KR20190033567A - 신축성 전기전도성 접착 테이프 - Google Patents

신축성 전기전도성 접착 테이프 Download PDF

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정완 최
제프리 더블유 맥커천
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

신축성 전도성 접착 테이프는 서로 반대편에 있는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 전기전도성 감압 접착제 층을 포함한다. 전기전도성 감압 접착제 층은 중합체 매트릭스 내에 배치된 전기전도성 신축성 천 및 전기전도성 입자를 포함한다. 전기전도성 감압 접착제 층은 모든 방향으로 전기전도성이다. 탄성 배킹이 전기전도성 감압 접착제 층의 제1 주 표면 상에 배치된다.

Description

신축성 전기전도성 접착 테이프
본 발명은 대체로 전기전도성 접착 물품에 관한 것이다.
전기전도성 접착 테이프는 본 기술 분야에 알려져 있으며, 전형적으로 전기 구성요소들 사이의 전기 접속을 형성하기 위해 또한 전자기 방사선 간섭(EMI)으로부터의 차폐를 위해 사용된다. 전기전도성 접착 테이프의 2가지 일반적인 유형은 열활성화 테이프(예를 들어, 열경화성 전도성 테이프) 및 감압 접착제(PSA) 테이프이다.
현대의 전자 장치(예를 들어, 태블릿 컴퓨터, 휴대 전화, 및 휴대용 컴퓨터)가 더 얇아짐에 따라, 취급 및 사용 동안 굽혀지기 더 쉬워지며, 이는 그의 구성에 사용되는 전기전도성 접착 테이프가 접착제와 접착제가 부착된 전기 구성요소 사이의 계면에서 전도도 변화를 나타내게 하여, (예를 들어, 전자 디스플레이와의) 전자기 간섭(EMI)을 야기할 수 있다. 이는 액정 디스플레이(LCD)를 갖는 전자 장치의 경우에 특히 그러하다. 이러한 경우에, 전기전도성 접착 테이프가 접지 및 EMI 차폐에 사용되어 전자 장치와 연관된 다른 전자 구성요소(예컨대, 집적 회로 칩)에 손상을 주거나 영향을 미치는 정전기 및 노이즈(noise)로부터 그를 보호한다.
현재의 구매가능한 전기전도성 감압 접착 테이프는 그의 구성에 사용되는 비연신성(inextensible) 재료(예를 들어, 비연신성 천 또는 포일 구성요소)의 존재로 인해 주목할 만한 정도로 탄성적으로 신축성(stretchable)은 아니다. 전자 장치가 굽힘을 받게 될 때, 이 굽힘은 기재(substrate) 계면에서 접착제의 접합면 내로 응력-변형을 부여한다. 접착제는 응력-변형 힘에 저항할 수 없는 모듈러스를 가지며, 따라서 접착제-기재 계면에서 약간의 양만큼 변위된다. 이 변위는 접착제의 전도성 충전제가 기재로부터 변위됨에 따라 접지 접점의 이동(shift)을 초래한다. 변위는 매우 작을 수 있지만, 일단 접지 경로에 대한 전류 흐름 또는 저항 값이 변위로 인해 변화되면, 계면의 전류 흐름이 재확립되어야 하고 그 계면에서의 저항이 변화한다. 전도성 충전재의 계면에서의 이동은 저항 변화를 초래하며, 이는 디스플레이 또는 다른 전자장치 구성요소, 예를 들어 디스플레이 설계에 사용되는 정전식 터치 시스템, 와이파이 안테나, 라디오 안테나, 집적 회로 트레이스 또는 가요성 회로(정보 또는 데이터를 운반함) 및 집적 칩을 간섭할 수 있는 EMI 노이즈 발생을 초래한다.
따라서, 중간 정도로 굽혀지는 전자 구성요소에 대한 전기적 접합이 안정하게 유지되는, 충분히 탄성적으로 변형가능한 전기전도성 접착 테이프를 갖는 것이 바람직할 것이다.
유리하게는, 본 발명에 따른 전기전도성 접착 테이프는 현재 입수가능한 전기전도성 접착 테이프와 비교하여 향상된 전기 안정성을 제공한다. 물품은 핸드헬드 태블릿 컴퓨터용 접지 테이프로서 특히 유용하다. 테이프는 탄성 신축성 특성으로 인해 저항 변화를 최소화하는 데 도움이 되는데, 그 이유는 아주 적은 저항 변동이 디스플레이의 고성능 터치 디스플레이 기능에 영향을 미칠 수 있기 때문이다. 또한, 테이프는 외부 응력 및 화학적 노출로부터 전자 장치를 보호하는 데 도움이 된다.
일 태양에서, 본 발명은 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공하는데, 이는
중합체 매트릭스 내에 배치된 전기전도성 신축성 천 및 전기전도성 입자를 포함하고, 모든 방향으로 전기전도성이며, 서로 반대편에 있는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 전기전도성 감압 접착제 층; 및
전기전도성 감압 접착제 층의 제1 주 표면 상에 배치된 탄성 배킹을 포함한다.
