KR20160045199A - 터치패널용 고굴절률 점착필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 고굴절률 나노입자를 포함한 (메타)아크릴계 공중합체 점착수지 조성물로 형성되되, 상기 점착제 조성물의 굴절률이 1.49 이상이고, 1.70 미만인 터치패널용 고굴절률 점착필름을 제공한다. 본 발명에 따르는 점착필름은 각종 기재에 우수한 접착성을 가지며, 투명성 및 내구성이 뛰어나고, 특히, 미립자 첨가를 통한 굴절률이 조절된 수지 조성물로 인해 터치스크린을 구성하는 각종 기재간의 굴절률 차를 최소화하여 반사율을 최소화함으로써 시인성 소진을 최대한 제거할 수 있다.

Description

터치패널용 고굴절률 점착필름{Adhesive Film Having High Refractive Index For Touch Screen Panel}
본 발명은 점착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 기재에 우수한 접착성을 가지며, 투명성 및 내구성이 뛰어나고, 특히, 고 굴절률 나노입자 첨가를 통한 굴절률이 증가된 수지 조성물로 인해 터치스크린을 구성하는 각종 기재간의 굴절률 차를 최소화하여 반사율을 최소화함으로써 시인성을 개선시킨 표시장치를 제공할 수 있는 정전용량 방식의 터치패널용 고굴절률 점착필름에 관한 것이다.
광학용 표시소자인 터치스크린 패널(이하, `터치패널`이라고 함)은 통상 액정 디스플레이 등의 FPD(플랫 패널 디스플레이)나 CRT(브라운관)의 표시면 측에 형성되고, 액정 표시장치와 좌표축을 즉석에서 인식하여 입력을 실시하는 디바이스의 조합이고, 액정 표시장치 및 소프트웨어와 조합하는 것으로 다양한 조작성을 실현할 수 있다.
터치패널은 화상표시 방식의 트렌드로서, 특히 정전용량 방식의 터치패널이 널리 사용되고 있다. 두 개의 전도성 ITO(Indium Tin Oxide)층으로 구성된 정전용량 방식은 상하 전극간의 물리적 접촉이 아닌 전자기적 변화를 통해 신호를 검출하는 방식으로 스마트폰 이전의 핸드폰은 저항막 방식의 터치스크린 패널을 주로 사용하였지만, 현재는 반응속도가 빠른 정전용량 방식을 채택하고 있다.
통상적으로 LCD의 경우 커버렌즈(cover lens)나 터치센서를 패널의 가장자리에서 양면 점착 테이프(double-sided adhesive tape)을 이용해 패널간 공기층(Air Gap)을 남기고 모듈상에 접착하게 되는데 이러한 공기층은 굴절률 차를 일으켜 빛의 반사율을 증대시켜 시인성이 저하되는 문제가 발생하게 된다. 따라서 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 시도된 것은, 터치 패널을 양면 점착 테이프로 직접 액정 표시장치 모듈에 접착시켜 터치 패널과 표시장치모듈 간의 공기층을 제거하여 표시장치의 시인성을 높이는 기술을 채택하고 있다.
종래 터치패널 표시장치의 일례로서, 점착제층은 상이한 굴절률을 가지는 두 기재, 예를 들어 도전층이 코팅된 유리 혹은 플라스틱 기재와 액정표시장치의 플라스틱 기재 사이에 위치하게 된다. 각 층간의 상이한 굴절률(유리기판: 1.51, ITO 도전층: 1.9 내지 2.0, 플라스틱 기재: 1.46 내지 1.49, 하드코팅 기재: 1.48 내지 1.5, 폴리에스터 필름: 1.65) 차이로 인해, 특히 도전층이 하부에 코팅된 기재와 점착제층이 접합된 구조, 터치 패널 표시장치의 상부에 도달한 빛의 반사가 커져 표시장치의 시인성이 크게 저하가 되는 문제가 발생하고 있다.
