KR20170109711A - 터치패널용 점착제 조성물 및 점착필름 - Google Patents

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Abstract

눌림, 찍힘과 같은 외부 자극에 의한 변형이 적고, 우수한 점착성능을 가진 터치패널용 점착제 조성물 및 점착필름에 대하여 개시한다.
본 발명에 따른 터치패널용 점착제 조성물은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합된 아크릴계 수지를 포함하고, 상기 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 106 이상이고, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 탄소수 1~14의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치패널용 점착제 조성물 및 점착필름{ADHESIVE COMPOSITION FOR TOUCH PANEL AND ADHESIVE FILM}
본 발명은 점착제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외부 자극에 의한 변형을 최소화할 수 있는 터치패널용 점착제 조성물 및 점착필름에 관한 것이다.
전기 산업 또는 전자 산업에서 부품을 접착하거나, 특히 2개 이상의 상이한 소재 또는 부품을 서로 접합하기 위해서는 양쪽 모두 점착력이 우수한 점착제를 사용하여야 한다. 구체적으로, 디스플레이는 터치 스크린 패널(TSP, Touch Screen Panel) 및 액정 모듈로 구성되며, 상기 터치 스크린 패널은 도전성 필름 및 투명 기재 등의 적층 구조를 갖는다. 이때, 상기 터치 스크린 패널의 적층 구조에 대해 각 층을 부착하는 경우 점착제가 사용되며, 상기 터치 스크린 패널과 액정 모듈을 부착하는 경우에도 점착제가 사용된다.
그 예로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylenTerephthalate, PET) 필름을 기재로 하고, 그 일면에 인듐 주석 산화물(Indium Tin Oxide, ITO)로 형성된 도전성 필름이 있다. 상기 도전성 필름 일면에 점착제층이 형성된 점착필름은 전도성 유리, 보강재 또는 데코 필름 등에 적층된다.
일반적으로 점착제층은 아크릴계 중합체를 포함하는 점착제 조성물을 경화하여 형성된다. 이러한 점착제층은 박리력 또는 점착력에서 우수한 효과가 있으나, 외부 자극에 의한 변형이 발생하여 제품의 외관 불량률이 높고, 눌림방지 효과가 적은 단점이 있다.
따라서, 점착성능 및 눌림방지 성능이 우수한 점착제가 요구되고 있다.
본 발명에 관련된 배경기술로는 대한민국 공개특허공보 제 10-2015-0100037호(2015.09.02. 공개)가 있으며, 상기 문헌에는 터치스크린 패널용 점착 수지 조성물 및 이를 이용한 점착필름이 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 눌림, 찍힘과 같은 외부의 자극에 의한 변형이 적고, 내구성 및 점착성능이 우수한 터치패널용 점착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 점착제 조성물을 이용한 점착필름을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패널용 점착제 조성물은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합된 아크릴계 수지를 포함하고, 상기 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 106 이상이고, 상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 탄소수 1~14의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 산 모노머의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 5~30중량부일 수 있다.
상기 산 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 0.01~2중량부일 수 있다.
상기 광중합 개시제는 벤조인계 화합물, 히드록시 케톤계 화합물, 아미노케톤계 화합물, 포스핀 옥시드계 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 경화제 및 UV 안정제 중 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 다른 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 터치패널용 점착필름은 기재필름층; 및 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합된 아크릴계 수지를 포함하는 점착제 조성물의 경화물인 점착제층;을 포함하고, 상기 점착제층의 저장탄성율이 25~65℃에서 105~107Pa인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 점착제층의 두께는 20~200㎛일 수 있다.
본 발명에 따른 점착제 조성물은 중량평균분자량이 106 이상인 아크릴계 수지를 포함함으로써, 눌림, 찍힘과 같은 외부 자극에 의한 변형이 적고, 우수한 점착성능을 가진다.
또한, 고온(85℃)고습(85%) 환경에서 200시간 이상 방치하더라도 기포, 백탁이 발생하지 않고, 내구성이 우수한 점착필름을 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 점착제 조성물 및 점착필름에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 따르면, 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 수지를 제조함으로써, 내구성 및 고온 신뢰성이 우수한 터치패널용 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 광중합반응을 통해 제조된다. 광중합반응은 일반적인 열중합에 비해 상온에서 중합이 가능하기 때문에, 중합반응을 제어하기 쉽다. 또한, 반응시간이 짧아 공정효율을 보다 높일 수 있는 효과가 있어, 중량평균분자량 약 106 이상인 수지를 제조하는데 용이하다.
