KR101969339B1

KR101969339B1 - 경화성 조성물

Info

Publication number: KR101969339B1
Application number: KR1020150093534A
Authority: KR
Inventors: 우동현; 양세우; 황지영; 박민수; 박은숙; 이지영
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2015-06-30
Filing date: 2015-06-30
Publication date: 2019-04-16
Also published as: KR20170003179A

Abstract

본 출원은, 경화성 조성물, 이의 경화물 및 이의 용도에 관한 것으로, 예시적인 경화성 조성물은 광학적으로 투명하고 장기 내구성이 우수한 경화물을 제조할 수 있으므로, 표시 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합 (Directing Bonding)에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

경화성 조성물{Curable Composition}

본 출원은 경화성 조성물, 이의 경화물 및 이의 용도에 관한 것이다.

표시 장치는, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이 표시 패널(301) 상에 탑재하는 터치 패널(302)을 구비할 수 있다. 이 경우, 표시 패널을 보호하기 위해, 표시 패널과 터치 패널의 사이에 스페이서(303)를 개재시킴으로써, 표시 패널과 터치 패널 사이에 에어갭(304)을 형성할 수 있다. 그러나, 표시 패널과 터치 패널 사이에 존재하는 에어갭에 의해 광 산란이 일어나고 이에 기인하여 콘트라스트가 저하되며 또한 에어갭의 존재는 패널 박형화에 방해가 된다.

이와 같은 문제를 감안하여, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 표시 패널과 터치 패널 사이의 에어갭에 수지, 소위 OCR(Optical Clear Resin)을 충진하는 기술이 제안되고 있다. 종래, 이러한 수지로서 공정성을 높이기 위해 자외선 경화성 수지인 아크릴레이트 수지를 주로 이용하고 있다.

OCR은 표시 장치의 다양한 광학 부재의 접합에도 사용될 수 있다. OCR을 다양한 광학 부재의 접합, 예를 들어, 터치 패널과 표시 패널과의 접합에 사용하기 위해서는, 장기 내구성을 유지할 것이 요구되는데, 종래 아크릴레이트 수지를 이용한 OCR은 고온에서 일정 시간 방치 후 접착력이 저하되는 것과 같이 장기 내구성이 떨어지는 문제점이 있다. 이에, 최근 광학 부재 접합 기술 분야에서는 장기 내구성을 유지할 수 있는 OCR 제조 기술의 개발이 요구되고 있다.

일본 공개특허공보 제2005-55641호

본 출원은 경화성 조성물에 관한 것이다. 본 출원의 예시적인 경화성 조성물은 경화성 화합물을 포함한다. 상기 경화성 화합물은 고무 성분을 함유한다. 상기 고무 성분은 분자 내에 탄소-탄소 이중 결합을 적어도 하나 이상 포함한다. 하나의 예시에서, 고무 성분은 상기 고무 성분 내의 탄소-탄소 이중 결합의 함량비가 2 중량% 내지 35 중량% 범위 내일 수 있다. 이러한 경화성 조성물은 장기 내구성이 우수하고, 예를 들어, 고온 조건에서 장시간 방치 후에도 박리력 및 탄성계수 등의 물성의 변화가 적다.

예시적인 경화성 조성물은 하기 일반식 1 또는 2를 만족할 수 있다.

[일반식 1]

△X_Heat _-Shock = (X2_Heat _-Shock/X1_Heat _-Shock) x 100 > 65%

일반식 1에서 △X_Heat _-Shock는 열 충격(Heat Shock) 평가 전후의 경화물의 박리력 변화량이고, X1_Heat _-Shock은 열 충격 평가 전의 경화물의 초기 박리력이며, X2_Heat _-Shock 열 충격 평가 후의 경화물의 박리력이고, 상기 열 충격 평가는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 -40℃에서 30분 동안 방치하고, 다시 85℃에서 30분 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 500 사이클을 반복하여 수행될 수 있으며, 상기 박리력은 상온에서 180도의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력을 의미한다. 즉 상기 박리력의 변화량은 상기 경화성 조성물의 경화물의 초기 박리력(X1_Heat-Shock)을 기준으로 상기 경화성 조성물의 경화물을 열 충격 환경에 장시간 노출시킨 후의 박리력(X2_Heat-Shock)을 백분율로 나타낸 것이다.