따라서, 이러한 표시장치의 시인성을 향상시키기 위해서 일반적인 점착제의 굴절률인 1.48 보다 높으면서 각종 기재간의 우수한 접착성을 가지며, 투명성 및 내구성이 뛰어난 점착필름 개발 기술이 요구된다.
종래 위와 같은 시인성 문제가 개선된 점착수지 조성물 및 점착 필름에 관한 기술이 소개되었다. 예를 들어, 특허문헌 1에서는 2개 이상의 방향족기를 갖는 모노머를 함유하는 단량체를 20중량부 이상 혼합으로 아크릴계 공중합체를 제조하여 굴절률을 증가시킨다고 하였다. 그러나 방향족기의 수가 2개 이상이고, 20%이상 함유하게 되면 내습열이나 내-UV 신뢰성 평가시 황변을 유발하여 광특성이 중요한 터치패널에서는 적당하지 않다. 또한, 특허문헌 2에서는 타이타늄계 나노입자를 안정적으로 분산하여 굴절률과 접착력이 우수한 점착제 조성을 제공하여 광학부재 및 기재와의 굴절률 차이를 줄이고자 하였다. 그러나 타이타늄계 나노입자로 한정되어 있고, 첨가하는 함량이 150 내지 600 중량부의 과량을 포함하여 접착력이 크게 저하되어 기재 접착신뢰성이 중요한 터치패널에는 부적당하다. 이에, 특허문헌 3에서는 지르코늄카르복시에틸아크릴레이트를 사용하여 점착수지와의 반응을 하여 신뢰성을 높이고, 굴절률도 높이고자 하였다. 그러나 반응을 위해 혼합할 수 있는 수지의 함량이 제한되어 있고, 일반적으로 측정하는 굴절률 측정 파장대인 523nm, 632nm에서는 굴절률의 증가도 제한적이었다.
일반적으로 알려진 수지 굴절률을 조절하는 방법으로는 방향족 단량체(예를 들어, 스티렌 단량체)를 수지 단량체와 공중합을 하여 수지의 굴절률을 조절할 수 있으나, 유리전이 온도가 상승하여 수지 전체의 유리전이 온도를 조절하기 어려우며, 또한 고온/고습 등의 가혹 조건에서 황변이 발생하여 점착제의 투명성을 저해할 수 있는 문제점이 있다.
본 발명은 위와 같은 문제를 고려하여 최적화된 점착수지 조성물 및 점착 필름을 제공하고자 하는 것에 관한 것이다.
한국 공개특허번호 제10-2014-0046366호 한국 공개특허번호 제10-2013-0131310호 한국 공개특허번호 제10-2012-0012706호
본 발명의 목적은 터치스크린 패널용 각종 기재에 우수한 접착성을 가지며, 투명성 및 내구성이 뛰어나고, 특히, 미립자 첨가를 통한 굴절률이 조절된 수지 조성물로 인해 터치스크린을 구성하는 각종 기재간의 굴절률 차를 최소화할 수 있는 터치스크린 패널용 고굴절률 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 터치스크린 패널용 고굴절률 점착필름은 고굴절률 나노입자를 포함한 (메타)아크릴계 공중합체 점착수지 조성물로 형성되되, 상기 점착제 조성물의 굴절률이 1.49 이상이고, 1.70 미만인 것을 특징으로 한다.
상기 점착수지 조성물은 (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여, (b) 다관능 (메타)아크릴레이트 0.1∼3 중량부, (c) 광중합 개시제 0.01~1.0 중량부, 및 (d) 고굴절률 나노입자 1∼50 중량부를 포함한다.
상기 점착수지 조성물 중 (d) 고굴절률 나노입자는 평균입경이 20~100nm인 것이 바람직하다.
