KR20130010869A - 터치 패널 - Google Patents

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KR20130010869A
KR20130010869A KR1020120078768A KR20120078768A KR20130010869A KR 20130010869 A KR20130010869 A KR 20130010869A KR 1020120078768 A KR1020120078768 A KR 1020120078768A KR 20120078768 A KR20120078768 A KR 20120078768A KR 20130010869 A KR20130010869 A KR 20130010869A
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양세우
장석기
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Abstract

본 발명은 터치 패널에 관한 것이다. 본 발명의 터치 패널은, 기재; 및 상기 기재에 부착되어 있고, 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상인 점착제층을 가지며, 상기 점착제층이 아크릴 중합체 및 상기 아크릴 중합체 사슬내, 사슬의 측쇄 또는 말단에 티올 화합물이 결합되어 유도되는 티올 중합체를 함유하는 아크릴 중합물을 포함하는 형태로서, 상기 기재 필름과 점착제층의 계면 또는 도전체 박막과 점착제층의 계면으로 산소, 수분 또는 기타 이물질이 침투하는 것을 효과적으로 억제하고, 점착 계면에서 기포 등이 발생하여, 시인성 등의 광학적 물성이 저하되는 현상을 방지할 수 있다. 또한, 점착제층이 도전체 박막과 직접 부착되는 경우, 고온 또는 고온, 고습 조건과 같은 가혹 조건에 노출된 경우에도, 상기 도전체 박막의 저항의 변화를 효과적으로 억제하여, 터치 패널이 장기간 동안 안정적으로 구동되도록 할 수 있다.

Description

터치 패널{Touch panel}
본 발명은 터치 패널, 터치 패널용 점착제 조성물, 이를 이용한 양면 점착 테이프 및 터치 패널용 점착제 조성물의 제조 방법에 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 점착제가 사용된다. 이러한 점착제는 고온 또는 고온고습의 가혹 조건 하에서도 투명성을 유지하고, 박리력이 우수하며, 들뜸 및 박리 등을 억제할 수 있어야 한다. 또한, 상기 점착제는 기재로서 플라스틱 필름을 사용할 경우 보다 자주 문제가 되는 기포 발생을 효과적으로 억제할 것이 요구된다.
또한, 터치 패널 또는 터치 스크린의 구조에 따라서 점착제가 인듐 주석 산화물(ITO: Indium Tin Oxide)의 박막 등과 같은 도전체 박막에 직접 부착되는 경우에는, 장기간 사용 시에도 패널의 구동이 안정적으로 이루어질 수 있도록 도전체 박막의 저항 변화를 억제하는 특성도 점착제에 요구된다.
본 발명은 터치 패널, 터치 패널용 점착제 조성물, 이를 이용한 양면 점착 테이프 및 터치 패널용 점착제 조성물의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
기재; 및 상기 기재에 부착되어 있는 점착제층을 포함하고,
상기 점착제층은 아크릴 중합체; 및
아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 함유하는 아크릴 중합물을 포함하고,
상기 점착제층은 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상인 터치 패널 에 대한 것이다.
본 명세서에서 터치 패널과 터치 스크린은 서로 동일한 대상을 지칭한다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
본 발명의 터치 패널은 점착제를 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 일반적인 소재의 구조라면 모두 포함될 수 있다. 예를 들면, 본 발명의 터치 패널은, 저항막 방식의 터치 패널 또는 정전 용량 방식의 터치 패널일 수 있다.
상기 터치 패널의 기본이 되는 구조는 도 1에 나타난 바와 같다.
도 1에 나타난 구조는, 기재(12)와 상기 기재(12)의 일면에 점착제층(11)이 부착되어 있는 구조이며, 상기 기재는 플라스틱 필름으로 구성될 수 있다.
본 발명의 하나의 예시에서, 상기 터치 패널은, 도 2에 나타난 바와 같이, 일면에 도전체 박막(22)이 형성되어 있는 플라스틱 기재 필름(24)과 기판(23)이 점착제층(21)에 의해 부착되어 있는 구조를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 예시에서, 상기 터치 패널은, 도 3에 나타난 바와 같이, 도전체 박막(33)이 형성되어 있는 플라스틱 기재 필름(36)과 기판(35)이 점착제층(31)에 의해 부착되어 있는 구조에 추가로, 상기 플라스틱 기재 필름(36)과 또 다른 도전체 박막(34)이 형성되어 있는 플라스틱 기재 필름(37)이 점착제층(32)에 의해 부착되어 있는 구조로 된 다층 구조의 멀티 터치 기능을 갖는 터치 패널일 수 있다.