예시적인 경화성 조성물은 일반식 1과 같이 △X_Heat _-Shock는 65% 초과를 만족할 수 있고, 보다 구체적으로, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상일 수 있다. △X_Heat _-Shock의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 약 100% 이하일 수 있다.

예시적인 경화성 조성물은 하기 일반식 2를 만족할 수 있다.

[일반식 2]

△Y_Heat _-Shock = (Y2_Heat _-Shock/Y1_Heat _-Shock) x 100＜120%

일반식 2에서 △Y_Heat _-Shock는 열 충격(Heat Shock) 평가 전후의 경화물의 탄성계수 변화량이고, Y1_Heat _-Shock은 열 충격 평가 전의 경화물의 초기 탄성계수이며, Y2_Heat _-Shock는 열 충격 평가 후의 경화물의 탄성계수이고, 상기 열 충격 평가는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 -40℃에서 30분 동안 방치하고, 다시 85℃에서 30분 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 500 사이클을 반복하여 수행되고, 상기 탄성계수는 상온에서 1 Hz의 주파수에서 측정된 탄성계수를 의미한다. 즉 상기 탄성계수의 변화량은 상기 경화성 조성물의 경화물의 초기 탄성계수(Y1_Heat _-Shock)를 기준으로 상기 경화성 조성물의 경화물을 열 충격 환경에 장시간 노출시킨 후의 탄성계수(Y2_Heat-Shock)을 백분율로 나타낸 것이다.

예시적인 경화성 조성물은 일반식 2과 같이 △Y_Heat _-Shock는 120% 미만을 만족할 수 있고, 보다 구체적으로, 115% 이하, 110% 이하, 105% 이하 또는100%% 이하일 수 있다. △Y_Heat _-Shock의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 약 90% 이상일 수 있다.

예시적인 경화성 조성물은 하기 일반식 3을 만족할 수 있다.

[일반식 3]

△X_Heat _-Soak = (X2_Heat _{- Soak} /X1_Heat _{- Soak}) x 100 > 50%

상기 일반식 3에서 △X_Heat _{- Soak}는 열 소크(Heat Soak) 평가 전후의 경화물의 박리력 변화량이고X1_{Heat- Soak} 열 소크 평가 전의 경화물의 초기 박리력이며, X2_Heat _{- Soak} 열 소크 평가 후의 경화물의 박리력이고, 상기 열 소크 평가는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 65℃ 온도 및 및 90%의 습도 조건에서 1 시간 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 500 사이클을 반복하여 수행되고, 상기 박리력은 상온에서 180 도의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력을 의미한다. 즉 상기 박리력의 변화량은 상기 경화성 조성물의 경화물의 초기 박리력 (X1_Heat _-Soak)을 기준으로 상기 경화성 조성물의 경화물을 열 소크 환경에 장시간 노출시킨 후의 박리력(X2_Heat-Soak)을 백분율로 나타낸 것이다.

예시적인 경화성 조성물은 일반식 3과 같이 △X_Heat _-Soak는 50% 초과를 만족할 수 있고, 보다 구체적으로, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상일 수 있다. △X_Heat _-Soak의 상한은 특별히 제한되지 않으나, 약 100% 이하일 수 있다.

예시적인 경화성 조성물은 하기 일반식 4를 만족할 수 있다.

[일반식 4]

△Y_Heat _{- Soak} = (Y2_Heat _{- Soak} /Y1_Heat _{- Soak}) x 100＜115%

상기 일반식 4에서 △Y_Heat _{- Soak}는 열 소크(Heat Soak) 평가 전후의 경화물의 탄성계수 변화량이며, Y1_Heat _{- Soak}은 열 소크 평가 전의 경화물의 초기 탄성계수이고, Y2_Heat _{- Soak}는 열 소크 평가 후의 경화물의 탄성계수이며, 상기 열 소크 평가는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 65℃ 온도 및 90%의 습도 조건에서 1 시간 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 500 사이클을 반복하여 수행되고, 상기 탄성계수는 상온에서 1 Hz의 주파수로 측정된 탄성계수를 의미한다. 즉 상기 탄성계수의 변화량은 상기 경화성 조성물의 경화물의 초기 탄성계수(Y1_Heat _{- Soak})를 기준으로 상기 경화성 조성물의 경화물을 열 소크 환경에 장시간 노출시킨 후의 탄성계수(Y2_Heat _{- Soak})를 백분율로 나타낸 것이다.