상기 고굴절률 나노입자는 산화 티탄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 산화 마그네슘, 지르코늄 티탄산염, 규산 지르코늄, 스트론륨 티탄산염, 알류미늄 티탄산염, 실리콘 페라이트, 니켈 페라이트, 코발트 페라이트, 탄산 바륨, 탄화규소, 탄화이트륨, 규산 마그네슘, 황산 아연, 황산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것이 바람직하다.
상기 점착수지 조성물 중 (a) 아크릴계 공중합체는 1 내지 18개의 탄소원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체; 또는 지환족 탄화수소기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체;에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 공중합한 것일 수 있다.
상기 점착수지 조성물 중 (b) 다관능 (메타)아크릴레이트가 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 알릴 (메타)아크릴레이트, 비닐(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에폭시아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것이 바란직하다.
상기 점착수지 조성물 중 (c) 광중합 개시제가 벤조인 에테르 광중합 개시제, 아세토페논 광중합 개시제, α-케톨 광중합 개시제, 방향족 술포닐 클로라이드 광중합 개시제, 광활성 옥심 광중합 개시제, 벤조인 광중합 개시제, 벤질 광중합 개시제, 벤조페논 광중합 개시제, 케탈 광중합 개시제 및 티오크산톤 광중합 개시제로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것이 바람직하다.
상기 점착필름의 두께는 30~300 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 투명 점착수지 조성물은 중량평균분자량이 50만~200만인 것이 바람직하다.
상기 점착필름은 헤이즈가 5% 이내, 전광선 투과율이 90% 이상 및 반사율이 5% 이내인 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 각종 기재에 우수한 접착성을 가지며, 투명성 및 내구성이 뛰어나고, 특히, 미립자 첨가를 통한 굴절률이 조절된 수지 조성물로 인해 터치스크린을 구성하는 각종 기재간의 굴절률 차를 최소화하여 반사율을 최소화함으로써 시인성 소진을 최대한 제거한 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 고굴절률 점착필름의 예시적인 사용상태를 설명하는 모식도이다.
본 발명에 따르는 정전용량 방식의 터치패널용 고굴절률 점착필름은 고굴절률 나노입자를 포함한 (메타)아크릴계 공중합체 점착수지 조성물로 형성되되, 상기 점착제 조성물의 굴절률이 1.49 이상이고, 1.70 미만인 것을 특징으로 한다. 상기 조성물의 굴절률은 더욱 바람직하게는 1.49 이상 1.56 미만이다. 점착수지 조성물의 굴절률이 1.49 미만의 경우, ITO 도전층이 코팅된 기재와의 굴절률차가 커져 표시장치의 시인성이 크게 저하되고, 1.70 이상의 경우, 수지 조성물의 점착물성을 조절하기 어려워져 점착필름의 내구성 또는 신뢰성을 확보하기 어려울 수 있다.
이상의 물성을 충족하는 정전용량 방식의 터치패널용 저유전 점착필름은 다음의 점착수지 조성물을 이용하여 얻어질 수 있다:
(a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여,
(b) 다관능 (메타)아크릴레이트 0.1∼3 중량부,
(c) 광중합 개시제 0.01~1.0 중량부, 및
(d) 고굴절률 나노입자 1∼50 중량부.
이하, 상기 점착수지 조성물을 성분별로 설명한다.
본 발명의 점착수지 조성물 중 기본수지인 (a) 아크릴계 공중합체는 아크릴 단량체, 구체적으로는 1 내지 18개의 탄소원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체; 또는 지환족 탄화수소기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체;에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 공중합한 것이다.
상기 아크릴계 단량체는 예를 들어, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 시클로펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 미리스틸 (메타)아크릴레이트, 팔미틸 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 또는 아크릴로 니트릴로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상의 혼합형태일 수 있다. 상기 아크릴 단량체들은 비닐아세테이트 또는 스티렌을 포함하는 비닐 단량체와 공중합될 수 있다.