다른 태양에서, 본 발명은 본 발명에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 통해 전기 연통하는 2개의 전기전도성 구성요소를 포함하는 전자 물품을 제공한다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이,
용어 "탄성"은 가해진 힘에 의해 변형된 형상으로 변형될 수 있고 가해진 힘의 제거 시에 자발적으로 그의 원래 형상으로 되돌아갈 수 있음을 의미하고;
용어 "천"은 직조 천(woven fabric), 부직 천, 편직 천, 및 스크림(scrim)을 포함하고;
용어 "XYZ 전기전도성"은 모든 (예컨대, 길이 X, 폭 Y, 및 두께 Z) 방향으로 전기전도성임을 의미한다.
본 발명의 특징 및 이점이 상세한 설명뿐만 아니라 첨부된 청구범위를 고려할 때 추가로 이해될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 예시적인 신축성 전기전도성 접착 테이프(100)의 개략 측면도.
도 2는 도 1에 도시된 전기전도성 신축성 천(140)의 개략 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 에지 랩(edge wrap)으로서 신축성 전기전도성 접착 테이프(100)가 부착된 예시적인 LCD 조립체(300)의 개략적인 평면도.
도 4는 선 4-4를 따라 취한 도 3에 도시된 LCD 조립체(300)의 개략 측단면도.
도 5는 실시예 1의 신축성 전기전도성 테이프에 대한 전기 저항 대 휨(deflection) 사이클의 그래프.
도 6은 비교예 A의 신축성 전기전도성 테이프에 대한 전기 저항 대 휨 사이클의 그래프.
본 명세서 및 도면에서 도면 부호의 반복되는 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내도록 의도된다. 본 발명의 원리의 범주 및 사상에 속하는 다수의 다른 변형 및 실시 형태가 당업자에 의해 안출될 수 있음을 이해하여야 한다. 도면은 일정한 축척으로 작성되지 않을 수 있다.
본 발명의 전기전도성 신축성 접착 테이프는 탄성 특성으로 인해 고성능 전자 디스플레이 및/또는 다른 장치 기능에 악영향을 초래할 수 있는 저항 변화 및 아주 작은 저항 변동을 최소화하는 데 도움이 된다. 또한, 본 발명의 전기전도성 신축성 접착 테이프는 가해진 외부 응력으로부터 전자 장치를 보호하는 데 도움이 될 수 있다.
이제 도 1을 참조하면, 예시적인 신축성 전기전도성 접착 테이프(100)는 아크릴 중합체 매트릭스(120), 전기전도성 입자(130), 및 전기전도성 신축성 천(140)을 포함하는 전기전도성 접착제 층(110)을 포함한다. 전기전도성 아크릴 접착제 층(110)은 서로 반대편에 있는 제1 주 표면 및 제2 주 표면(124, 126)을 갖는다. 전기전도성 신축성 천(140) 및 전기전도성 입자(130)는 전기전도성 접착제 층(110) 내에 배치된다. 전기전도성 신축성 천(140)은 천의 전기전도도를 실질적으로 손상시키지 않으면서 적어도 하나의 치수가 변형가능하다. 탄성 배킹(150)이 전기전도성 접착제 층(110)의 제1 주 표면(124) 상에 배치된다. 선택적인 이형 라이너(160)가 제2 주 표면(126)에 접착될 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 예시적인 전기전도성 신축성 천(240)은, 전도성 천의 전기전도도를 손상시키지 않으면서 종방향 섬유가 테이프에 대해 길이 방향으로 정렬될 때 천의 연신 및 따라서 신축성 전기전도성 접착 테이프의 연신을 가능하게 하는 크림프(250)(예를 들어, 크림프)를 갖는 금속화된 폴리에스테르 위사 섬유(242) 및 금속화된 폴리에스테르 경사 섬유(244)를 갖는다. 이는, 위사를 신장 및/또는 파단시키지 않고는 그리고 전도성 천의 전기전도도를 손상시키지 않고는 테이프 폭의 확장의 신장이 불가능한, 종방향으로 정렬된 경사 및 폭 방향으로 정렬된 위사를 갖는 전통적인 직조 천과는 대조적이다. 다른 실시 형태에서, 천(240)의 직조법은 테이프의 길이를 따라 연신되는 위사 섬유와 정렬될 수 있으며, 이 경우에 테이프는 그의 길이를 따라 연신가능할 것이다. 중간 배향이 또한 사용될 수 있다.
적합한 전기전도성 신축성 천은, 예를 들어 나일론, 폴리에스테르, 면, 폴리올레핀, 레이온, 아크릴로 제조된 천연 또는 합성 비전도성 섬유로 직조된 전기전도성 섬유(예컨대, 스테인리스 강 섬유)를 갖는 신축성 천을 포함할 수 있다. 유용한 전기전도성 섬유 천은 또한 베이스 섬유(즉, 금속화된 섬유) 상에 침착된 전도성(예를 들어, 탄소, 금, 구리, 니켈, 은, 티타늄, 또는 스테인리스 강) 코팅을 갖는 섬유로 제조된 천을 포함한다. 전도성 스크림을 포함하는 다른 전기전도성 신축성 천이 또한 사용될 수 있다. 바람직하게는, 전기전도성 신축성 천은 위사 방향 또는 경사 방향 중 적어도 하나에 크림핑된(crimped) 섬유를 갖는 직조 천을 포함한다. 일부 실시 형태에서, 전기전도성 신축성 천은 탄성이지만, 이것이 필수 조건은 아니다.