본 발명에 따른 터치패널용 점착제 조성물은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합되어 형성된 아크릴계 수지를 포함한다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 탄소수 1~14의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함한다. 보다 구체적으로는, 탄소수 1~14의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트는 탄소수 1~14의 선형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트 및 탄소수 1~14의 분지형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
알킬기의 탄소수가 20을 초과하여 지나치게 길어지면, 경화물의 응집력이 저하되고, 유리전이온도의 제어가 어려워질 수 있다.
탄소수 1~14의 선형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트로서, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실(메타)아크릴레이트 등이 있다.
탄소수 1~14의 분지형 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트로서, 이소프로필(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트 등이 있다.
상기 산 모노머는 아크릴계 수지의 유리전이온도를 조절할 수 있으며, 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 산 모노머의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 5~30중량부일 수 있다. 산 모노머의 함량이 5중량부 미만인 경우, 아크릴계 수지의 응집력이 저하될 수 있고, 점착제 조성물의 유리전이온도 조절이 어려울 수 있다. 반대로, 30중량부를 초과하는 경우, 극성 모노머의 함량이 많아 아크릴계 수지의 중합이 어려울 수 있으며, 점착제 조성물이 굳어져 박리력과 점착력이 저하될 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 광중합에 의해 제조된다. 아크릴계 수지는 광조사에 의해 라디칼을 발생시키는 광중합 개시제를 포함할 수 있다. 인위적인 열 공급 없이 대략 2시간 이내의 짧은 반응 시간 동안 안정적인 중합을 함으로써, 106 이상의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 수지를 제조할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 벤조인계 화합물, 히드록시 케톤계 화합물, 아미노케톤계 화합물, 포스핀 옥시드계 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들어, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시-시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모포린일-1-프로판온, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등이 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 0.01~2중량부일 수 있다. 광중합 개시제의 함량이 0.01중량부 미만인 경우, 광중합 개시제의 함량이 불충분하여 중합 또는 경화 반응이 원활하게 이루어지지 않아 신뢰성에 영향을 줄 수 있다. 반대로 광중합 개시제의 함량이 2중량부를 초과하는 경우, 결합길이가 짧은 분자들이 많이 생성되어 내구성이 취약해지는 문제점이 있다.
상기 아크릴계 수지는 대략 100~500nm의 파장에서 자외선을 조사받아 광중합반응의 개시반응이 진행됨으로써 제조될 수 있다.
이때, 상기 아크릴계 수지의 중량평균분자량은 106 이상인 것이 바람직하고, 106 ~5.0X107인 것이 보다 바람직하다.
상기 아크릴계 수지의 중량평균분자량이 106 이상인 경우, 작업성 및 기계적 강도가 우수한 점착제 조성물을 제공할 수 있다. 중량평균분자량이 106미만인 경우, 고온(85℃), 고습(85%) 환경에서 점착제 조성물 내의 충분한 응집력을 얻지 못하므로, 백탁이나 기포가 발생할 수 있다. 반대로, 중량평균분자량이 5.0X107을 초과하는 경우, 고온에서도 안정된 물성을 가진 점착제 조성물을 확보하기 어렵다.
상기 조성물은 경화제 및 UV 안정제 중 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
경화제는 2관능성 아크릴레이트를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycoladipate)디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발릭산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl)디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트 등일 수 있다.
상기 경화제의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 0.1~5중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
UV 안정제는 시바(ciba)사의 Tinuvin 234, Tinuvin 360와 같은 벤조트리아졸(benzotriazole)계 UV 안정제일 수 있다.
UV 안정제의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 0.1~3중량부일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 점착제 조성물은 톨루엔, 아세톤, 메탄올, 벤젠 등과 같은 용제를 포함할 수 있으나, 두께 편차가 최소화된 균일한 점착필름을 제조하기 위해 무용제형 점착제 조성물을 제조하는 것이 바람직하다. 점착제 조성물에 용제를 포함하지 않는 경우, 용제의 휘발 공정 등에 의해 유발되는 기포의 발생이나 레벨링(leveling)의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 두께가 100㎛ 이상의 균일한 점착필름을 효과적으로 제조할 수 있어 공정 효율을 높일 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 광중합 개시제를 포함하는 아크릴계 수지 이외에도 조성물의 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 충진제, 광택제, 분산제 등을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 점착필름은 점착제층 및 기재필름층을 포함한다.
상기 점착제층은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합된 아크릴계 수지를 포함하는 점착제 조성물의 경화물이다.
이때, 본 발명의 점착제층은 저장탄성율이 25~65℃에서 105~107Pa로 유지됨으로써, 외부 자극에 의한 변형을 최소화할 수 있다.
저장탄성율은 ARES 기기(Theometric Scientific 사)에 의해서 온도를 변화시키면서 점착제층에 일정한 힘을 가하여 측정되었다. 저장탄성율이 큰 것은 점착제층의 탄성이 큰 것을 의미하는 바, 저장탄성율이 클수록 외부 눌림에 대한 변형을 최소화할 수 있다.
