KR20170108188A - 터치패널용 투명 점착제 - Google Patents

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Abstract

터치패널용 투명 점착제에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 투명 점착제는 폴리에테르계 폴리올에 알킬렌 옥사이드가 포함된 (메타)아크릴레이트 올리고머, 혼합 모노머, 가소제 및 광개시제를 포함하고, 상기 혼합 모노머는 히드록시기를 갖는 모노머, 카르복실기를 갖는 모노머, 질소를 함유하는 관능기를 갖는 모노머 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치패널용 투명 점착제{CLEAR ADHESIVES FOR TOUCH PANEL}
본 발명은 투명 점착제에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고유전율을 갖는 투명 점착제에 관한 것이다.
광학용 표시소자인 터치스크린 패널(TSP, Touch Screen Panel)은 액정 디스플레이 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)나 브라운관(CRT)의 측면에 형성된다. 커버 패널(유리 또는 플라스틱)과 도전성 필름(ITO 등이 코팅된 필름)의 적층 구조를 갖는 터치스크린 패널에서는 손가락 접촉에 의한 정전용량이 터치스크린 패널의 센싱부에 전달된다. 이때, 터치스크린 패널에 사용되는 점착제는 터치 성능 향상을 위해 일정한 값의 유전율이 요구된다.
최근, 터치스크린 패널의 구조가 LCD(Liquid Crystal Display) 셀 내부에 터치기능이 포함된 In-cell 구조로 변화함에 따라, 기존 On-cell 구조를 갖는 터치스크린 패널에 대비하여, 두께와 무게가 대략 20% 감소하는 효과가 있다.
그러나, In-cell 구조를 갖는 터치스크린 패널의 경우, 터치 센서로부터 커버 패널까지의 거리가 멀어지게 되고, 커버 패널로 유리 대신 플라스틱을 사용하는 경우 터치 성능이 저하되는 문제점이 있다.
따라서, 유전율이 높은 광학용 투명 점착제가 요구되고 있다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제 10-2014-0046366호(2014.04.18. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 점착 필름, 이를 위한 점착제 조성물 및 이를 포함하는 디스플레이 부재가 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 6 이상의 유전율을 갖는 터치패널용 투명 점착제를 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 투명 점착제는 폴리에테르계 폴리올에 알킬렌 옥사이드가 포함된 (메타)아크릴레이트 올리고머, 혼합 모노머, 가소제 및 광개시제를 포함하고, 상기 혼합 모노머는 히드록시기를 갖는 모노머, 카르복실기를 갖는 모노머, 질소를 함유하는 관능기를 갖는 모노머 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 알킬렌 옥사이드 20~70mol%를 포함할 수 있다.
상기 투명 점착제는 (메타)아크릴레이트 올리고머 30~60중량%, 혼합 모노머 10~30중량%, 가소제 10~50중량% 및 광개시제 0.1~1중량%를 포함할 수 있다.
상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리펜틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리헥사메틸렌글리콜, 폴리헵타메틸렌글리콜 및 폴리데카메틸렌글리콜 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제 및 아미노 케톤계 개시제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 투명 점착제는 자외선 안정제, 보강제 및 소포제 중 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 투명 점착제는 첨가제 0.1~5중량%를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 투명 점착제는 터치패널과 커버 글래스 사이에 적용되어 gap-filling 용도로 사용될 수 있다.
또한, 올리고머, 모노머 및 가소제의 함량을 조절함으로써, 6 이상의 유전율을 갖는 투명 점착제를 제공할 수 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 투명 점착제에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 투명 점착제는 액상 타입의 투명 점착제로, 도전성 필름 및 투명 기재 필름 등의 적층 구조를 갖는 터치스크린 패널에 적용되어 gap-filling용도로 사용될 수 있다. 또한, 6 이상의 유전율을 가짐으로써, 커버 글래스가 플라스틱으로 대체되는 경우 유전율 하락으로 인한 터치 성능의 변화에 대응할 수 있다.
본 발명의 투명 점착제는 (메타)아크릴레이트 올리고머 30~60중량%, 혼합 모노머 10~30중량%, 가소제 10~50중량% 및 광개시제 0.1~1중량%를 포함한다.
상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 겔(gel) 형태로 존재하며, 폴리에테르계 폴리올에 알킬렌 옥사이드가 부가된 형태를 갖는다.
폴리에테르계 폴리올은 에테르 결합(-O-)으로 연결된 고분자 화합물인 폴리에테르에 다가 알코올인 폴리올이 결합되어 있는 화합물이다. 폴리에테르계 폴리올은 응집력 및 유연성이 우수하며, (메타)아크릴레이트 올리고머에 포함되는 경우, 우수한 경화 특성 및 점착 성능을 제공한다.