일부 실시 형태에서, 하나 초과의 전기전도성 신축성 천이 신축성 전도성 테이프에 포함될 수 있고; 예를 들어, 이들은 추가의 전기전도성 접착제 층에 의해 서로 분리된다. 하나 초과의 전기전도성 신축성 천이 포함되는 경우에, 천들은 동일하거나 상이할 수 있고, 동일하거나 상이한 배향을 가질 수 있다.
예를 들어, 전기전도도의 현저한 손실(예컨대, 전기전도도의 10% 이상의 손실)을 겪지 않고서 신축성 전기전도성 접착 테이프의 길이 방향 및/또는 폭 방향 치수에서 바람직하게는 5% 이상(바람직하게는 6% 이상, 7% 이상, 8% 이상, 9% 이상, 10% 이상, 15% 이상, 또는 심지어 20% 이상)의 연신율로 (파단 없이) 신장이 가능하거나, 또는 현저한 저항률 증가(예를 들어, 저항률의 10% 이상의 증가)가 가능하거나, 또는 (예컨대, 섬유 파단 또는 전기전도성 접착제 층(들) 변형, 또는 전도성 섬유 상의 도금된 금속의 변형에 의해 야기되는) 테이프의 반복된 굽힘으로 인한, 본 명세서의 하기의 '기계적 굽힘에 의한 전도성 테이프의 저항 변화 시험 방법'에 따른 반복된 굽힘에 의한 현저한 저항 증가가 가능하다면, 적합한 전기전도성 신축성 천은 직조, 부직, 또는 편직 천일 수 있다.
적합한 전기전도성 입자에는 미립자 폴리아닐린(예를 들어, 미국 특허 제5,645,764호(안젤로폴로스(Angelopoulos) 등) 참조); 미립자 금속, 예를 들어 은, 금, 스테인리스 강, 또는 구리 입자(예를 들어, 미국 특허 제3,475,213호(스토우(Stow)) 및 제4,258,100호(후지타노(Fujitano) 등) 참조); 및 카르보닐 니켈 분말(예를 들어, 미국 특허 제3,762,946호(스토우 등) 참조); 및 미국 특허 출원 공개 제2001/0295098 A1호(황(Hwang) 등)에 기재된 바와 같은 금속-코팅된 중합체 입자가 포함된다.
적합한 전기전도성 입자에는, 예를 들어, 금속 산화물, 예를 들어 안티몬 도핑된 산화주석, 알루미늄 도핑된 산화아연, 및 니오븀 도핑된 산화티타늄; 금속, 예를 들어 은, 구리, 니켈, 금, 주석 및 이들의 합금; 금속-코팅된 입자(예를 들어, 은, 금, 또는 니켈 코팅된 입자), 예를 들어 금속-코팅된 중합체 입자, 금속-코팅된 유리 비드, 금속 코팅된 유리 플레이크/섬유, 및 금속-코팅된 니켈 입자; 탄소 나노튜브, 및 흑연이 포함될 수 있다. (예를 들어, 미국 특허 제4,606,962호(레일렉(Reylek))에 기재된 바와 같이) 전도성 입자가 연질인 경우, 상호연결 전극들에 가해지는 중간 정도의 손 압력은 입자를 평탄화하여 각각의 입자가 다른 입자 또는 전극과 접촉하는 작고 편평한 전도성 영역을 제공할 수 있다.
전기전도성 입자의 양은 일반적으로 입자의 크기 및 전기전도성 신축성 천의 물리적 치수에 따라 좌우될 것이다. 전형적인 양은 전기전도성 감압 접착제 층의 총 중량을 기준으로 약 0.1 내지 약 50 중량%이다. 이러한 범위 내에서, 전기전도성 감압 접착제 층의 총 중량의 약 1 중량% 이상, 바람직하게는 약 5 중량% 이상의 양을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 전기전도성 감압 접착제 층의 총 중량의 약 40 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 약 25 중량% 이하의 양이 또한 바람직하다.
전기전도성 입자 크기 및 형상은 제한되지 않으며, 구(sphere), 플레이크(flake), 및 불규칙하게 형상화된 입자를 포함할 수 있다. 마찬가지로, 입자 크기는 제한되지 않으며, 예를 들어 접착제의 두께보다 훨씬 작은 크기에서 접착제의 전체 접합면 두께에 걸쳐 있기에 충분히 큰 입자까지 포함할 수 있다. 일부 실시 형태에서, 입자의 평균 직경은 접착제의 표면과 전도성 천 사이의 접착제의 두께와 대략 동일하다.
본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "전기전도성"은, 바람직하게는 20℃에서 109 옴/센티미터 미만의 벌크 저항률을 갖고, 더욱 바람직하게는 20℃에서 103 옴/센티미터 미만의 벌크 저항률을 갖고, 더욱 바람직하게는 20℃에서 10 옴/센티미터 미만의 벌크 저항률을 갖고, 더욱 더 바람직하게는 20℃에서 0.1 옴/센티미터 미만의 벌크 저항률을 갖는 전기전도성을 의미한다.