한편, 상기 아크릴 단량체들은 극성관능기 함유 아크릴 단량체들, 예를 들어, 수산기, 아미노기, 카르복실기, 헤테로시클릭기 등를 함유하는 (메타)아크릴산으로부터 유도된 단량체들과 공중합될 수 있다. 수산기 함유 단량체는 예를 들어, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 클로로-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 하이드록시 부틸 (메타)아크릴레이트 등이고, 아미노기를 함유하는 단량체들, 예를 들어 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트 등이며, 카르복실기를 함유하는 단량체들, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, β-카르복시에틸 아크릴레이트 등이 있다.
점착수지 조성물 중 (b) 다관능 (메타)아크릴레이트로 바람직하게는 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 알릴 (메타)아크릴레이트, 비닐(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에폭시아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용한다.
또한, 상기 점착수지 조성물 중 (b) 다관능 (메타)아크릴레이트는 (메타)아크릴레이트로 구성된 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 3중량부, 더욱 바람직하게는 0.3 내지 1 중량부의 비율로 함유된다. 상기에서 다관능이라 함은 아크릴레이트 비닐 작용기가 한 분자 내에 2개 이상인 아크릴레이트를 포함하는 것으로, 점착수지 조성물에서 다관능 작용기를 통해 네트워크를 형성하여 경화구조를 만든다.
이때, (b) 다관능 (메타)아크릴레이트의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 기본수지인 아크릴 공중합체에 단량체와의 반응이 잘 이루어지지 못하여 경화구조를 잘 형성하지 못하고 점착필름의 내부 응집력을 강하게 만들 수가 없다. 반면에, 3 중량부를 초과하면, 점착필름 구조 내 경화가 지나치게 형성되어 점착특성에 저해되기 때문에 기재간의 결합을 안정적으로 유도하지 못한다.
본 발명의 점착수지 조성물 중 (c) 광중합 개시제는 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.5 중량부를 포함한다.
(c) 광중합 개시제는 광 특히, 자외선의 일정에너지 이상을 받으면 라디칼을 형성하여 중합 또는 경화의 시작을 유도하는 역할을 한다. 상기 (c) 광중합 개시제의 함량이 0.01 중량부 미만이면, 생성되는 라디칼의 수가 적어서 라디칼의 반응성을 지속시키기 위해서는 자외선 조사시간을 길게 해야 하며, 라디칼에 의해서 생성된 구조물은 충분한 사슬의 길이와 경화구조를 형성하나 반응에 참여하지 못하는 단량체를 포함할 수 있어 바람직하지 않다. 반면에, 광중합 개시제가 1.0 중량부를 초과하면, 다량의 라디칼이 생성되어 내구성이 좋은 긴 사슬과 경화구조를 형성시키지 못하며, 라디칼이 잔류하여 점착필름을 변색시키거나 미반응 광중합 개시제에 의해 기포를 발생하므로 신뢰성 측면에서 바람직하지 않다.
상기 (c) 광중합 개시제의 일례로는 벤조인 에테르 광중합 개시제, 아세토페논 광중합 개시제, α-케톨 광중합 개시제, 방향족 술포닐 클로라이드 광중합 개시제, 광활성 옥심 광중합 개시제, 벤조인 광중합 개시제, 벤질 광중합 개시제, 벤조페논 광중합 개시제, 케탈 광중합 개시제 및 티오크산톤 광중합 개시제로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용하는 것이다.