본 발명의 터치 패널에 포함되는 기재(예를 들면, 도 1의 12, 도 2의 24, 도 3의 36 또는 37)의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 본 발명에서는, 상기 기재로서, 투명성을 가지는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있고, 구체적으로는, 폴리에스테르 필름, 아크릴 수지 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리아미드 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리스티렌 필름, 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌과 같은 폴리올레핀 필름 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 폴리에스테르 필름 또는 폴리카보네이트 필름 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 터치 패널에 포함되는 기판(예를 들면, 도 2의 23, 도 3의 35)의 종류도 특별히 제한되지 않으며, 유리, 플라스틱 등 투명성을 가지는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 기재의 두께는 특별히 제한되지 않고, 기재가 적용되는 개소에 따라서 적절히 설정할 수 있다. 예를 들면, 상기 기재는, 약 3 ㎛ 내지 300 ㎛, 바람직하게는 약 5 ㎛ 내지 250 ㎛, 더욱 바람직하게는 10 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다.
또한, 상기 기재 또는 기판에 형성되는 도전체 박막은, 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, 바람직하게는 진공 증착법 또는 스퍼터링법으로 형성할 수 있다.
도전체 박막을 구성하는 소재로는, 금, 은, 백금, 팔라듐, 구리, 알루미늄, 니켈, 크롬, 티탄, 철, 코발트, 주석 및 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 등으로 이루어지는 다른 금속 산화물이 사용되고, 상기 도전체 박막은 결정층 또는 비결정층일 수 있다. 본 발명에서는 바람직하게는, 인듐 주석 산화물(ITO; Indium Tin Oxide)을 사용하여 도전체 박막을 형성할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기와 같은 도전체 박막의 두께는, 연속 피막의 형성 가능성, 도전성 및 투명성 등을 고려하여, 약 10 nm 내지 300 nm, 바람직하게는 약 10 nm 내지 200 nm로 조절할 수 있다.
본 발명에서 상기 도전체 박막은, 앵커층 또는 유전체층을 매개로 플라스틱 기재 필름상에 형성되어 있을 수도 있다. 앵커층 또는 유전체층은, 도전체 박막과 기재 필름의 밀착성을 향상시키고, 내찰상성 또는 내굴곡성을 개선할 수 있다. 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. 앵커층 또는 유전체층은 통상적으로 약 100 nm 이하, 구체적으로는 15 nm 내지 100 nm, 보다 구체적으로는 20 nm 내지 60 nm의 두께로 형성할 수 있다.
본 발명에서 도전체 박막이 형성되는 기재 또는 기판에는, 코로나 방전 처리, 자외선 조사 처리, 플라즈마 처리 또는 스퍼터 에칭 처리 등의 적절한 접착 처리가 수행되어 있을 수 있다.
본 발명의 터치 패널은, 상기 기재 및 그 기재에 형성된 도전체 박막에 부착되어 있는 점착제층을 포함한다.
본 발명에서 상기 점착제층은, 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상, 바람직하게는 2,000g/25mm 이상, 보다 바람직하게는 2,300g/25mm 이상일 수 있다. 박리력이 너무 낮은 경우는, 내구성 및 기포 억제 효과가 저하되고, 들뜸 및 박리가 쉽게 유발된다. 박리력의 상한은 특별히 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 점착제층은 ITO의 저항 변화율이 10% 이하, 바람직하게는 8% 이하일 수 있다. 저항 변화율이 10%보다 큰 경우에는, 터치패널의 구동 안정성이 저하된다.
상기 저항 변화율(△R )은 하기 일반식 1로 나타낼 수 있다.
[일반식 1]
△R=[(R-Ri)/Ri]×100
상기 일반식 1에서, △R은 저항변화율을 나타내며, Ri는, 상기 점착제층을 ITO 전극에 부착한 후에 측정한 상기 ITO 전극의 초기 저항을 나타내고, R은 상기 점착제층이 부착된 ITO 전극을 60℃ 및 90% 상대 습도에서 240 시간 동안 유지한 후에 측정한 상기 ITO 전극의 저항이다. 본 발명에서 상기와 같은 저항 변화율을 측정하는 구체적인 방식은, 후술하는 실시예에 기재된 방식을 채용한다. 또한, 상기 저항 변화율은 수치가 낮을수록, 터치 패널의 안정적인 구동을 보장하는 것으로 그 하한 수치는 제한되지 않는다.
본 발명에서 상기 점착제층은, 아크릴 중합체 및 티올 중합체를 함유하는 아크릴 중합물을 포함한다.
본 발명에서 아크릴 중합물은, 아크릴 단량체로부터 유도되는 아크릴 중합체 및 아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 함유하고 있는 것을 의미한다.