다양한 감압 접착제 제형이 전기전도성 감압 접착제 층에 사용하기에 적합할 수 있다. 예에는 필름-형성 재료, 예를 들어 천연 또는 합성 고무 또는 탄성중합체, 또는 순응성(compliancy), 탄력성(resiliency) 또는 압축 휨, 낮은 압축 변형, 가요성, 및 변형 후에 회복되는 능력을 나타내는 다른 수지, 플라스틱, 또는 중합체가 포함된다. 그러한 재료의 예에는 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌-아이소프렌 공중합체, 폴리부타디엔, 폴리아이소부틸렌, 폴리우레탄, 실리콘, 플루오로실리콘 및 다른 플루오로중합체, 부틸 고무, 네오프렌, 니트릴 고무, 폴리아이소프렌, 가소화된 나일론, 폴리에스테르, 폴리비닐 에테르, 폴리비닐 아세테이트, 폴리아이소부틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 폴리올레핀, 및 폴리비닐 클로라이드, 공중합체 고무, 예를 들어 에틸렌-프로필렌 고무(EPR), 에틸렌-프로필렌-디엔 단량체(EPDM) 고무, 스티렌-아이소프렌-스티렌(SIS) 블록 공중합체, 스티렌-부타디엔-스티렌(SBS) 블록 공중합체, 니트릴-부타디엔(NBR), 스티렌-부타디엔 블록 공중합체(SBR), 및 이들의 혼합물이 포함된다.
이들 재료는, 수소화된 수지의 글리세릴 에스테르, 열가소성 테르펜 수지, 석유 탄화수소 수지, 쿠마론-인덴 수지, 합성 페놀 수지, 저분자량 폴리부텐, 또는 점착부여 실리콘과 같은 수지일 수 있는 점착부여제(tackifier)와 배합될 수 있다. 일반적으로, (존재하는 경우) 점착부여 수지는 수지 100부당 약 40 내지 150부로 수지 재료 내에 배합될 수 있지만, 이는 필수 조건은 아니다.
추가의 충전제 및 첨가제, 예를 들어 특정 응용의 요건에 따라, 예를 들어 통상적인 습윤제 또는 계면활성제, 안료, 염료, 및 다른 착색제, 불투명화제, 소포제, 정전기 방지제, 커플링제, 예를 들어 티타네이트, 사슬 연장 오일, 윤활제, 안정제, 유화제, 산화방지제, 증점제, 및/또는 난연제, 예를 들어 알루미늄 트라이하이드레이트, 삼산화안티몬, 금속 산화물 및 염, 층간삽입된 흑연 입자, 포스페이트 에스테르, 브롬화 다이페닐 화합물, 예를 들어 데카브로모다이페닐 옥사이드, 보레이트, 포스페이트, 할로겐화 화합물, 유리, 실리카, 실리케이트 및 운모가 또한 전기전도성 감압 접착제 층에 포함될 수 있으며 그에 사용하기에 적합할 수 있다.
전형적으로, 이들 충전제 및 첨가제는, 전기전도성 입자 및 전기전도성 신축성 천과 조합하여, 접착제 조성물과 블렌딩되거나 달리 혼합되고, 접착제 조성물의 총 부피를 기준으로 약 0.05 내지 80% 이상을 구성할 수 있다.
전기전도성 감압 층에 사용하기에 적합한 수성 감압 접착제 조성물에는, 예를 들어, 미국 특허 제3,734,686호(더글라스(Douglas))에 기재된 바와 같이 평균 분자량이 약 7,000 g/몰 내지 약 40,000 g/몰의 범위인 폴리에틸렌 입자의 기계적으로 안정한 수성 에멀전을 포함하는 것들; 미국 특허 제3,418,265호(맥클레인(McClain))에 기재된 바와 같이 에틸렌 중합체 및 에틸렌 옥사이드와 프로필렌 옥사이드의 수용성 블록 공중합체를 물에 분산시켜 제조된 마이크로미터 미만 크기의 에틸렌 중합체 입자를 함유하는 에틸렌 중합체 라텍스; 미국 특허 제5,574,091호(왈더(Walther) 등)에서와 같이 에틸렌과 C3-C20 알파-올레핀의 공중합체로부터 제조된 라텍스; 또는 미국 특허 제6,521,696호(오츠(Oates) 등)에 개시된 바와 같이 균질한 에틸렌/알파-올레핀 공중합체 및 실질적으로 랜덤한 공중합체를 포함하는 조성물이 포함된다.
하나의 유용한 유형의 아크릴 감압 접착제 조성물은 (메트)아크릴레이트(즉, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 포함함)에 기초한다. 그러한 조성물은, 예를 들어, 단량체 성분들의 총 중량을 기준으로, 약 50 내지 약 99 중량%의 (메트)아크릴산의 C4-C18 알킬 에스테르, 약 1 내지 약 50 중량%의 극성 에틸렌계 불포화 공단량체, 예를 들어 이타콘산, 소정의 치환된 아크릴아미드, 예를 들어 N,N-다이메틸 아크릴아미드, N-비닐-2-피롤리돈, 또는 N-비닐카프로락탐, 아크릴로니트릴, 아크릴산, 글리시딜 아크릴레이트, 및 선택적으로, 약 25 중량% 이하의 비극성 에틸렌계 불포화 공단량체, 예를 들어 사이클로헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴아미드, t-부틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 및/또는 점착부여제를 함유하는 조성물로부터 유도되는 공중합체를 포함한다.