예시적인 경화성 조성물은 일반식 4과 같이 △Y_Heat _{- Soak}는 115% 미만을 만족할 수 있고, 보다 구체적으로, 112.5% 이하, 110% 이하, 107.5% 이하 105% 이하, 102.5% 이하 또는100%% 이하일 수 있다. △Y_Heat _{- Soak}의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 약 90%이상일 수 있다.

일반식 1 및 3에서 박리력은 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 가로 25 mm, 세로 120 mm 및 두께 200 um인 시편을 통하여 상온에서 180도의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력을 의미한다. 상기 박리력의 측정에 관한 세부 사항은 실시예에 기재된 하나의 예시로 경화물의 박리력을 측정하는 방법을 통하여 확인할 수 있다.

일반식 2 및 4에서 탄성 계수는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 지름 8 mm 및 두께 1 mm 내지 2 mm인 시편을 통하여 상온에서 1 Hz의 주파수로 측정된 탄성 계수를 의미한다. 상기 탄성 계수는 저장 탄성 계수로서, 상기 저장 탄성 계수의 측정에 관한 세부 사항은 실시예에 기재된 하나의 예시로 경화물의 탄성 계수를 측정하는 방법을 통하여 확인할 수 있다.

예시적인 경화성 조성물은 일반식 1 및 2 중 어느 하나를 만족하거나 또는 일반식 1 및 2를 모두 만족할 수 있다. 또한, 예시적인 경화성 화합물은 일반식 3 및 4 중 어느 하나를 만족하거나 또는 일반식 3 및 4를 모두 만족할 수 있다. 또한, 예시적인 경화성 조성물은 일반식 1 내지 4를 모두 만족할 수 있다.

예시적인 경화성 조성물은 탄소-탄소 이중 결합의 함량비가 적은 고무 성분을 함유하는 경화성 화합물을 포함함으로써, 고온에서 장기 내구성이 우수하기 때문에, 일반식 1 내지 4를 만족할 수 있다.

예시적인 경화성 화합물은 주쇄로서 탄소-탄소 이중 결합의 함량비가 2 중량% 내지 35 중량% 범위 내인 고무 성분을 포함하고 말단에 경화성 관능기를 가질 수 있다. 경화성 화합물은 주쇄로서 상기 고무 성분을 포함하고 말단에 경화성 관능기를 가지는 한 그 종류는 특별히 제한되지 않는다.

하나의 예시에서, 경화성 화합물은 상기 고무 성분으로, 예를 들어 폴리디엔 고무를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「폴리디엔」은 두 개의 탄소-탄소 이중 결합을 갖는 단량체를 이용하여 제조된 폴리머를 의미할 수 있다. 하나의 구체적인 예로, 상기 고무 성분으로 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-부텐-디엔 고무, 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-헥센 고무, 에틸렌-옥텐 고무, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체, 에틸렌, 프로필렌 및 비공액 디엔의 삼원중합체 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다

고무 성분 내에 탄소-탄소 이중결합의 함량비를 상기 범위 내로 조절하는 방식은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서, 고무 성분에 대하여 수소첨가반응을 이용할 수 있다. 구체적으로, 고무 성분에 수소첨가반응을 수행함으로써, 고무 성분 내의 하나 이상의 이중 결합을 수소화해서 포화시킬 수 있고, 이를 통해 탄소-탄소 이중결합의 함량비를 조절할 수 있다. 수소첨가반응의 구체적인 방식 및 조건은 특별히 제한되지 않고 당업계에 공지된 수소첨가반응의 방식 및 조건이 적용될 수 있다. 또한, 고무 성분 내에 탄소-탄소 이중 결합의 함량비는 공지의 방식에 의하여 측정될 수 있고, 예를 들어, 적외분광광도계 또는 핵자기공명장치(NMR) 등을 사용하여 측정할 수 있다.

하나의 예시에서, 경화성 화합물은 경화성 관능기로서 활성 에너지선 경화성 관능기를 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 「경화」는, 조성물에 포함되어 있는 성분의 물리적 또는 화학적 작용 내지는 반응을 통하여 상기 조성물이 접착성 또는 점착성을 발현하는 과정을 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 용어「활성 에너지선 경화형」은 경화가 활성 에너지선의 조사에 의해 유도되는 유형의 조성물을 의미할 수 있다. 상기에서 「활성 에너지선」의 범주에는 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X선 및 감마선은 물론, 알파-입자선(alpha-particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 또는 전자선(electron beam)과 같은 입자빔이 포함될 수 있고, 통상적으로는 자외선 또는 전자선 등이 사용될 수 있다.