또한, 상기 점착수지 조성물은 중량평균분자량 50만 내지 200만 범위 내로 설계된다. 이때, 점착수지의 조성물의 중량평균분자량이 50만 미만이면, 자외선 중합 및 경화 후 점착필름의 구조 내에 사슬 구조가 단순하고, 길이가 짧아지기 때문에 신뢰성에서 기포 발생이나 내구성 저하에서 발생되는 변색의 원인이 되며, 반면에, 중량평균분자량이 200만을 초과하면, 점착필름 제조 시 점착수지 조성물의 점도가 너무 높아서 제조에 필요한 적정 점도를 맞추기 위해 다량의 단량체의 희석이 필요하며, 이에 따라 자외선 중합 및 경화시 높은 에너지를 필요로 하거나 반응하지 않은 단량체가 잔류할 수 있다. 이는 신뢰성 평가시 기포를 발생시키는 원인이 되므로 바람직하지 않다. 따라서, 본 발명의 정전용량 방식의 터치패널용 유전 점착수지 조성물의 중량평균 분자량은 50만 내지 200만, 더욱 바람직하게는 60만 내지 100만이다.
본 발명의 점착수지 조성물 중 고굴절률 특성을 구현하는 나노입자는 평균입경이 20nm 내지 100nm, 더욱 바람직 하게는 평균입자가 50nm 내지 100nm인 것을 특징으로 한다. 이때 평균입경이 20nm 미만인 경우는 점착수지 조성물내 분산이 어려워 고굴절률을 구현할 수 있으나 광투과율을 저해할 수 있고, 입경이 100nm를 초과하면 입경 크기로 인해 잘 분산을 하여도 가시광선의 광투과율을 저해할 수 있다.
고굴절률 나노입자는 산화 티탄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 산화 마그네슘, 지르코늄 티탄산염, 규산 지르코늄, 스트론륨 티탄산염, 알류미늄 티탄산염, 실리콘 페라이트, 니켈 페라이트, 코발트 페라이트, 탄산 바륨, 탄화규소, 탄화이트륨, 규산 마그네슘, 황산 아연, 황산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 혼합형태인 것을 포함한다.
상기 고굴절률 나노입자의 함량은 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 1~50중량부의 비율인 것이 바람직하다. 나노입자의 함량이 1중량부에 이르지 못하면 굴절률 변화율이 미미하여 굴절률 개선이 되지 못하고, 50중량부를 초과하면 굴절률의 상승을 도모할수 있으나 점착물성이 저하되어 신뢰성을 만족할 수가 없다.
또한, 본 발명의 정전용량 방식의 터치패널용 고굴절률 점착필름은 두께가 30 내지 300 ㎛인 것을 특징으로 하며, 더욱 바람직하게는 50 내지 175㎛로 형성되는 것이다. 이때, 점착제층의 두께가 30 ㎛미만일 경우, 점착필름과 기재 사이의 공기층을 메우기 어려우며, 300 ㎛ 초과하게 되면, 점착제층의 기포, 이물 등의 유입 가능성이 높아진다.
또한, 상기 점착필름은 기본적인 디스플레이의 광특성을 만족해야 하므로 헤이즈가 5% 이내, 전광선 투과율이 90% 이상 및 반사율이 5% 이내인 것을 특징으로 하며, 광학 및 점착물성과 더불어 고온 고습하에서의 신뢰성을 구현한다.
상기 조성 이외에, 본 발명의 점착수지 조성물에는 전도성 유ㆍ무기입자, 유ㆍ무기염 또는 이온성 물질에서 선택되는 대전방지제 1종 이상을 더 함유할 수 있으며, 비유전율을 달리하여 동일 두께에서 정전용량의 값을 변화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에서 점착신뢰성과 비유전율 제어를 향상시키기 위해 아크릴계 점착제의 단량체 이외에도 통상 첨가제로서 점착력 부여제, 가소제, 대전방지제, 계면활성제, 산화방지제, 발포제, 소포제, 보강제, 조색제, 충진재로 사용되는 화합물에서 선택되는 단독 또는 2종 이상이 혼합된 화합물을 더 사용할 수 있다.