예를 들어 다이- 및 트라이(메트)아크릴레이트(예를 들어, 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트)를 포함하는 가교결합제; 및 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 스페셜티 케미칼스(Ciba Specialty Chemicals)로부터 이르가큐어(IRGACURE) 184 및 이르가큐어 651로 구매가능한 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤 또는 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논과 같은 광개시제, 또는 본 기술 분야에 잘 알려진 에틸렌계 불포화 단량체를 위한 다른 광개시제와 같은 다른 첨가제가 또한 존재할 수 있다. 가교결합제 및 광개시제는 일반적으로 경화를 야기하기에 유효한 양, 전형적으로 단량체의 총 중량을 기준으로 약 0.005 중량% 내지 약 0.5 중량%로 각각 사용된다.
적합한 (메트)아크릴레이트 감압 접착제(즉, 아크릴 PSA)가, 예를 들어 미국 특허 제4,223,067호(레븐스(Levens)); 제4,181,752호(마르텐스(Martens) 등); 제5,183,833호(피셔(Fisher) 등); 제5,645,764호(안젤로폴로스 등), 및 재발행 특허 Re. 24,906호(울리히(Ulrich))에 개시되어 있다. 적합한 조성물은 또한, 예를 들어 미국 오하이오주 콜럼버스 소재의 애쉬랜드 케미칼스(Ashland Chemicals)로부터 에어로세트(AEROSET)로 구매가능하다.
(메트)아크릴레이트-함유 단량체 혼합물은 다양한 기술, 바람직하게는 중합성 공단량체 및 광개시제를 용매의 부재 하에 함께 혼합하고, 약 500 cP(500 mPa-sec) 내지 약 50000 cP(50000 mPa-sec)의 점도로 부분적으로 중합하여 코팅가능한 시럽을 달성하는, 예를 들어 미국 특허 제5,620,795호(하크(Haak) 등)에 기재된 바와 같은 광개시된 벌크 중합에 의해 중합될 수 있다. 대안적으로, 단량체를 건식 친수성 실리카와 같은 요변제(thixotropic agent)와 혼합하여 코팅가능한 두께를 달성할 수 있다. 이어서, 가교결합제, 탄소 나노튜브, 및 임의의 다른 성분들(임의의 점착부여제를 포함함)을 예비중합된 시럽에 첨가한다. 대안적으로, 이들 성분(임의의 점착부여제를 포함하지만 가교결합제는 제외함)을 예비중합 이전에 단량체 혼합물에 직접 첨가할 수 있다. 생성된 조성물을 (자외선에 투명할 수 있는) 기재 상에 코팅하고 불활성(즉, 무산소) 분위기, 예를 들어, 질소 분위기에서 자외선에의 노출에 의해 중합한다. 적합한 기재의 예에는 이형 라이너(예를 들어, 실리콘 이형 라이너) 및 탄성 테이프 배킹(프라이밍되거나 프라이밍되지 않음)이 포함된다. 중합성 코팅의 층을 자외 방사선에 사실상 투명한 플라스틱 필름으로 덮고 자외선 램프를 사용하여 미국 특허 제4,181,752호(마르텐스 등)에 기재된 바와 같이 공기 중에서 그 필름을 통해 조사함으로써 충분히 불활성인 분위기가 또한 달성될 수 있다. 자외선 광원은 바람직하게는 280 nm 내지 400 nm(더욱 바람직하게는 300 nm 내지 400 nm)에서의 방출(emission)이 90%이며, 이때 351 nm에서 최대이다.
일반적으로, 전기전도성 감압 접착제는 모든 방향으로 전기전도성이어야 하지만, 전도도는 변할 수 있다.
유용한 탄성 배킹에는 탄성 재료의 천 및 필름이 포함된다. 적합한 탄성인 중합체(즉, 탄성중합체)의 예에는 에틸렌-비닐 아세테이트 탄성중합체, 에틸렌-프로필렌 탄성중합체, 에틸렌-프로필렌-디엔-탄성중합체, 스티렌-부타디엔 탄성중합체, 폴리부타디엔 탄성중합체, 니트릴 탄성중합체, 수소화된 니트릴 탄성중합체, 폴리아이소프렌 탄성중합체, 폴리우레탄 탄성중합체, 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 탄성중합체, 에틸렌-부틸 아크릴레이트 탄성중합체, 에틸렌-아크릴 탄성중합체, 브로모부틸 탄성중합체, 및 다이비닐벤젠으로 개질된 부틸 탄성중합체가 포함된다. 이들 중, 폴리우레탄 탄성중합체가 바람직하다. 이들 탄성중합체는 일반적으로 구매가능하다.
탄성 배킹은 균일 필름일 수 있거나, 또는 복합 필름(예를 들어, 공압출, 열 라미네이션, 또는 접착 접합에 의해 제조되는 다층을 가짐)일 수 있다. 일부 바람직한 실시 형태에서, 탄성 배킹은 탄성 폴리우레탄 필름을 포함한다. 사용될 수 있는 탄성중합체성 폴리우레탄의 예에는 미국 오하이오주 클리블랜드 소재의 비.에프. 굿리치 앤드 컴퍼니(B.F. Goodrich & Co.)로부터 상표명 에스탄(ESTANE)으로 입수가능한 것들, 미국 특허 제2,871,218호(숄렌베르거(Schollenberger)); 제3,645,835호(혹슨(Hodgson)); 제4,595,001호(포터(Potter) 등); 제5,088,483호(하이네케(Heinecke)); 제6,838,589호(리에트케(Liedtke) 등); 및 재발행 특허 RE 33,353호(하이네케)에 기재된 것들이 포함된다. 유용한 감압 접착제 코팅된 폴리우레탄 탄성중합체 필름이 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 테가덤(TEGADERM)으로 구매가능하다.