상기 점착제층의 두께는 20~200㎛일 수 있다. 점착제층의 두께를 상기 범위로 유지하는 경우, 충분한 점착력을 확보할 수 있으며, 점착제층을 안정하게 유지할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 106 이상의 중량평균분자량을 갖는 아크릴계 수지에 의해, 터치패널용 기재에 적용시, 점착성능 및 눌림방지 성능이 우수한 점착제층을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 점착제층 및 도전층이 형성된 전도성 플라스틱 필름을 포함하는 터치패널을 제공할 수 있다. 상기 전도성 플라스틱 필름은 기재필름 상에 ITO(도전성 금속 산화물)층이 형성된 것이다.
이와 같이 터치패널용 점착제 조성물 및 점착필름에 대하여 그 구체적인 실시예를 살펴보면 다음과 같다.
1. 점착필름의 제조
실시예 1~3 및 비교예 1~2
에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 100중량부에 대하여, 아크릴산(AA), 광중합 개시제로서는 벤조인(시그마 알드리치)을 각각 하기 [표 1]에 기재된 함량으로 혼합한 후, 360nm파장의 자외선을 조사하여 아크릴계 수지를 포함하는 터치패널용 점착제 조성물을 제조하였다. 이때, 아크릴계 수지의 중량평균분자량은 [표 1]에 기재한 바와 같다. 상기 조성물을 기재필름 상에 도포한 후, 기재필름 상에 점착제층이 형성된 점착필름을 제조하였다.
실시예 3은 점착제 조성물에 2-EHA 100중량부에 대하여, 경화제 HDDA(1,6-hexanediol diacrylate)를 3중량부를 더 포함한 것이다.
[표 1]
Figure pat00001
2. 물성 평가 방법 및 그 결과
1) 백탁현상 및 기포발생 현상 측정 : 85℃, 85% RH의 조건에서 유리에 부착된 상기 점착필름을 200시간 보관하여 흰 반점이 관찰되는지, 기포가 발생하는지 여부를 관찰하였다.
2) 점착력 측정 : 상기 점착필름을 25mmX40mm(가로X세로)로 제작하여, 상기 점착필름을 유리 Glass상에 2kg 롤러로 1번 왕복하여 부착하였다. 상기 부착된 점착 필름면에 대하여 180℃ 방향으로 300mm/분으로 잡아당겨 박리시킬 때의 점착력을 측정하였다.
3) 경도 : 상기 점착필름의 점착제층 상부에 두께가 50㎛인 PET필름을 합지하였다. 상기 PET필름에 Text analyzer를 이용하여 1.0mm/min의 속도로 200g의 하중을 주어, 상기 점착필름의 눌린 깊이를 측정하였다.
4) 저장탄성율 : 25℃에서 ARES 기기(Theometric Scientific 사)에 의해 상기 점착필름의 점착제층에 지그로 힘을 가하여 저장탄성율을 측정하였다.
[표 2]
Figure pat00002
상기 [표 1] 및 [표 2]의 결과를 참조할 때, 상기 실시예 1~3은 비교예 1~2에 비하여, 고온 고습 환경에서 기포 및 백탁 발생을 방지하는 성능이 있음을 확인할 수 있다. 비교예 1~2는 저장탄성율이 105~107Pa 범위를 벗어남으로써, 점착필름의 눌린깊이가 깊어 외부자극에 의한 변형이 발생함을 알 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 (8)

  1. (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합된 아크릴계 수지를 포함하고,
    상기 아크릴계 수지는 중량평균분자량이 106 이상이고,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머는 탄소수 1~14의 알킬기를 갖는 알킬(메타)아크릴레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 산 모노머의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 5~30중량부인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 산 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 에타크릴산, 크로톤산, 푸마르산, 말레산, 이타콘산 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제의 함량은 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머 100중량부에 대하여, 0.01~2중량부인 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제는 벤조인계 화합물, 히드록시 케톤계 화합물, 아미노케톤계 화합물, 포스핀 옥시드계 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 경화제 및 UV 안정제 중 1종 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 점착제 조성물.
  7. 기재필름층; 및
    (메타)아크릴산 에스테르계 모노머, 산 모노머 및 광중합 개시제로부터 광중합된 아크릴계 수지를 포함하는 점착제 조성물의 경화물인 점착제층;을 포함하고,
    상기 점착제층의 저장탄성율이 25~65℃에서 105~107Pa인 것을 특징으로 하는 점착필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 점착제층의 두께는 20~200㎛인 것을 특징으로 하는 점착필름.
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