본 발명에 따르는 점착필름은 일면에 경박리 이형필름, 타면에 중박리 이형필름이 부착된 형태의 양면점착테이프 형태로 제작될 수 있으며, 양면점착테이프 나머지 구성과 제작방법은 당업계 공지의 기술이 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명에 따르는 고굴절률 점착필름의 예시적인 사용상태를 설명하는 모식도로서, 도 1에서, 상기 양면점착테이프 형태로 제작된 점착필름은 사용시에 양면의 이형필름이 제거된 상태에서, 점착필름(2)은 상이한 굴절률을 가지는 두 기재, 예를 들어 도전층이 코팅된 유리 혹은 플라스틱 기재(1)와 액정표시장치의 플라스틱 기재(3) 사이에 위치하여 양자를 접착하게 된다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
단계 1 : 투명 점착수지 제조
투명 점착수지 제조를 위해, 질소 가스가 환류되고, 온도 조절이 가능한 반응기에, 에틸헥실 아크릴레이트(EHA) 55 중량부; 이소보닐 아크릴레이트(IBOA) 15 중량부; 및 히드록시에틸 아크릴레이트(HEA) 30중량부를 투입하고 광개시제(Irgacure 651, Ciba specialty chemicals) 1 중량부를 넣고 20분간 광중합 후, 반응기에 공기를 주입하여 개시제를 불활성시켜 반응을 종료하여 부분 중합시킴으로써 점도가 2000 cps인 수지 시럽을 얻었다. 상기 부분 중합된 아크릴계 수지의 중량평균분자량은 100만이다.
단계 2 : 투명 점착수지 제조
상기 단계 1에서 제조된 기본 수지인 (a) 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, (b) 다관능 (메타)아크릴레이트인 헥산디올 디(메타)아크릴레이트 0.5 중량부를 투입하고, (c) 광개시제(Irgacure 184, Ciba specialty chemicals) 0.3 중량부를 투입하고, (d) 고굴절률 나노입자로서 평균입경이 70nm인 산화 지르코늄 (이시하라산업, 굴절률 2.13) 10 중량부를 배합하여 점착수지 조성물을 제조하고 점도가 2500 내지 3000 cps인 수지 코팅액을 제조하였다. 제조된 코팅액을 이형처리된 75 ㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름에 점착제 두께 100 ㎛ 되도록 코팅한 후 UV 경화기를 이용하여 5분간 조사하여 경화된 점착 필름을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1의 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, (d) 평균입경이 70nm인 산화 지르코늄 40 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실시예 3>
상기 실시예 1의 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, (d) 평균입경이 50nm인 산화 티탄(이시하라산업, 굴절률 1.9) 20 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1의 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, (d) 평균입경이 70nm인 산화 지르코늄 0.5 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1의 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, (d) 평균입경이 70nm인 산화 지르코늄 60 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 3>
상기 실시예 1의 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, (d) 평균입경이 300nm인 산화 지르코늄(이시하라산업, 굴절률 2.13) 10 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 4>
상기 실시예 1의 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, (d) 평균입경이 10nm인 산화 지르코늄(이시하라산업, 굴절률 2.13) 10 중량부를 첨가하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
구분 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3		 비교예
4
아크릴 공중합체 함량 100 100 100 100 100 100 100
다관능 (메타)아크릴레이트 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
광중합 개시제 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
고굴절률 나노입자 산화 지르코늄
(평균입경 70nm)		 10 40 0.5 60
산화 티탄 20
산화 지르코늄
(평균입경 300nm)		 10
산화 지르코늄
(평균입경 10nm)		 10
<실험예>
1. 박리력 측정
점착수지 조성물로 제조된 점착 필름 일면을 SUS면에 부착하여, 무게 2kgf/cm 의 압력으로 합지한 후, 30분간 방치하였다. 박리 속도 300 mm/min 및 22 ℃에서 기판에 대한 180도 박리력을 측정하였다.
2. 전광선 투과율 및 헤이즈 측정
점착 필름을 분광광도계(니뽄덴쇼쿠 제품, NDH2000 모델)를 사용하여 전광선 투과율 및 헤이즈를 측정하였다.