탄성 배킹은 바람직하게는 두께가 약 10 마이크로미터 내지 약 1 밀리미터, 더욱 바람직하게는 두께가 10 내지 20 마이크로미터이지만; 이는 필수 조건은 아니다.
일부 실시 형태에서, 탄성 배킹은 10% 이상, 50% 이상, 100% 이상, 150% 이상, 또는 심지어 200% 이상만큼 탄성적으로 연신가능할 수 있지만, 이는 필수 조건이 아니다.
배킹은 탄성이어서 변형 후에 테이프에 복원력을 제공하지만, 신축성 전기전도성 접착 테이프는 그 자체로 탄성일 필요는 없다(예컨대, 약간의 이력(hysteresis)을 나타낼 수 있다). 바람직하게는, 신축성 전기전도성 접착 테이프의 길이 방향 및/또는 폭 방향 소성 변형은 10% 이하의 길이 방향 및/또는 폭 방향 테이프 신장에 대해 10% 미만, 바람직하게는 5% 미만, 그리고 더욱 바람직하게는 2% 미만이다.
일부 바람직한 실시 형태에서, 탄성 배킹은 미적 외관 및/또는 차광 특성을 위해 유색이다(예컨대, 착색된다).
다시 도 1을 참조하면, 선택적인 이형 라이너(160)는 배킹 상에 선택적으로 배치된 이형 층으로서 사용하기에 적합한 임의의 재료(예를 들어, 종이, 중합체 필름, 금속 포일)를 포함할 수 있다. 예에는 탄성 배킹(150)으로부터의 접착제 층(110)의 상당한 들뜸(lifting) 없이 제거가능하도록 비교적 낮은 표면 에너지를 갖는, 폴리올레핀, 가소화된 폴리비닐 클로라이드, 폴리에스테르, 셀룰로오스 물질, 금속 포일, 복합재, 및 왁싱되거나, 실리콘 처리되거나 다른 코팅된 종이 또는 플라스틱의 페이스 스톡(face stock) 또는 다른 필름이 포함된다. 적합한 이형 라이너는 상업적 공급처로부터 입수가능한 이형 라이너이고/이거나 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.
(임의의 선택적인 이형 라이너를 제외한) 전기전도성 감압 접착 테이프의 총 두께는 바람직하게는 20 내지 1000 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 30 내지 200 마이크로미터, 더욱 바람직하게는 40 마이크로미터 내지 150 마이크로미터, 더욱 더 바람직하게는 45 내지 80 마이크로미터이지만, 다른 두께가 또한 사용될 수 있다.
신축성 전기전도성 접착 테이프의 공칭 전도도는 최종 응용 필요성에 기초하여 달라질 수 있다. 예를 들어, '기계적 굽힘에 의한 전도성 테이프의 저항 변화 시험 방법'에 있어서의 정적 (굽힘 전) 저항 측정에 따른 테이프의 공칭 전도도는 대부분의 전자 응용에 대해 100 내지 100,000 옴, 바람직하게는 10 내지 100 옴, 가장 바람직하게는 0.001 내지 10 옴이다.
주기적 방식으로 신장되거나 굽혀질 때의 전도도의 변동은 전형적으로 재료 성능에 중요하다. 예를 들어, 본 명세서에서 하기의 '기계적 굽힘에 의한 전도성 테이프의 저항 변화 시험 방법'에 의해 측정되는 공칭 저항 변동은 바람직하게는 공칭 저항 값의 0.001 내지 100배, 더욱 바람직하게는 공칭 저항 값의 0.001 내지 10배, 더욱 바람직하게는 공칭 저항 값의 0.001 내지 1배, 더욱 더 바람직하게는 공칭 저항 값의 0.001 내지 0.1배이다.
본 발명의 신축성 전기전도성 감압 접착 테이프를 포함할 수 있는 예시적인 전자 물품에는, 몇 가지만 예를 들면, 핸드헬드 태블릿 컴퓨터, 스마트폰, 및 폴딩 랩톱 컴퓨터에 사용되는 LCD 조립체가 포함된다.
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 예시적인 전자 물품을 도시하며, 여기서 액정 디스플레이(LCD) 조립체(300)는 에지 랩(310)으로서 배치된 본 발명에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프(100)를 포함하고, 이에 의해, 액정(LCD) 전자 디스플레이(320)의 다양한 구성요소(예를 들어, LCD(350), 인듐-주석-산화물(ITO) 층(360), 및 드라이버 회로(340))를 LCD 조립체(300)의 금속 섀시(330)에 접지시킨다. 투명 하드 코트(370)가 LCD 유리(380)를 환경적 손상으로부터 보호한다.