본 발명에서 상기 아크릴 중합물은 중량평균분자량이 20만 내지 250만, 바람직하게는 30만 내지 200만, 보다 바람직하게는 40만 내지 180만일 수 있다. 중합물의 중량평균분자량이 지나치게 낮으면, 내구성이 저하될 수 있고, 지나치게 높으면, 코팅성 등의 작업성이 저하되거나, 휨 방지성이 저하될 수 있으므로, 전술한 범위로 조절되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 상기 아크릴 중합물은 다분산지수(PDI: polydispersity index)가 4.0 이상, 바람직하게는 5.0 이상일 수 있다. 본 발명에서 다분산지수는, 상기 중합물의 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)을 그 중합물의 수평균분자량(Mn: Number Average Molecular Weight)으로 나눈 수치(Mw/Mn)이고, 상기 중량평균분자량 및 수평균분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)와 같은 공지된 방법으로 측정할 수 있다. 본 발명에서 상기 아크릴 중합물의 다분산지수를 4.0 이상으로 조절함으로써, 점착제의 흐름성이 확보되고, 부착력이 개선되어 접착력을 확보할 수 있다. 반면, 다분산 지수가 4.0보다 작은 경우 응집력이 증가하지만 흐름성이 저하되어 접착력이 감소될 수 있다.
본 발명의 하나의 예시에서, 상기 아크릴 중합물은, 아크릴 중합체를 포함할 수 있으며, 상기 아크릴 중합체는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 및 가교성 관능기를 제공하는 공중합성 단량체를 중합된 형태로 포함할 수 있다.
상기에서 (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 응집력, 유리전이온도 및 점착성 등의 물성을 고려하여, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 이러한 알킬 (메타)아크릴레이트의 예로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라 데실 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 이 중 1종 또는 2종 이상이 수지에 중합된 형태로 포함될 수 있다.
가교성 관능기를 제공하는 공중합성 단량체는 아크릴 중합물에 다관능성 가교제와 반응할 수 있는 가교성 관능기를 제공할 수 있다. 이와 같은 가교성 관능기의 예로는, 히드록시기, 카복실기, 질소 함유기, 에폭시기 또는 이소시아네이트기 등을 들 수 있고, 바람직하게는 히드록시기, 카복실기 또는 질소 함유기일 수 있다. 아크릴 중합물의 제조 분야에서는 상기와 같은 가교성 관능기를 아크릴 중합물에 제공할 수 있는 다양한 공중합성 단량체가 공지되어 있고, 본 발명에서는 상기와 같은 단량체를 제한 없이 사용할 수 있다. 예를 들어, 히드록시기를 가지는 공중합성 단량체로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 사용할 수 있고, 카복실기를 가지는 공중합성 단량체로는, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 다이머(dimer), 이타콘산, 말레산 또는 말레산 무수물 등을 사용할 수 있으며, 질소 함유기를 가지는 공중합성 단량체로는, (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서, 아크릴 중합물은, (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 90 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 관능기를 제공하는 공중합성 단량체 0.1 중량부 내지 10 중량부를 중합된 단위로 포함할 수 있다. 본 발명에서 단위 「중량부」는 중량 비율을 의미한다. 단량체 간의 중량 비율을 상기와 같이 조절하여, 점착제층의 초기 접착력, 내구성 및 박리력 등의 물성을 효과적으로 유지할 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 아크릴 중합물은 이 분야의 통상의 중합 방식, 예를 들면, 용액 중합(Solution polymerization), 광중합(Photo polymerization), 괴상 중합(Bulk polymerization), 현탁 중합(Suspension polymerization) 또는 유화 중합(Emulsion polymerization) 등과 같은 방식으로 제조할 수 있고, 바람직하게는 용액 중합 방식으로 제조할 수 있다.
본 발명에서, 상기 아크릴 중합물은 아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 포함할 수 있다.
상기 티올 중합체는 상기 티올 화합물을 상기 (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 중합 반응의 개시 후 중합 반응 종료 전에 투입하여 형성함으로써, 상기 티올 화합물은 잔류 모노머와 반응하고, 저분자량의 티올 중합체를 형성하여, 도전체 박막에 부착시 도전체 박막의 변질을 막아주어 도전체 박막의 저항 변화를 효과적으로 억제할 수 있다. 구체적으로, 티올 화합물을 단량체 혼합물의 중합 반응 개시 후 1분 후부터, 상기 중합 반응의 종료 15분 전까지의 사이에 투입하거나, 티올 화합물을 단량체 혼합물의 전환율이 5%가 되는 시점부터 최종 전환율의 95%가 되는 시점 사이에 투입하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 반응 종료 시점은 원하는 전환율에 도달한 시점을 의미한다. 상기 티올 화합물을 (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 중합 반응 개시와 동시에 투입할 경우, 상기 티올 화합물이 연쇄 이동제로 작용되어 전술한 아크릴 중합물의 다분산지수를 4.0 이상으로 조절하기 어려울 수 있으며, 따라서, 상기 티올 화합물을 중합 반응의 개시 후 중합 반응 종료 전에 투입하여 티올 중합체를 형성함으로써, 터치 패널의 제조시 티올 화합물이 첨가됨에도 불구하고 다분산 지수를 일정 수준 이상으로 유지하여 접착력을 확보함과 동시에, 티올 중합체를 통하여 도전체 박막의 저항 변화를 효율적으로 억제할 수 있다.