활성 에너지선 경화성 관능기의 구체적인 예로서, (메트)아크릴로일기를 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 경화성 화합물은 경화성의 관점에서 분자 내에 적어도 2개 이상의 (메트)아크릴로일기를 가질 수 있고, 예를 들어, 2 내지 6개, 2 내지 4개 또는 2개의 (메타)아크릴로일기를 가질 수 있으나, 이에 제한된 것은 아니다.

또한, 본 출원에서 경화성 화합물이 주쇄로서 상기 함량비의 탄소-탄소 이중 결합을 함유하는 고무 성분을 포함하고 및 말단에 경화성 관능기를 포함하는 한 상기 경화성 화합물의 제조방식도 특별히 제한되지 않는다.

하나의 예시에서, 경화성 화합물은 고무 성분 및 경화성 관능기를 가지는 화합물의 반응을 통해 얻을 수 있다. 하나의 구체적인 예로, 말단에 수산기를 갖는 고무 성분의 상기 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르함으로써 얻을 수 있다. 다른 하나의 구체적인 예로, 말단에 수산기를 갖는 고무 성분을 폴리이소시아네이트와 반응시켜 얻어지는 폴리우레탄 화합물을 (메트)아크릴산으로 에스테르함으로써 얻을 수 있다.

고무 성분 내의 탄소-탄소 이중 결합의 함량비는, 본 출원의 탄소-탄소 이중 결합의 함량비를 만족하는 고무 성분을 이용하여 상기 반응을 수행하거나 또는 통상적인 고무 성분을 이용하여 상기 반응을 수행하여 경화성 화합물을 제조한 후 본 출원의 탄소-탄소 이중 결합의 함량비를 만족하도록 하는 추가 공정, 예를 들어 수소첨가반응 등을 수행함으로써 달성할 수 있다.

예시적인 경화성 화합물은 중량 평균 분자량 또는 수평균 분자량이 약 500 내지 100000 범위 또는 1000 내지 50000 범위 내인 올리고머일 수 있다. 상기 올리고머의 중량 평균 분자량 또는 수평균 분자량은 보다 구체적으로, 500, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 7000, 10000, 20000, 30000, 40000, 50000 또는 100000 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정되는 표준 폴리스티렌 환산의 값일 수 있다.

예시적인 경화성 조성물은 모노머 성분을 추가로 포함할 수 있다. 모노머 성분은, 예를 들어, 경화성 조성물의 반응성 및 점도를 조절하기 위한 희석제 역할을 할 수 있다. 이러한 모노머의 함량은, 경화성 조성물 내에, 예를 들면, 10 중량% 이상, 12 중량% 이상, 14 중량% 이상, 16 중량% 이상, 18 중량% 또는 20 중량% 이상으로 포함될 수 있고, 30 중량% 이하, 28 중량% 이하, 26 중량% 이하, 24 중량% 이하, 22 중량% 이하 또는 20 중량% 이하로 포함될 수 있다.

상기 모노머로는, 예를 들면, (메타)아크릴레이트를 사용할 수 있고, 구체적으로 단관능 (메타)아크릴레이트나 2관능, 3관능, 4관능, 5관능, 6관능 등의 다관능 (메타)아크릴레이트 등 다양하게 사용할 수 있고, 예를 들면, 단관능 (메타)아크릴레이트 또는 2관능 (메타)아크릴레이트를 제한없이 선택하여 사용할 수 있다.

경화성 조성물은, 또한, 중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 중합 개시제로는, 경화성 화합물의 중합을 개시할 수 있는 것이라며 특별한 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 광 중합 개시제 또는 열 중합 개시제를 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 중합 개시제로 광 중합 개시제를 사용할 수 있고, 예를 들어, 자외선 중합 개시제나 가시광 중합 개시제를 사용할 수 있다. 상자외선 중합 개시제로서는, 예를 들면, 벤조인계, 벤조페논계, 아세토페논계 등을 사용할 수 있고, 가시광 중합 개시제로서는, 예를 들면, 아실포스핀옥사이드계, 티옥산톤계, 메탈로센계, 퀴논계, α-아미노알킬페논계 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