전자 물품에서, 본 발명의 전기전도성 감압 접착 테이프는 액정 디스플레이(LCD) 구성요소의 랩핑(wrapping), EMI 차폐 및 접지, 및 정전기 방전(ESD) 손상으로부터의 드라이버 회로의 보호에 유용할 수 있다. 이들은 또한 유리하게는 차광, 화학적 차폐를 제공할 수 있고, 미적 전이부(aesthetic transition)로서 기능할 수 있다.
본 발명의 선택된 실시 형태
제1 실시 형태에서, 본 발명은,
중합체 매트릭스 내에 배치된 전기전도성 신축성 천 및 전기전도성 입자를 포함하고, 모든 방향으로 전기전도성이며, 서로 반대편에 있는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 전기전도성 감압 접착제 층; 및
전기전도성 감압 접착제 층의 제1 주 표면 상에 배치된 탄성 배킹
을 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제2 실시 형태에서, 본 발명은, 전기전도성 신축성 천이 크림핑된 위사 섬유(crimped weft fiber)를 갖는 직조 천을 포함하는, 제1 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제3 실시 형태에서, 본 발명은, 전기전도성 감압 접착제 층의 제2 표면 상에 배치된 이형 라이너를 추가로 포함하는, 제1 실시 형태 또는 제2 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제4 실시 형태에서, 본 발명은, 전기전도성 감압 접착제 층 반대편의 탄성 배킹 상에 배치된 이형 코팅을 추가로 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제3 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제5 실시 형태에서, 본 발명은, 전기전도성 감압 접착제 층이 모든 방향으로 전기전도성인, 제1 실시 형태 내지 제4 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제6 실시 형태에서, 본 발명은, 전기전도성 감압 접착제 층이 아크릴 중합체를 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제5 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제7 실시 형태에서, 본 발명은, 탄성 배킹이 탄성 중합체 필름을 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제6 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제8 실시 형태에서, 본 발명은, 탄성 배킹이 탄성 폴리우레탄 필름을 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제7 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제9 실시 형태에서, 본 발명은, 탄성 배킹이 탄성 전기전도성 신축성 천을 포함하는, 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제10 실시 형태에서, 본 발명은, 탄성 배킹이 탄성 전기전도성 신축성 천을 포함하고, 조합된 테이프 층들 전부의 두께를 통해 XYZ 전도성인, 제1 실시 형태 내지 제9 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 제공한다.
제11 실시 형태에서, 본 발명은, 제1 실시 형태 내지 제8 실시 형태 중 어느 한 실시 형태에 따른 신축성 전기전도성 접착 테이프를 통해 전기 연통하는 2개의 전기전도성 구성요소를 포함하는, 전자 물품을 제공한다.
제12 실시 형태에서, 본 발명은, 신축성 전기전도성 접착 테이프가 그의 적어도 하나의 에지를 따라 배치되는, 제11 실시 형태에 따른 전자 물품을 제공한다.
제13 실시 형태에서, 본 발명은, LCD 디스플레이 조립체를 포함하는, 제11 실시 형태 또는 제12 실시 형태에 따른 전자 물품을 제공한다.
본 발명의 목적 및 이점이 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 재료 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건 및 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
실시예
달리 기재되지 않는다면, 실시예 및 명세서의 나머지 부분에서의 모든 부, 백분율, 비 등은 중량 기준이다.
기계적 굽힘에 의한 전도성 테이프의 저항 변화 시험 방법
전도성 테이프의 조각(25.4 mm × 25.4 mm)을 표준 FR4 인쇄 회로 기판 재료(1.6 mm 두께)에, 2 인치(5.1 cm) × 3 인치(7.6 cm) 기판의 중앙에서 25.4 mm 이격된 한 쌍의 25.4 mm × 2 mm 전극들을 가로질러 적용한다. 굽힘 시험 동안, PCB의 2 인치(5.1 cm) 폭 단부들 중 하나를 제자리에 고정하여, 반대편 단부에서 400 사이클 동안 1 ㎏ 하중이 가해지고 제거되는 동안(4.45 mm의 최대 하향 휨이 야기됨) 기판이 수평으로 위치되게 한다. 통상적인 멀티미터(multi-meter)로 사이클링 동안 테이프 샘플을 가로지르는 저항을 모니터링한다.
비교예 A
비교예 A는 충전된 전도성 아크릴 접착제 및 30 마이크로미터 니켈/구리 코팅된 직조 천을 갖는 XYZ-축 전기전도성 단면 천 테이프 7750BF(미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터의 것)이었다.
실시예 1
본 실시예는 전기전도성 접착 테이프의 제조를 설명한다.
양면 전도성 접착 테이프의 제조:
대한민국 천안 소재의 거명 코포레이션(Geomyung Corp.)으로부터 SEN-7000(59% 고형물)으로 입수가능한 아크릴 공중합체 용액(390부)을 거명 코포레이션으로부터 GT75(45% 고형물)로 입수가능한 아이소시아네이트 가교결합제 5.85부, 캐나다 소재의 베일 인코(Vale Inco)로부터 T123로 입수가능한 니켈 분말 25부, 및 톨루엔 150부와 혼합하였다. 통상적인 고전단 혼합을 사용하여 성분들을 함께 혼합하였다. 생성된 혼합물을 노치 바(notch bar)를 사용하여 25 마이크로미터 두께의 실리콘 처리된 폴리에스테르(PET) 이형 라이너 상에 코팅하고, 이어서 코팅된 이형 라이너를 오븐에 통과시켜 가열하여, 용매를 제거하고 아크릴 공중합체의 가교결합을 일으켰다. 생성된 감압 접착제 층 두께는 25 마이크로미터였다.