상기 티올 화합물은 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 화합물인 것이 바람직하나, 이에 제한되지 않는다:
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
상기 화학식 1 내지 4에서, A1 내지 A3은, 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌이고, R1은 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬이며, R2는 수소, 알킬기 또는 -A4-C(-A5-O-C(=O)-A6-SH)nR(3-n)이며, 상기에서 A4 내지 A6은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌이고, R은, 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬이며, n은 1 내지 3의 정수이다.
상기 티올 화합물은, 상기 화학식 1 내지 4에서 A1은 탄소수 1 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬렌인 것이 보다 바람직하다.
상기 티올 화합물은, 상기 화학식 1 내지 4에서 R1은 탄소수 3 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기인 것이 보다 바람직하다.
상기 티올 화합물은, 상기 화학식 1 내지 4에서 A2는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬렌인 것이 보다 바람직하다.
상기 티올 화합물은, 상기 화학식 1 내지 4에서 A3은 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬렌이며, R2는 수소, 탄소수 4 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬기 또는 -A4-C(-A5-O-C(=O)-A6-SH)nR(3-n)이며, 상기에서 A4 내지 A6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄상 알킬렌이고, n은 2또는 3인 것이 더욱 바람직하다. 특히, 상기 알킬, 알킬렌 등은 당분야에서 통상적으로 사용되는 치환기로 치환될 수 있으며, 그 치환기로는 티올기, 수산기, 카르복시기 등을 포함하되, 바람직하게는 티올기가 적합하다.
상기 티올 화합물은, 구체적으로 n-도데칸 티올, t-부틸 머캅탄, n-부틸 머캅탄, 1-옥타데칸 티올, 트리메틸올 프로판 트리스(3-머캅토 티올), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-머캅토 프로피오네이트) 및 글리콜 디머캅토아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 가장 적합하다.
한편, 본 발명에서 상기 점착제층에 적용되는 조성물의 경화물이 열경화형 조성물로 구성될 경우, 상기 점착제층 또는 조성물은 다관능성 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 이와 같은 가교제는 아크릴계 중합체에 포함되는 극성 관능기와의 반응을 통해 수지 경화물(점착제)의 응집력을 개선하고, 가교 구조를 부여하며, 점착 특성을 조절하는 역할을 한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 가교제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물, 아지리딘 화합물 또는 금속 킬레이트 화합물 등을 사용할 수 있으며, 수지에 포함되어 있는 가교성 관능기의 종류를 고려하여, 1종 또는 2종 이상의 가교제를 적절히 선택할 수 있다. 이소시아네이트 화합물로는, 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트(isophorone diisocyanate), 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등이나, 상기 중 하나 이상의 이소시아네이트 화합물과 폴리올의 부가 반응물 등을 사용할 수 있으며, 상기에서 폴리올로는 트리메틸올프로판 등이 사용될 수 있다. 또한, 에폭시 화합물로는 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸롤프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 또는 글리세린 디글리시딜에테르 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있고, 아지리딘 화합물로는 N,N'-톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4`-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 또는, 트리-1-아지리디닐포스핀옥사이드 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 금속 킬레이트 화합물로는, 다가 금속이 아세틸 아세톤이나 아세토초산에틸 등에 배위한 상태로 존재하는 화합물을 사용할 수 있고, 상기에서 다가 금속의 종류로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 또는 바나듐 등이 있다.
본 발명의 점착제층에서 다관능성 가교제는 아크릴계 수지 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 포함될 수 있고, 이러한 범위에서 점착제층의 내구성 및 점착 물성 등을 효과적으로 제어할 수 있다.
본 발명의 점착제층에는, 전술한 성분에 추가로 실란 커플링제; 점착 부여제; 에폭시 수지; 자외선 안정제; 산화 방지제; 조색제; 보강제; 충진제; 소포제; 계면 활성제 또는 가소제 등과 같은 첨가제를 1종 또는 2종 이상의 추가로 포함할 수 있다.
본 발명은, 또한, 아크릴 중합체 및 아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 포함하는 아크릴 중합물을 포함하며, 점착제층으로 형성되었을 때 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상이고, ITO 전극의 저항 변화율이 10% 이하인 터치패널용 점착제 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 터치 패널용 점착제 조성물은, 예를 들면, 상술한 바와 같은 구조의 터치 패널에 적용되기 위한 것일 수 있다. 구체적으로는 기재; 및 상기 기재에 부착되어 있는 점착제층을 포함하는 터치 패널의 상기 점착제층에 적용되기 위한 것일 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 점착제 조성물은, 상기 일반식 1의 [(R-Ri)/Ri]× 100로 규정되는 저항 변화율이 10% 이하, 바람직하게는 8% 이하로서, 전술한 바와 같다. 상기와 같은 저항 변화율을 측정하는 구체적인 방식은, 후술하는 실시예에 기재된 방식을 채용한다.