예시적인 경화성 조성물은 피착체에 대한 밀착력, 예를 들면, 유리에 대한 밀착력을 향상시키기 위하여 공지의 실란 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 경화성 조성물은 또한, 공기에 접하고 있는 부분의 경화를 촉진하기 위하여 공지의 파라핀류를 추가로 포함할 수 있다. 경화성 조성물은 또한, 저장 안정성을 유지하는 목적으로 중합 금지제를 포함하는 공지의 산화 방지제 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 경화성 조성물은 이들 이외에도 목적하는 용도에 따라 엘라스토머, 가소제, 충전제, 착색제 또는 방정체 등의 공지의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

본 출원은 또한, 경화물에 관한 것이다. 본 출원의 예시적인 경화물은 상기 경화성 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「경화」는, 조성물에 포함되어 있는 성분의 물리적 또는 화학적 작용 내지는 반응을 통하여 상기 조성물이 접착성 또는 점착성을 발현하는 과정을 의미할 수 있다.

예시적인 경화물은 상기 경화성 조성물을 경화시켜 제조할 수 있다. 상기 경화 방법은 특별히 한정되지 않으며, 경화성 조성물 내의 경화성 화합물이 물리적 또는 화학인 가교 또는 중합 반응이 진행될 수 있도록 적정 온도에서 조성물을 유지하는 방식이나 중합 반응이 진행될 수 있도록 적절한 활성 에너지선을 조사하는 공정을 통하여 경화시킬 수 있다. 적정 온도에서의 유지 및 활성 에너지선의 조사가 동시에 요구되는 경우, 상기 공정은 순차적 또는 동시에 진행될 수 있다. 상기에서 활성 에너지선의 조사는, 예를 들면, 고압수은 램프, 무전극 램프 또는 크세논 램프(xenon lamp) 등을 사용하여 수행할 수 있으며, 조사되는 활성 에너지선의 파장이나 광량 등의 조건은 상기 경화성 화합물의 가교 또는 중합이 적절히 이루어질 수 있는 범위에서 선택될 수 있다.

예시적인 경화물은 우수한 장기 내구성을 나타낼 수 있다. 상기 경화성 조성물의 항목에서 기술한 바와 같이 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물은 일반식 1 내지 4 중 하나 이상의 조건을 만족할 수 있다. 즉, 상기 경화물은 고온 및/또는 고습 환경에서 장시간 노출되어도 박리력 또는 탄성계수 등의 물성의 변화가 적다.

예시적인 경화물은 또한 우수한 광학 투명성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 경화물은 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 80% 이상, 82 % 이상, 84 % 이상 86 % 이상, 88% 이상 또는 90% 이상일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 출원은 또한 상기 경화물의 용도에 관한 것이다. 상기 경화물은 광학적으로 투명하면서도 장기 내구성이 우수하므로 표시 장치의 다양한 광학 부재의 접합을 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 경화물은 표시체와 광학 기능 재료를 접합하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 표시체는, 예를 들면, 유리에 대한 편광판이 부착되어 있는 LCD(Liquid Crystal Display), EL(Electroluminescence) 디스플레이 장치, EL 조명, 전자 페이퍼나 플라즈마 디스플레이 등의 표시 소자일 수 있다. 광학 기능 재료로는, 시인성 향상이나 외부 충격으로부터 표시 소자의 깨짐 방지를 목적으로 하는 아크릴판 (예를 들면, 일측면 또는 양면에 하드 코팅 처리나 반사 방지 코팅을 처리할 수 도 있음), PC(Polycarbonate) 판, PET(Polyethylene terephthalate) 판, PEN(Polyethylene naphthalate) 판 등의 투명 플라스틱 판, 강화 유리(예를 들면, 비산 방지 필름이 부착되어 있을 수도 있음) 또는 터치 패널 입력 센서 등을 예로 들 수 있다.

예시적인 경화물은 또한, 정전 용량식 터치 패널에서, 투명 전극이 형성되어 있는 투명 기판과 투명판을 접합하기 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 투명 기판의 재질은, 예를 들면, PC, PMMA(Polymethyl methacrylate), PC와 PMMA의 복합체, COC(Cyclo-Olefin Copolymer), COP(Cyclo-Olefin Polymer) 일 수 있다. 투명판의 재질은, 예를 들면, 유리, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체 COC 또는 COP 등일 수 있다.