3. 굴절률 측정
점착수지층의 굴절률을 아베 굴절계(Abbe refractometer)를 이용하여 측정하였다.
4. 최저반사율 측정
점착필름을 시마즈 제품의 분광 광도계 UV3600을 사용해서 측정을 수행하였다. 점착수지 조성물로 제조된 점착필름 일면에 ITO 도전층이 코팅된 플라스틱 필름에 부착하고 ITO 도전층의 반대면에는 흑색도료를 도포하여, 이면으로부터의 반사를 완전히 없앤 상태로 하고, 점착제층과 ITO 도전층, 점착제층과 공기 측 표면에 대하여 입사광 각도 5°로 측정하였다. 또한, 여기에서의 최저반사율은 계면에서의 반사광이 상쇄 또는 보강 간섭에 의해 측정되며 가시광선 파장영역(380-780nm)에 있어서의 최소값을 나타낸다.
5. 내구성 평가
점착수지 조성물로 제조된 점착필름 일면에 ITO 도전층이 코팅된 플라스틱 필름에 부착하고, 다른 쪽 면에는 유리에 부착되도록 시편을 제조하였다. 이 시편을 85℃ 및 85% 상대습도의 항온항습기에 5일간 방치 후, 기포, 들뜸 또는 박리발생 여부를 관찰하여 내구성을 평가하였다.
(내구성 평가 기준)
○: 들뜸, 박리 또는 기포의 발생이 없음
△: 들뜸, 박리 또는 기포의 발생이 소량 있음
Ｘ: 들뜸, 박리 또는 기포의 발생이 많이 있음
구분 박리력
(gf/in)		 투과율
(%)		 헤이즈
(%)		 반사율
(%)		 내구성 굴절률
실시예1 1950 92.5 0.6 1.4 ○ 1.542
실시예2 1767 91.0 1.1 1.0 ○ 1.663
실시예3 1843 92.1 0.7 1.2 ○ 1.553
비교예1 2235 92.6 0.5 6.4 ○ 1.481
비교예2 320 87.6 7.5 0.8 Ｘ 1.718
비교예3 2004 88.5 6.7 1.7 △ 1.546
비교예4 1946 89.1 5.3 2.1 Ｘ 1.544
글라스의 전광선 투과율 91.2%, Haze 0.3%
상기 표 2에서 확인할 수 있는 바와 같이, 굴절률이 1.49 이상 1.70 미만인 경우 반사율이 낮아지면서 시인성 저해와 광손실이 최소가 되고, 고굴절률 나노입자의 평균입경과 함량을 조절하면서 광투과율을 유지하면서 굴절률을 제어할 수 있음을 확인하였다.
구체적으로는 고굴절률 나노입자가 지나치게 소량으로 들어간 비교예 1의 경우 점착필름의 물성은 만족하나 반사율이 높아서 광특성 개선을 하지 못하였고, 과량으로 들어간 비교예 2의 경우는 반사율이 낮아져서 크게 개선이 되었지만 광투과율과 박리력이 저하됨을 확인하였다.
또한 고굴절률 나노입자 평균입경이 100nm를 초과하는 비교예 3의 경우 나노입자 자체로 광특성을 저해하여 투과율이 떨어지고, 헤이즈가 상승함을 확인하였다. 반면에 평균입경이 20nm 미만인 비교예 4의 경우는 굴절률은 상승하나 분산이 되지 못하여 투과율이 떨어지고 헤이즈가 상승함을 확인하였다.
이상의 결과로부터, 점착수지 조성물에서 아크릴 공중합체의 기본 수지 100 중량부에 대하여, 20nm 내지 100nm인 고굴절률 나노입자의 1 내지 50 중량부의 혼합을 통하여 굴절률 1.49 이상 1.70 미만으로 제어할 수 있음을 확인하였다.