본 발명은, 또한, 아크릴 중합체 및 상기 아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 포함하는 아크릴 중합물을 포함하며, 점착제층으로 형성되었을 때 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상인 터치패널용 점착제 조성물로 형성된 점착제층을 가지는 터치패널용 점착 테이프에 관한 것이다.
도 4는, 본 발명의 하나의 예시에 따른 양면 점착 테이프를 나타내는 것으로, 상기 점착 테이프는, 상기 점착제층(41) 및 그 양면에 형성된 이형 필름(42, 43)을 추가로 포함할 수 있다.
양면 점착 테이프가 이형 필름을 포함할 경우, 점착제층이 가지는 2장의 이형 필름에 대한 박리력은 서로 다르게 설정될 수 있다. 예를 들면, 도 4에 나타난 구조에서, 하나의 이형 필름(43)에 대한 점착제층(41)의 박리력이 다른 이형 필름(42)에 대한 점착제층(42)의 박리력보다 높게 설정될 수 있다. 이와 같은 구조의 양면 점착 테이프는, 이형 필름의 종류를 적절히 선택하거나, 점착제층(41)의 경화도를 조절함으로써 형성할 수 있다.
본 발명에서 상기와 같은 이형 필름의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 공지된 다양한 이형 필름을 제한 없이 사용할 수 있으며, 그 두께는, 예를 들면, 약 5 ㎛ 내지 150 ㎛ 정도로 조절할 수 있다.
상기 본 발명의 점착제 조성물의 제조 방법은, 아크릴 단량체를 포함하는 단량체 혼합물에 개시제를 투입하여 상기 단량체 혼합물의 중합을 개시하는 단계, 및 중합 반응 개시 후 중합 반응 종료 전에 티올 화합물을 첨가하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 중합 반응이 개시된 후부터 상기 중합 반응이 종료하기 전에 티올 화합물을 중합 반응계에 투입하는 단계는, 구체적으로, 티올 화합물을 단량체 혼합물의 중합 반응 개시 후 1분 후부터, 상기 중합 반응의 종료 15분 전까지의 사이에 투입하거나, 티올 화합물을 단량체 혼합물의 전환율이 5%가 되는 시점부터 최종 전환율의 95%가 되는 시점 사이에 투입하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 반응 종료 시점은 원하는 전환율에 도달한 시점을 의미한다. 이에 따른 효과는 전술한 바와 같다.
상기 단량체 및 티올 화합물과 관련한 구체적인 사항은 전술한 바와 같다. 또한, 개시제의 종류 및 함량은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.01 내지 1 중량부를 사용할 수 있다.
또한, 가교제 및 기타 첨가제를 추가로 배합하여 점착제 조성물을 제조할 수도 있다. 상기 가교제 및 첨가제와 관련한 구체적인 사항은 전술한 바와 같다.
또한, 상기 중합 반응 개시 후 중합 반응 종료 전에 티올 화합물을 첨가하는 단계에서, 상기 티올 화합물을 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.005 중량부 내지 0.5 중량부, 보다 바람직하게는 0.01 중량부 내지 0.1 중량부로 첨가 하여 티올 중합체를 유도함으로써 도전체 박막의 저항변화 억제 성능을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서, 상기와 같은 점착제층을 형성하고, 양면 점착 테이프를 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명의 점착제 조성물 또는 그 조성물을 적절한 용제에 희석하여 점도를 조절한 코팅액을 이형 필름 상에 코팅하고, 경화시켜 점착제층을 형성하고, 다른 이형 필름을 라미네이트하여 양면 점착 테이프를 제조할 수 있다. 또한, 상기 코팅은, 반드시 이형 필름상에 수행될 필요는 없고, 적절한 다른 공정 기재 상에 수행될 수도 있다. 또한, 코팅된 코팅액의 경화 공정은, 코팅층을 적절한 조건에서 건조하여 수행할 수 있고, 필요할 경우, 상기 건조 공정 후 또는 건조 공정과 동시에 가열 등의 방식으로 점착제 조성물에 포함된 아크릴계 수지를 다관능성 가교제로 가교시키는 공정을 수행할 수도 있다. 그러나, 가교 공정은 반드시 점착제층의 형성 과정에서 수행되어야 하는 것은 아니며, 터치 패널에 적용되는 과정에서 수행되어도 무방하다.
예를 들어, 양면 점착 테이프가 상술한 바와 같은 구조의 터치 패널에 적용되는 경우, 상기 점착제층을 기재 또는 그 기재에 형성된 도전체 박막에 도포하고, 적절한 가교 처리를 통하여 아크릴계 수지를 가교시켜도 된다.
본 발명은 기포발생을 효과적으로 억제하고 가혹 조건 하에서도 박리력이 우수한 점착제를 제공하며, 점착제층이 도전체 박막과 직접 부착되는 경우, 상기 도전체 박막의 저항의 변화를 효과적으로 억제하여, 터치 패널이 장기간 동안 안정적으로 구동되도록 할 수 있다.