예시적인 경화물은 또한, 터치 패널과 상기 터치 패널 상의 시트 또는 판을 접합하기 위한 용도로 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 시트로는, 예를 들면, 아이콘 시트, 보호 시트, 화장 시트 등일 수 있고, 시트의 재질은, 예를 들면, PET, PC, COC 또는 COP 등일 수 있다. 판으로는, 화장판 또는 보호판 등을 예로 들 수 있고, 판의 재질은, 예를 들면, PET 유리, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체, COC 또는 COP 등일 수 있다. 이러한 시트 또는 판과 접합하는 터치 패널의 재질은, 예를 들면, 유리, PET, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체, COC 또는 COP 등일 수 있다.

예시적인 경화물은 또한 표시 장치의 터치 패널과 표시 패널의 접합(Direct Bonding)을 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 도 1 은 표시 패널(101) 및 터치 패널(102)을 포함하고 상기 표시 패널(101)과 터치 패널(102)이 상기 경화물(103)에 의하여 접합되어 있는 표시 장치를 예시적으로 나타낸다.

예시적인 경화물은 또한 디스플레이 장치에 있어서 스페이서에 의해 이격되어 있는 광학 기능 재료와 표시 패널 사이의 이격된 공간을 충진하는 용도로도 유용하게 사용될 수 있다. 도 2는 상기 광학 기능 재료가 터치 패널인 표시 장치를 예시적으로 나타낸다. 도 2를 참고하면, 표시 장치는 표시 패널(201), 터치 패널(202) 및 상기 표시 패널과 터치 패널을 이격시키고 있는 스페이서(203) 를 포함할 수 있고, 이 경우에 상기 표시 패널과 터치 패널이 이격된 공간, 소위 에어갭의 공간을 상기 경화물(204)이 충진하고 있는 구조를 가질 수 있다.

표시 장치의 다양한 광학 부재에 경화물이 적용될 경우에, 상기 장치를 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 경화물이 사용되는 한, 해당 분야에서 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.

본 출원의 예시적인 경화성 조성물은 광학적으로 투명하고 장기 내구성이 우수한 경화물을 제조할 수 있으므로, 표시 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합 (Directing Bonding)에 유용하게 사용될 수 있다.

도 1 및 2는 본 출원의 예시적인 표시 장치의 모식도이다.
도 3은 배경기술과 관련된 표시 장치의 모식도이다.

이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원의 경화성 조성물을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다. 또한, 실시예 및 비교예의 물성 및 특성은 다음과 같이 측정한다.

1. 탄소-탄소 이중 결합의 함량비

실시예 경화성 화합물의 고무 성분 내의 탄소-탄소 이중 결합의 함량비는 NMR 장치를 이용하여 1H HRMAS (High Resolution Magic Angle Spinning)방식으로 측정하였다.

2. 박리력 측정

실시예 및 비교예의 경화물을 가로 25 mm, 세로 120 mm 및 두께 200 um의 크기로 절단하여 샘플을 제조한 후, 유리에 대한 상온 박리력을 300 mm/min의 박리속도 및 180° 박리각도로 TA-XT2plus 장치를 이용하여 측정하였다.

3. 저장 탄성 계수 측정

실시예 및 비교예의 경화물을 직경 8 mm 및 두께 1 mm의 크기로 절단하여 원형 샘플을 제조한 후, ARES(Advanced Rheometrics Expansion System) 장치를 사용하여 Frequency Sweep mode로 1Hz 주파수에서 저장 탄성 계수를 측정하였다.

4. 열 충격 평가

실시예 및 비교예의 경화물을 가로 25 mm, 세로 120 mm 및 두께 200 um 크기로 절단하여 샘플을 제조한 후 상기 샘플을 약 -40℃에서 약 30분 동안 방치하고, 다시 약 85℃에서 약 30분 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 80 사이클, 200 사이클, 300 사이클, 400 사이클, 500 사이클을 반복하였다. △X_Heat _Shock는 초기 박리력을 기준으로 상기 사이클 반복 후의 박리력의 백분율 변화량이고, △Y_Heat _Shock는 초기 탄성계수를 기준으로 상기 사이클 반복 후의 탄성계수의 백분율 변화량을 의미한다.

5. 열 소크 (Heat Soak) 물성 평가

실시예 및 비교예의 경화물을 가로 25 mm, 세로 120 mm 및 두께 200 um 크기로 절단하여 샘플을 제조한 후 상기 샘플을 약 65℃ 온도에서 및 90%의 습도 조건에서 1 시간 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 80 사이클, 200 사이클, 300 사이클, 400 사이클, 500 사이클을 반복하였다. △X_Heat _Soak는 초기 박리력을 기준으로 상기 사이클 반복 후의 박리력의 백분율 변화량이고, △Y_Heat _Soakk는 초기 탄성계수를 기준으로 상기 사이클 반복 후의 탄성계수의 백분율 변화량을 의미한다.