상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리펜틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리헥사메틸렌글리콜, 폴리헵타메틸렌글리콜, 폴리데카메틸렌글리콜 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 알킬렌 옥사이드는 아크릴레이트와 혼화성을 증진시켜 점착제의 헤이즈를 감소시키는 역할을 한다. 또한, 점착력을 유지할 수 있게 하여, 점착제의 내구성을 향상시킬 수 있다. 알킬렌 옥사이드에는 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드, 스티렌 옥사이드 등이 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 폴리에테르계 폴리올 30~80mol%를 포함하고, 알킬렌 옥사이드 20~70mol%를 포함하는 것이 바람직하다.
알킬렌 옥사이드가 20mol% 미만으로 포함되는 경우, 투명 점착제의 유전율을 6 이상으로 상승시키기 어려운 문제점이 있다. 반대로 70mol%를 초과하는 경우, 점착제에 포함되는 성분과의 상용성을 확보하기 힘들며, 목표로 하는 점착력을 나타내기 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 투명 점착제는 알킬렌 옥사이드가 포함된 (메타)아크릴레이트 올리고머를 30~60중량% 포함함으로써, 유전율이 높을 뿐만 아니라, 점착 성능이 우수한 효과가 있다.
혼합 모노머는 전기음성도가 높은 관능기를 갖는 모노머, 즉, 히드록시기를 갖는 모노머, 카르복실기를 갖는 모노머, 질소를 함유하는 관능기를 갖는 모노머 중 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 혼합 모노머는 친수성 관능기를 갖는 모노머로서, 아크릴레이트 올리고머와 혼합되어 투명 점착제를 형성함으로써, 유전율을 제어하는 역할을 하며, 점착 성능 및 응집력을 향상시켜 신뢰성을 확보하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 히드록시기를 갖는 모노머는 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 5-히드록시펜틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메타)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 2-히드록시에틸(메탈)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸-2-히드록실에틸프탈산, N-메틸올(메타)아크릴이미드, N-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-프로필(메타)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 카르복실기를 갖는 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레산, 무수말레산, 이타콘산, 푸마르산, 글리콜산, 계피산, 아크릴산 다이머, 메타아크릴산 다이머, 아크릴산 트라이머, 아크릴산 테트라머, 메타크릴산 테트라머, 2-아크릴로일옥시에틸숙신산모노에스테르, 2-메타크릴로일옥시숙신산모노에스테르, 2-아크릴로일옥시에틸프탈산모노에스테르, 2-메타크릴로일옥시에틸프탈산모노에스테르 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 질소 함유 관능기를 갖는 모노머는 N-비닐피닐리돈, N-비닐카프로락탐, 아크릴로일모르폴린, 아크릴로니트릴, 아크릴아미드, N,N-디메틸아크릴아미드 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 투명 점착제는 혼합 모노머 10~30중량%를 포함하여 점착력을 조절할 수 있다. 혼합 모노머의 함량이 10중량% 미만인 경우, 함량이 불충분하여 자외선 경화시 점착제의 경화가 충분히 이루어지지 않고, 점착성능이 저하될 수 있다. 반대로, 함량이 30중량%를 초과하는 경우, 높은 경화 수축으로 인해 디스플레이의 물성이 저하될 수 있고, 이는 디스플레이의 황변 현상을 발생시킨다.
상기 올리고머와 혼합 모노머를 포함하는 투명 점착제는 자외선 경화시 이중결합을 갖는 아크릴레이트에 의해 우수한 경화 특성을 나타낸다.
본 발명의 투명 점착제는 자외선 조사에도 경화되지 않는 성분인 가소제를 포함함으로써, 점착제의 과도한 경화 수축을 방지할 수 있다. 본 발명의 투명 점착제에는 용제가 포함되지 않아 가소제를 포함하여, 점착제의 점도를 조절할 수 있다. 상기 투명 점착제는 10~50중량%의 가소제를 포함하는 것이 바람직하며, 가소제의 함량이 이 범위를 벗어나는 경우, 점착제의 광학 특성 및 점착력 등의 물성이 저하될 수 있다. 상기 가소제는 예를 들어, 비프탈레이트(Phthalate-free)계 가소제 등을 들 수 있다.
광개시제는 일정 파장대의 빛을 받으면 활성화되어 라디칼 반응을 일으키는 물질로서, 올리고머와 모노머가 갖고 있는 이중결합을 공격하여 경화반응을 개시한다. 보다 구체적으로는, 상기 올리고머와 혼합 모노머는 자외선(UV) 조사시 경화할 수 있는 구조인 아크릴레이트기에 의해 경화반응이 진행된다. UV 조사시 상기 경화할 수 있는 구조가 활성화되므로 상기 올리고머와 혼합 모노머는 반응성이 높은 특징이 있다. 본 발명의 투명 점착제는 광개시제를 포함하여 UV 경화함으로써, 단시간에 경화할 수 있다.
상기 광개시제는 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제 및 아미노 케톤계 개시제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아미노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모포린일-1-프로판온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, 4,4’-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(2-methylthioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈 및 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 등이 있다.