도 1 내지 3은, 본 발명의 하나의 예시에 따른 터치 패널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 하나의 예시에 따른 양면 점착 테이프를 나타내는 도면이다.
도 5는, 본 발명에서 저항 변화율을 측정하는 방식을 설명하는 설명도이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
본 실시예에서의 각 물성은 하기 방식으로 평가하였다.
1. 내구성 테스트
양면에 하드코팅이 형성되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 100 ㎛)의 하드코팅면과 폴리카보네이트 시트(두께: 1 mm)를 점착제층을 매개로 부착하고, 50mm×100mm(가로×세로) 크기로 재단한 후, 60℃ 및 5기압 조건에서 30분간 오토클레이브 처리하여 샘플을 제조하였다. 그 후 샘플을 80℃에서 240시간을 방치한 후, 내구성을 평가하였다.
내구성은, 상기 각 조건에서 방치 후에 기포, 및 들뜸, 박리 발생 여부를 관찰하여 평가하였으며, 상기 각 물성의 구체적인 측정 방법과 기준은 하기와 같다.
<기포 발생 평가>
○: 광학 현미경으로 관찰 시에 점착 계면에서 기포가 발생하지 않았거나, 직경이 100 ㎛ 이하인 기포가 소량 분산되어 관찰되는 경우
×: 광학 현미경으로 관찰 시에 점착 계면에서 직경이 100 ㎛ 이상인 기포가 발생하였거나, 직경이 100 ㎛ 이하인 기포가 다량 군집된 상태로 관찰되는 경우
<들뜸 및 박리 평가>
○: 점착 계면에서 들뜸 및 박리의 발생이 없는 경우
×: 점착 계면에서 들뜸 또는 박리가 발생한 경우
2. 저항 변화율 테스트
저항 변화율의 측정은 도 5에 나타난 바와 같은 방식으로 측정하였다. 우선, 시판되고 있는 것으로서, 일면에 ITO 박막(20)이 형성되어 있는 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(10)(이하, 「도전성 PET」)를 30mm×50mm(폭×길이)의 크기로 재단하였다. 그 후, 도 5에 나타난 바와 같이, 필름의 양 끝단에 폭이 10 mm가 되도록 은 페이스트(Silver Paste)(30)를 도포하고, 150℃에서 30분 동안 소성하였다. 이어서, 상기 소성된 필름 상에 실시예 등에서 제조된 것으로 양면에 이형 필름(51)이 형성되어 있는 양면 점착 테이프를 30mm×40mm(폭×길이)의 크기로 재단한 후, 일면의 이형 필름을 제거하고, 점착제층(40)을 중심을 도전성 PET(10, 20)의 중심과 맞추어 부착하였다. 그 후, 통상적인 저항 측정기(60)를 사용하여 초기 저항(Ri)을 측정하였다. 초기 저항 측정 후에 도 4의 구조의 시편을 60℃ 및 90% 상대 습도에서 240 시간 동안 방치한 다음, 동일하게 측정기(60)로 저항(R)을 측정하고, 각각의 수치를 하기 수학식 1에 대입하여, 저항 변화율(P)을 측정하였다.
[수학식 1]
P = [(R-Ri)/Ri]×100
3. 박리력 테스트
박리력의 측정은 제조된 양면 점착 테이프를 1인치 폭으로 준비한 후, 폴리카보네이트 적층체를 피착체로 하여 2kg 롤러로 2회 왕복하여 부착시켰다. 부착 후 30분 경과 뒤에, 인장시험기(Texture Analyzer)를 사용하여 상온에서 180° 박리력(박리속도: 300 mm/min)을 측정하였다. 상기 측정은 하나의 샘플 당 3회 이상 수행하여, 그 평균값을 하기 표 2에 기재하였다.
4. 중량평균분자량 및 다분산지수 평가
아크릴 중합물의 중량평균분자량 및 다분산지수는 GPC를 사용하여, 이하의 조건으로 측정하였다. 검량선의 제작에는, Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하여, 측정 결과를 환산하였다.
<중량평균분자량 측정 조건>
측정기: Agilent GPC(Agilent 1200 series, 미국)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: 테트라히드로푸란
유속: 1.0 mL/min
농도: ~ 2 mg/mL (100 ㎕ injection)
[아크릴 중합물 제조]
제조예 1. 아크릴 중합물(A)의 제조
내부에 질소가스가 환류되고, 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치를 설치한 1L 반응기에 n-부틸 아크릴레이트(n-BA) 58 중량부, 메틸아크릴레이트(MA) 40 중량부 및 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 2 중량부를 투입하였다. 이어서, 에틸아세테이트(EAc) 150 중량부를 용제로 투입하고, 산소 제거를 위하여 질소 가스를 60분 동안 퍼지(purging)하고, 온도를 60℃로 유지한 상태에서 반응 개시제인 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.04 중량부를 투입하여 반응을 개시시켰다. 티올 화합물로는 n-도데칸 티올 0.01 중량부를 반응 개시 후 4시간 후에 투입하였다. 1시간 추가 반응을 시킨 후 반응물을 에틸아세테이트(EAc)로 희석하여, 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 70만이며, 다분산지수(Mw/Mn)가 5.2인 아크릴 중합물(A)을 제조하였다.