실시예

경화성 조성물의 제조

경화성 화합물로서 이중 결합의 함량비가 약 2 중량% 내지 35 중량%인 고무 성분을 포함하고, 중량 평균 분자량이 약 20000인 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100g, 모노머로서 Isobonyl acrylate 20 g 및 중합 개시제로서 Darocur TPO 1g를 균일하게 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다.

경화물의 제조

상기 경화성 조성물을 유리 기재 상에 약 0.2 mm로 도포한 후 약 365 nm 내지 400 nm의 장파장대의 UV를 LED 또는 metal-halide lamp를 이용하여 조사함으로써 측정 샘플에 따라 소정의 크기를 가지는 경화물을 제조하였다.

비교예

경화성 화합물로서 고무 성분을 포함하지 않고, 중량평균분자량이 약 20000인 우레탄아크릴레이트 올리고머를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 경화물을 제조하였다.

장기 내구성 평가

실시예 및 비교예의 경화물에 대하여 상기 방법으로 열 충격 평가 및 열 소크 평가 전후의 경화율, 박리력 및 탄성계수를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1 및 2에 각각 나타내었다. 하기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이, 실시예가 비교예에 비하여 열 충격 또는 열 소크 환경에서 장시간 노출된 후에도 물성 변화가 적어 장기 내구성이 우수한 것을 확인할 수 있다.

열 충격 평가 (-45℃~ 85℃)		경화율 (%)	박리력 (gf/mm)	△X _{Heat Shock}	탄성계수 (x10⁴ Pa@1Hz)	△Y _{Heat Shock}
초기	실시예	100	12.4	-	1.2	-
초기	비교예	100	10.6	-	2.0	-
80 사이클	실시예	100	12.4	100	1.1	91.7
80 사이클	비교예	100	9.0	84.9	1.7	85
200 사이클	실시예	100	10.3	83.1	1.3	108
200 사이클	비교예	100	7.2	67.9	1.8	90
300 사이클	실시예	100	12.3	99.2	1.2	100
300 사이클	비교예	100	7.1	67.0	2.3	115
400 사이클	실시예	100	11.2	90.3	1.2	100
400 사이클	비교예	100	6.8	64.1	2.4	120
500 사이클	실시예	100	11.2	90.3	1.2	100
500 사이클	비교예	100	6.6	62.3	2.4	120

열 소크 평가 (65℃/90%)		경화율 (%)	박리력 (gf/mm)	△X _{Heat Soak}	탄성계수 (x10⁴ Pa@1Hz)	△Y _{Heat Soak}
초기	실시예	100	12.4	-	1.2	-
초기	비교예	100	10.6	-	2.0	-
80 사이클	실시예	100	11.7	94.3	1.2	100
80 사이클	비교예	100	7.8	73.6	1.6	80
200 사이클	실시예	100	11.5	92.7	1.2	100
200 사이클	비교예	100	8.2	77.3	1.8	90
300 사이클	실시예	100	11.0	88.7	1.1	92
300 사이클	비교예	100	7.8	73.6	1.9	95
400 사이클	실시예	100	11.5	92.7	1.1	92
400 사이클	비교예	100	5.9	55.7	2.2	110
500 사이클	실시예	100	10.9	87.9	1.2	100
500 사이클	비교예	100	5.3	50	2.3	115

