예에 대하여 측정한 물성 및 평가 결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2
점착성 중합체
(Tg, ℃)		 A1
(-1)		 A2
(-1)		 A3
(-17)		 A4
(-33)		 A5
(-16)		 B1
(-41)		 B2
(-49)
분자량(단위: 만) 74 90 148 149 40 130 140
저장 탄성률(1)
(×105)
(단위: pa)		 7.9 6.2 6.4 6.9 9.1 4.1 2.8
저장 탄성률(2)
(×104)
(단위: pa)		 8.2 6.9 7.4 7.2 9.4 3.6 4.4
점도(×104)
(단위: pa·s)		 8.6 7.3 7.8 6.7 9.5 3.8 4.6
찐 평가(1) ○ ○ ○ ○ ○ × ×
찐 평가(2) ○ ○ ○ ○ ○ × ×
상기 표 2로부터 확인되는 바와 같이, 본 출원의 도전성 적층체의 경우, 특정 범위 이상의 저장 탄성률 및/또는 점도를 가져 슬로팅 공정, 운반이나 보관 공정에서 발생될 수 있는 찐 현상을 방지함으로써 불량을 최소화하여 생산성을 극대화할 수 있다.
20: 점착제층
30: 기재층
40: 도전성층

Claims (16)

  1. 기재층;
    상기 기재층 일면에 형성된 도전성층; 및
    상기 기재층의 도전성층이 형성된 면과는 반대면에 부착되어 있으며, 유리전이온도가 0℃ 미만인 단독 중합체를 형성할 수 있는 탄소수 1 내지 6 이하의 알킬기를 가지는 제 1 단량체의 중합 단위 30 중량부 내지 80 중량부; 및 유리전이온도가 0℃ 이상인 단독 중합체를 형성할 수 있는 제 2 단량체의 중합 단위 10 중량부 내지 50 중량부를 포함하는 점착성 중합체를 포함하는 점착제층을 포함하는 도전성 적층체.
  2. 제 1 항에 있어서, 기재층은 유리 기판, 폴리에스테르 필름, 아크릴 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리아미드 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름 및 폴리올레핀 필름으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 도전성 적층체.
  3. 제 1 항에 있어서, 도전성층은 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트, 주석, 산화 인듐, 산화 주석, 산화 티탄, 산화 카드뮴 및 요오드화 구리로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 도전성 적층체.
  4. 제 1 항에 있어서, 제 1 단량체는 탄소수 1 내지 6 이하의 분지쇄 또는 직쇄 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트인 도전성 적층체.
  5. 제 1 항에 있어서, 제 2 단량체는 유리전이온도가 80℃ 내지 300℃의 범위 내에 있는 단독 중합체를 형성할 수 있는 것인 도전성 적층체.
  6. 제 1 항에 있어서, 제 2 단량체는 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트; N-알케닐포름아미드; (메타)아크릴아미드; N-알킬 (메타)아크릴아미드; N,N-디알킬 (메타)아크릴아미드; N,N-디아릴 (메타)아크릴아미드; 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트; 포화 또는 불포화 고리형 탄화수소기를 가지는 (메타)아크릴레이트; 또는 방향족기를 가지는 (메타)아크릴레이트; 및 스티렌으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 도전성 적층체.
  7. 제 1 항에 있어서, 점착성 중합체는 질소를 고리 구성 원자로 포함하는 고리 구조를 포함하는 제 3 단량체의 중합 단위 1 중량부 내지 20 중량부를 추가로 포함하는 도전성 적층체.
  8. 제 7 항에 있어서, 제 3 단량체는 하기 화학식 1로 표시되는 도전성 적층체:
    [화학식 1]
    Figure pat00002

    화학식 1에서 R은 수소 원자 또는 중합성 관능기이거나, L과 N이 이중 결합으로 연결되는 경우에는 존재하지 않고, L은 하나 이상의 산소 원자 또는 질소 원자를 포함할 수 있으며, 하나 이상의 중합성 관능기로 치환되어 있을 수 있는 알킬렌기 또는 알케닐렌기이고, 상기 알킬렌기 또는 알케닐렌기의 탄소 원자 중 하나 이상은 카보닐 그룹을 형성할 수 있으며, 상기 알킬렌기 또는 알케닐렌기는 각각 독립적으로 알킬기 또는 알케닐기로 치환될 수 있고, 화학식 1의 화합물은 하나 이상의 중합성 관능기를 포함한다.
  9. 제 7 항에 있어서, 질소를 고리 구성 원자로 포함하는 고리 구조는 모르폴린, 피롤리돈, 옥사졸린, 카프로락탐 및 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 도전성 적층체.
  10. 제 8 항에 있어서, 중합성 관능기는 비닐, 아크릴로일 및 이소프로페닐로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 도전성 적층체.
  11. 제 7 항에 있어서, 제 3 단량체는 4-아크릴로일모르폴린, 1-비닐-2-피롤리돈, 2-이소프로페닐-2-옥사졸린, N-비닐카프로락탐 및 1-비닐 이미다졸로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 도전성 적층체.
  12. 제 1 항에 있어서, 점착성 중합체는 중량평균분자량이 30만 내지 250만의 범위 내에 있는 도전성 적층체.
  13. 제 1 항에 있어서, 점착성 중합체는 유리전이온도가 -80℃ 내지 30℃의 범위 내에 있는 도전성 적층체.
  14. 제 1 항에 있어서, 점착성 중합체는 가교성 단량체의 중합 단위 1 중량부 내지 30 중량부를 추가로 포함하는 도전성 적층체.
  15. 제 1 항에 있어서, 점착제층은 점착성 중합체를 가교시키는 가교제를 추가로 포함하는 도전성 적층체.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항의 도전성 적층체를 포함하는 터치 패널.
KR1020150038156A 2014-03-21 2015-03-19 도전성 적층체 KR101704174B1 (ko)

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