이어서, 생성된 PSA 층/이형 라이너 조립체의 2 조각을 위사 얀(yarn)에 크림프가 있는 신축성 전기전도성 직조 천(대한민국 대구 소재의 일흥 EMT(Ilheoung EMT)로부터 D30-시폰(Chiffon)으로 입수가능함)의 대향 면들 상에, 천의 양면 상의 접착제 코팅된 PET 라이너에 의해 라미네이팅하였다. 접착제 층의 라미네이션 전에 90 마이크로미터로 캘린더링함으로써 150 마이크로미터의 원래의 천 두께를 감소시켰다.
금속화된 천 및 관련 라미네이팅된 접착제 층의 총 두께(즉, 이형 라이너를 제외한 것)는 라미네이션 동안 천 내로의 접착제의 일부 이동으로 인해 130 마이크로미터였다.
폴리우레탄-코팅된 이형 라이너의 제조:
대한민국 안산 소재의 청우(Cheongwoo)로부터 CH-L53 블랙(Black)으로 입수가능한 폴리우레탄 용액을, 노치 바를 사용하여 25 마이크로미터의 실리콘 처리된 PET 이형 라이너 상에 코팅하였다. 이어서, 코팅된 라이너를 오븐에 통과시킴으로써 건조시켜서 20 마이크로미터의 건조 폴리우레탄 필름 두께를 얻었다.
신축성 전도성 접착 테이프의 제조:
상기에서 제조된 건조 폴리우레탄 필름을 상기에서 제조된 양면 전도성 접착 테이프의 한쪽 면에 라미네이팅하였다. 폴리우레탄 배킹을 접착 테이프에 라미네이팅하기 전에, 전도성 접착제의 라미네이팅 면 상의 이형 라이너를 제거하였다. 양면 테이프 상에 우레탄 필름을 라미네이팅한 후에 폴리우레탄 필름 배킹 상의 이형 라이너를 제거하였다. 최종 구조체의 총 두께는 150 마이크로미터(이형 라이너를 제외함)였다.
실시예 1 및 비교예 A로부터의 테이프 샘플을 본 명세서에서 상기의 '기계적 굽힘에 의한 전도성 테이프의 저항 변화 시험 방법'에 따라 평가하였다. 결과가 도 5(실시예 1) 및 도 6(비교예 A)에 나타나 있다.
특허증을 위한 상기 출원에서의 모든 인용된 참고 문헌, 특허, 및 특허 출원은 전체적으로 일관된 방식으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 출원과 포함되는 참고 문헌의 부분들 사이에 불일치 또는 모순이 있는 경우, 전술한 설명에서의 정보가 우선할 것이다. 당업자가 청구되는 발명을 실시할 수 있게 하기 위해 주어진 전술한 설명은, 청구범위 및 그에 대한 모든 동등물에 의해 한정되는 본 발명의 범주를 제한하는 것으로 해석되지 않아야 한다.

Claims (13)

  1. 중합체 매트릭스 내에 배치된 전기전도성 신축성 천 및 전기전도성 입자를 포함하고, 모든 방향으로 전기전도성이며, 서로 반대편에 있는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 전기전도성 감압 접착제 층; 및
    전기전도성 감압 접착제 층의 제1 주 표면 상에 배치된 탄성 배킹
    을 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  2. 제1항에 있어서, 전기전도성 신축성 천은 크림핑된 위사 섬유(crimped weft fiber)를 갖는 직조 천(woven fabric)을 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  3. 제1항에 있어서, 전기전도성 감압 접착제 층의 제2 표면 상에 배치된 이형 라이너를 추가로 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  4. 제1항에 있어서, 전기전도성 감압 접착제 층 반대편의 탄성 배킹 상에 배치된 이형 코팅을 추가로 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  5. 제1항에 있어서, 전기전도성 감압 접착제 층은 모든 방향으로 전기전도성인, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  6. 제1항에 있어서, 전기전도성 감압 접착제 층은 아크릴 중합체를 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  7. 제1항에 있어서, 탄성 배킹은 탄성 중합체 필름을 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  8. 제1항에 있어서, 탄성 배킹은 탄성 폴리우레탄 필름을 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  9. 제1항에 있어서, 탄성 배킹은 탄성 전기전도성 신축성 천을 포함하는, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  10. 제1항에 있어서, 탄성 배킹은 탄성 전기전도성 신축성 천을 포함하고, 조합된 테이프 층들 전부의 두께를 통해 XYZ 전도성인, 신축성 전기전도성 접착 테이프.
  11. 제1항의 신축성 전기전도성 접착 테이프를 통해 전기 연통하는 2개의 전기전도성 구성요소를 포함하는, 전자 물품.
  12. 제11항에 있어서, 신축성 전기전도성 접착 테이프는 물품의 적어도 하나의 에지를 따라 배치되는, 전자 물품.
  13. 제12항에 있어서, LCD 디스플레이 조립체를 포함하는, 전자 물품.
KR1020197004599A 2016-07-28 2017-07-27 신축성 전기전도성 접착 테이프 KR20190033567A (ko)

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