또한, 점착수지 조성물에서 아크릴 공중합체의 기본 수지 100 중량부에 대하여, 다관능 (메타) 아크릴레이트 0.1∼3 중량부와 광중합 개시제 0.01∼1.0 중량부로 함량을 최적함으로써, 점착물성 및 내구성을 충족하고, 반사율을 감소시켜 광특성이 개선된 정전용량 방식의 터치패널용으로 적합한 점착수지 조성물을 제공하고, 그를 이용하여 성능이 향상된 고굴절률 점착필름을 제공하였다.
본 명세서에서는 본 발명자들이 수행한 다양한 실시예 가운데 몇 개의 예만을 들어 설명하는 것이나 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고, 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
1 : ITO 도전층이 코팅된 유리 또는 플라스틱 기판
2 : 점착필름
3 : 액정 표시장치의 플라스틱 기판

Claims (11)

  1. 고굴절률 나노입자를 포함한 (메타)아크릴계 공중합체 점착수지 조성물로 형성되되, 상기 점착제 조성물의 굴절률이 1.49 이상이고, 1.70 미만인 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 점착수지 조성물은 다음을 포함하는 것을 특징으로 하는 고굴절률 점착필름:
    (a) 아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여,
    (b) 다관능 (메타)아크릴레이트 0.1∼3 중량부,
    (c) 광중합 개시제 0.01~1.0 중량부, 및
    (d) 고굴절률 나노입자 1∼50 중량부.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 점착수지 조성물 중 (d) 고굴절률 나노입자는 평균입경이 20~100nm인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 고굴절률 나노입자는 산화 티탄, 산화 아연, 산화 지르코늄, 산화 마그네슘, 지르코늄 티탄산염, 규산 지르코늄, 스트론륨 티탄산염, 알류미늄 티탄산염, 실리콘 페라이트, 니켈 페라이트, 코발트 페라이트, 탄산 바륨, 탄화규소, 탄화이트륨, 규산 마그네슘, 황산 아연, 황산 바륨으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  5. 제2항에 있어서, 상기 점착수지 조성물 중 (a) 아크릴계 공중합체는 1 내지 18개의 탄소원자를 갖는 선형 또는 분지형 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체; 또는 지환족 탄화수소기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체;에서 선택되는 단독 또는 2종 이상을 공중합한 것임을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  6. 제5항에 있어서, 상기 (메타)아크릴레이트 단량체는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 시클로펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 미리스틸 (메타)아크릴레이트, 팔미틸 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트 또는 아크릴로 니트릴로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  7. 제2항에 있어서, 상기 점착수지 조성물 중 (b) 다관능 (메타)아크릴레이트가 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 디(메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 테트라메틸올메탄 트리(메타)아크릴레이트, 알릴 (메타)아크릴레이트, 비닐(메타)아크릴레이트, 디비닐벤젠, 에폭시아크릴레이트 및 폴리에스테르 아크릴레이트 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  8. 제2항에 있어서, 상기 점착수지 조성물 중 (c) 광중합 개시제가 벤조인 에테르 광중합 개시제, 아세토페논 광중합 개시제, α-케톨 광중합 개시제, 방향족 술포닐 클로라이드 광중합 개시제, 광활성 옥심 광중합 개시제, 벤조인 광중합 개시제, 벤질 광중합 개시제, 벤조페논 광중합 개시제, 케탈 광중합 개시제 및 티오크산톤 광중합 개시제로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  9. 제2항에 있어서, 상기 점착필름의 두께가 30 내지 300 ㎛인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  10. 제2항에 있어서, 상기 투명 점착수지 조성물이 중량평균분자량이 50만 내지 200만인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
  11. 제2항에 있어서, 상기 점착필름은 헤이즈가 5% 이내, 전광선 투과율이 90% 이상 및 반사율이 5% 이내인 것을 특징으로 하는 터치패널용 고굴절률 점착필름.
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