제조예 2. 아크릴 중합물(B)의 제조
티올 화합물로서 n-도데칸 티올 0.02 중량부를 투입한 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 71만이며, 다분산지수가 5.8인 아크릴 중합물(B)을 제조하였다.
제조예 3. 아크릴 중합물(C)의 제조
티올 화합물로서 n-도데칸 티올 0.04 중량부를 투입한 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 75만이며, 다분산지수가 5.7인 아크릴 중합물(C)을 제조하였다.
제조예 4. 아크릴 중합물(D)의 제조
티올 화합물로서 n-도데칸 티올 0.1 중량부를 투입한 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 73만이며, 다분산지수가 6.9인 아크릴 중합물(D)을 제조하였다.
제조예 5. 아크릴 중합물(E)의 제조
티올 화합물로서 n-도데칸 티올 0.04 중량부를 반응 개시 후 2시간 후에 투입한 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 63만이며, 다분산지수가 5.5인 아크릴 중합물(E)을 제조하였다.
제조예 6. 아크릴 중합물(F)의 제조
티올 화합물로서 n-옥틸 머캅탄을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 69만이며, 다분산지수가 5.1인 아크릴 중합물(F)을 제조하였다.
제조예 7. 아크릴 중합물(G)의 제조
티올 화합물로서 n-노닐 머캅탄을 사용한 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 71만이며, 다분산지수가 5.3인 아크릴 중합물(G)을 제조하였다.
제조예 8. 아크릴 중합물(H)의 제조
티올 화합물로서 n-도데칸 티올 0.04 중량부를 단량체와 함께 투입하여 반응시킨 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 70만이며, 다분산지수가 2.6인 아크릴 중합물(H)을 제조하였다.
제조예 9. 아크릴 중합물(I)의 제조
티올 화합물을 투입하지 않은 것을 제외하고는, 제조예 1에 준한 방식으로 고형분이 30 중량%이고, 중량평균분자량이 73만이며, 다분산지수가 5.9인 아크릴 중합물(I)을 제조하였다.
[양면 점착 테이프 제조]
실시예 1
제조예 1에서 얻어진 아크릴 중합물을 점착 수지로 사용하고, 상기 점착 수지 100 중량부(고형분)에 대하여, 이소시아네이트 가교제(TDI, 톨루엔 디이소시아네이트) 0.3 중량부(고형분)를 균일하게 혼합하여 점착 조성물을 제조하였다.
상기 점착 용액을 일면에 이형 처리가 되어있는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름(두께: 50㎛)의 이형 처리면에 코팅하고, 120℃에서 3분 동안 처리하여, 도막 두께가 50 ㎛인 투명한 점착층을 형성하였다. 이어서, 상기 점착제층의 다른 면에 이형 처리된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(두께: 50㎛)의 이형 처리면을 라미네이트하여, 도 4에 나타난 구조의 양면 점착 테이프를 제조하였다.
실시예 2
제조예 2의 아크릴 중합물(B)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
실시예 3
제조예 3의 아크릴 중합물(C)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
실시예 4
제조예 4의 아크릴 중합물(D)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
실시예 5
제조예 5의 아크릴 중합물(E)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
실시예 6
제조예 6의 아크릴 중합물(F)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
실시예 7
제조예 7의 아크릴 중합물(G)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
비교예 1
제조예 8의 아크릴 중합물(H)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
비교예 2
제조예 9의 아크릴 중합물(I)를 사용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 양면 점착 테이프를 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예의 조성을 하기 표 1에 나타내었다.
구분 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2
아크릴 중합체
( 중량부 ) 		BA 58 58 58 58 58 58 58 58 58
MA 40 40 40 40 40 40 40 40 40
HEA 2 2 2 2 2 2 2 2 2
개시제 AIBN
( 중량부 ) 		0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04


티올
화합물
( 중량부 )
n- 도데칸티올 0.01 0.02 0.04 0.1 0.04 - - 0.04 0
n- 옥틸 머캅탄 - - - - - 0.01 - - -
n-노닐 머캅탄 - - - - - - 0.01 - -
투입시간 4시간 4시간 4시간 4시간 2시간 4시간 4시간 단량체와 함께 투입 -
가교제 TDI
( 중량부 ) 		0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
BA : n-부틸 아크릴레이트
MA : 메틸아크릴레이트
HEA : 히드록시에틸아크릴레이트
AIBN : 아조비스이소부티로니트릴
TDI : 톨루엔 디이소시아네이트
상기 각 실시예 및 비교예에 대하여 측정한 전환율, 중량평균 분자량, 다분산지수, 내구성 테스트 및 저항 변화율 테스트 결과는 하기 표 2에 나타난 바와 같다.