101, 201, 301: 표시패널
102, 202, 302: 터치패널
103, 204: 경화물
203, 303: 스페이서
304: 에어갭

Claims

탄소-탄소 이중 결합의 함량비가 2 중량% 내지 35 중량% 범위 내인 고무 성분을 함유하는 경화성 화합물을 포함하며, 하기 일반식 1 및 2를 모두 만족하는 경화성 조성물:
[일반식 1]
△X_Heat-Shock = (X2_Heat-Shock/X1_Heat-Shock) x 100 > 65%
[일반식 2]
△Y_Heat-Shock = (Y2_Heat-Shock/Y1_Heat-Shock) x 100＜120%
상기 일반식 1 및 2에서 △X_Heat-Shock는 열 충격(Heat Shock) 평가 전후의 경화물의 박리력 변화량이고, △Y_Heat-Shock는 열 충격(Heat Shock) 평가 전후의 경화물의 탄성계수 변화량이며, X1_Heat-Shock 및 Y1_Heat-Shock은 각각 열 충격 평가 전의 경화물의 초기 박리력 및 탄성계수이고, X2_Heat-Shock 및 Y2_Heat-Shock는 각각 열 충격 평가 후의 경화물의 박리력 및 탄성계수이며, 상기 열 충격 평가는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 -40℃에서 30 분 동안 방치하고, 다시 85℃에서 30분 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 500 사이클을 반복하여 수행되고, 상기 박리력은 상온에서 180˚의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력이며, 상기 탄성계수는 상온에서 1 Hz의 주파수로 측정된 탄성계수이다.
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제 1 항에 있어서, 하기 일반식 3 또는 4를 만족하는 경화성 조성물:
[일반식 3]
△X_Heat-Soak = (X2_{Heat- Soak} /X1_{Heat- Soak}) x 100 > 50%
[일반식 4]
△Y_{Heat- Soak} = (Y2_{Heat- Soak} /Y1_{Heat- Soak}) x 100＜115%
상기 일반식 3 및 4에서 △X_{Heat- Soak}는 열 소크(Heat Soak) 평가 전후의 경화물의 박리력 변화량이고, △Y_{Heat- Soak}는 열 소크(Heat Soak) 평가 전후의 경화물의 탄성계수 변화량이며, X1_{Heat- Soak} 및 Y1_{Heat- Soak}은 각각 열 소크 평가 전의 경화물의 초기 박리력 및 탄성계수이고, X2_{Heat- Soak} 및 Y2_{Heat- Soak}는 각각 열 소크 평가 후의 경화물의 박리력 및 탄성계수이며, 상기 열 소크 평가는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 형성한 경화물을 65℃ 온도 및 90%의 습도 조건에서 1 시간 동안 방치하는 것을 1 사이클로 하여 500 사이클을 반복하여 수행되고, 상기 박리력은 상온에서 180˚의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력이며, 상기 탄성계수는 상온에서 1 Hz의 주파수로 측정된 탄성계수이다.
제 4 항에 있어서, 일반식 3 및 4를 모두 만족하는 경화성 조성물.
제 1 항에 있어서, 경화성 화합물은 주쇄로서 탄소-탄소 이중 결합의 함량비가 2 중량% 내지 35 중량% 범위 내인 고무 성분을 포함하고 말단에 경화성 관능기를 가지는 경화성 조성물.
제 6 항에 있어서, 고무 성분은 이소프렌 고무, 부타디엔 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 아크릴로니트릴-부타디엔 고무, 클로로프렌 고무, 에틸렌-프로필렌-디엔 고무, 에틸렌-부텐-디엔 고무, 에틸렌-부텐 고무, 에틸렌-헥센 고무, 에틸렌-옥텐 고무, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체, 스티렌-부타디엔 블록 공중합체, 스티렌-이소프렌 블록 공중합체, 에틸렌, 프로필렌 또는 비공액 디엔의 삼원중합체인 경화성 조성물.
제 6 항에 있어서, 경화성 관능기는 활성 에너지선 경화성 관능기인 경화성 조성물.
제 6 항에 있어서, 경화성 관능기는 (메트)아크릴로일기인 경화성 조성물.
제 1 항에 있어서, 경화성 화합물은 중량평균분자량이 500 내지 100000 범위 내인 올리고머인 경화성 조성물.
제 1 항에 있어서, 모노머 성분을 추가로 포함하는 경화성 조성물.
제 11 항에 있어서, 모노머 성분은 단관능성 (메트)아크릴레이트인 경화성 조성물.
제 1 항에 있어서, 중합 개시제를 추가로 포함하는 경화성 조성물.
제 1 항의 경화성 조성물을 경화된 상태로 포함하는 경화물.
제 14 항에 있어서, 가시광 영역의 광에 대한 투과율이 80% 이상인 경화물.
제 14 항의 경화물로 접합된 표시체와 광학 기능 재료를 포함하는 표시 패널체.
제 14 항의 경화물로 접합된 터치 패널과 표시 패널을 포함하는 표시 장치.
광학 기능 재료, 표시 패널, 상기 광학 기능 재료와 표시 패널을 이격시키고 있는 스페이서 및 상기 광학 기능 재료와 표시 패널 사이의 이격된 공간을 충진하고 있는 제 14 항의 경화물을 포함하는 표시 장치.