상기 투명 점착제는 광개시제 0.1~1중량%를 포함할 수 있다. 광개시제의 함량이 0.1중량% 미만인 경우, 광개시제의 함량이 불충분하여 경화 반응이 원활하게 이루어지지 않을 수 있다. 반대로, 광개시제의 함량이 1중량%를 초과하는 경우, 결합길이가 짧은 분자들이 많이 생성되어 내구성이 취약해지는 문제점이 있다.
상기 투명 점착제는 유전율 제어 및 신뢰성 향상을 위해, 첨가제 0.1~5중량%를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 자외선 안정제, 보강제 및 소포제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 자외선 안정제는 시바(ciba)사의 Tinuvin 234, Tinuvin 360와 같은 벤조트리아졸(benzotriazole)계 자외선 안정제를 사용할 수 있다.
전술한 바와 같이, 올리고머, 모노머, 가소제 및 광개시제의 함량을 조절함으로써, 투명 점착제의 유전율을 제어할 수 있다. 이러한 투명 점착제는 6 이상의 유전율을 나타낼 수 있으며, 터치패널과 커버 글래스 사이에 적용되어 터치 성능이 우수할 것으로 예상할 수 있다.
또한, 메탈 할라이드(Metal Halide)를 이용하여 상기 투명 점착제에 대략 2000~4000mJ/cm2의 자외선을 20~80초 동안 조사함으로써, 경화가 수행될 수 있다.
이와 같이 터치패널용 투명 점착제에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 투명 점착제의 제조 및 결과
실시예 1~3 및 비교예 1~3
폴리프로필렌글리콜(PPG) 50mol%에 에틸렌 옥사이드(EO) 50mol%가 포함된 아크릴레이트 올리고머, 혼합 모노머로서 히드록시에틸(메타)아크릴레이트와 아크릴산, 가소제로서 폴리에틸렌글리콜(PEG), 광개시제로서 벤조인 n-부틸에테르, 첨가제로서 자외선 안정제를 하기 [표 1]에 기재된 함량으로 포함하는 투명 점착제를 제조하였다.
[표 1]
Figure pat00001
유전율 측정 : 유전율 측정 장치(애질런트社, E4980A LCR meter + 16451B dielectric test fixture 장치)에 의하여, 상온 조건에서 상기 실시예 1~3 및 비교예 1~3 각각의 유전율을 측정하였다.
점착 성능 측정 : 슬라이드 글래스에 150㎛ 두께의 단차 테이프를 붙인 후 액상의 투명 점착제를 도포한다. 다음으로, 투명 점착제 상에 상부 글래스를 덮었을 때, 점착제는 지름 1cm, 두께 150㎛가 되도록 한다. 이를 메탈 할라이드를 이용하여 3000mJ/cm2로 조사하여 경화한다. 다음으로, 이를 상온에서 충분히 식힌 후 TA(Text Analyzer)를 이용하여 점착 성능을 측정한다.
표 1을 참조하면, 실시예 1~3의 경우, 올리고머, 모노머, 가소제 등의 함량이 본 발명에서 제시한 범위에 만족함으로써, 점착제의 유전율을 6 이상으로 제어할 수 있으며 점착 성능 또한 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 투명 점착제가 터치패널과 커버 글래스 사이에 적용되어, 터치 성능이 우수할 것으로 예상된다.
반대로, 올리고머와 모노머의 함량이 본 발명에서 제시한 범위를 벗어난 비교예 1~3의 경우, 실시예 1~3에 비하여, 상대적으로 유전율이 하락되거나, 점착 성능이 “보통”임을 확인할 수 있다.
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 (7)

  1. 폴리에테르계 폴리올에 알킬렌 옥사이드가 포함된 (메타)아크릴레이트 올리고머, 혼합 모노머, 가소제 및 광개시제를 포함하고,
    상기 혼합 모노머는 히드록시기를 갖는 모노머, 카르복실기를 갖는 모노머, 질소를 함유하는 관능기를 갖는 모노머 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는 알킬렌 옥사이드 20~70mol%를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 투명 점착제는 (메타)아크릴레이트 올리고머 30~60중량%, 혼합 모노머 10~30중량%, 가소제 10~50중량% 및 광개시제 0.1~1중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에테르계 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 폴리펜틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리헥사메틸렌글리콜, 폴리헵타메틸렌글리콜 및 폴리데카메틸렌글리콜 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광개시제는 벤조인계 개시제, 히드록시 케톤계 개시제 및 아미노 케톤계 개시제 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 점착제는 자외선 안정제, 보강제 및 소포제 중 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 투명 점착제는 첨가제 0.1~5중량%를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 투명 점착제.
KR1020160031294A 2016-03-16 2016-03-16 터치패널용 투명 점착제 KR102061117B1 (ko)

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