구분		 실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 1 2
아크릴 중합물
M w (만) 70 71 75 73 63 69 71 70 73
다분산지수 5.2 5.8 5.7 6.9 5.5 5.1 5.3 2.6 5.9
기포 발생 억제성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
들뜸/박리 평가 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
박리력(g/25 mm )
피착제 PC 시트 		2400 2380 2450 2460 2500 2430 2410 1820 2420
저항 변화율(%) 7 6 5 5 7 7 7 5 18
M w : 중량평균분자량
상기 표 2로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 점착제층의 경우, 터치 패널에서 요구되는 다양한 물성을 모두 만족시키고, 특히 ITO에 대한 저항변화율이 우수한 점착제 및 이를 이용한 양면 점착 테이프를 제조할 수 있다.
1, 2, 3: 터치 패널의 기본 구조
11, 21, 31, 32, 41: 점착제층
23, 35: 기판
22, 33, 34: 도전체 박막
12, 24, 36, 37: 기재
4: 양면 점착 테이프
42, 43: 이형 필름
10: PET 필름 20: ITO 박막
30: 은페이스트 40: 점착제층
51: 이형 필름 60: 저항 측정기

Claims (17)

  1. 기재; 및 상기 기재에 부착되어 있는 점착제층을 포함하고,
    상기 점착제층은 아크릴 중합체; 및
    아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 함유하는 아크릴 중합물을 포함하고,
    상기 점착제층은 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상인 터치 패널.
  2. 제 1 항에 있어서, 기재의 적어도 일면에는 도전체 박막이 추가로 형성되어 있고, 점착제층이 상기 도전체 박막에 직접 부착되어 있는 터치 패널.
  3. 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합물은 중량평균분자량이 20만 내지 250만인 터치 패널.
  4. 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합물은 다분산지수가 4.0 이상인 터치 패널.
  5. 제 1 항에 있어서, 아크릴 중합체는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체를 중합된 형태로 포함하는 터치 패널.
  6. 제 1 항에 있어서, 점착제층은, 아크릴 중합물을 가교시키는 다관능성 가교제를 추가로 포함하는 터치 패널.
  7. 제 1 항에 있어서, 점착제층은, ITO 전극의 저항 변화율이 10% 이하인 터치 패널.
  8. 제 1 항에 있어서, 티올 화합물은 하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 화합물인 터치 패널:
    [화학식 1]
    Figure pat00005

    [화학식 2]
    Figure pat00006

    [화학식 3]
    Figure pat00007

    [화학식 4]
    Figure pat00008

    상기 화학식 1 내지 4에서, A1 내지 A3은, 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌이고, R1은 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기이며, R2는 수소, 알킬기 또는 -A4-C(-A5-O-C(=O)-A6-SH)nR(3-n)이며, 상기에서 A4 내지 A6은 각각 독립적으로 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬렌이고, R은, 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬이며, n은 1 내지 3의 정수이다.
  9. 제 8 항에 있어서, R1은 탄소수 3 내지 20의 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기인 터치 패널.
  10. 아크릴 중합체; 및
    아크릴 단량체 및 티올 화합물로부터 유도되는 티올 중합체를 함유하는 아크릴 중합물을 포함하며, 점착제층으로 형성되었을 때 폴리카보네이트 시트에 대한 박리력이 1,900g/25mm 이상인 터치패널용 점착제 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서, 점착제층은, ITO 전극의 저항 변화율이 10% 이하인 터치 패널용 점착제 조성물.
  12. 제 10 항에 있어서, 기재, 및 상기 기재에 부착되어 있는 점착제층을 포함하는 터치 패널의 상기 점착제층에 적용되는 터치 패널용 점착제 조성물.
  13. 제 10 항에 따른 조성물의 경화물인 점착제층을 가지는 터치 패널용 양면 점착 테이프.
  14. (1) 아크릴 단량체를 포함하는 단량체 혼합물에 개시제를 투입하여 상기 단량체 혼합물의 중합을 개시하는 단계; 및
    (2) 중합 반응 개시 후 중합 반응 종료 전에 티올 화합물을 첨가하는 단계
    를 포함하는 터치패널용 점착제 조성물의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 티올 화합물을 단량체 혼합물의 중합 반응 개시 후 1분 후부터, 상기 중합 반응의 종료 15분 전까지의 사이에 투입하는 터치 패널용 점착제 조성물의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서, 티올 화합물을 단량체 혼합물의 전환율이 5%가 되는 시점부터 최종 전환율의 95%가 되는 시점 사이에 투입하는 터치 패널용 점착제 조성물의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서, 단량체 혼합물 100 중량부에 대하여 티올 화합물 0.001 중량부 내지 5 중량부를 첨가하는 터치 패널용 점착제 조성물의 제조 방법.
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