KR101974242B1

KR101974242B1 - 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제에 의한 기판 결합 방법

Info

Publication number: KR101974242B1
Application number: KR1020147032720A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 루; 마사오 가나리; 준이치 사와노보리
Original assignee: 헨켈 아게 운트 코. 카게아아; 헨켈 아이피 앤드 홀딩 게엠베하
Priority date: 2012-05-22
Filing date: 2012-05-22
Publication date: 2019-04-30
Also published as: EP2852487A1; EP2852487B8; TWI626286B; CN104768731B; US10093837B2; CN104768731A; ES2835227T3; EP2852487A4; US20150075698A1; WO2013173977A1; TW201348377A; JP2015522667A; EP2852487B1; KR20150035542A

Abstract

액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 이용한 기판 결합 방법. (a) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 베이스 기판의 상부 측 위에 적용하고, (b) 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 부분 경화하고, (c) 탑 기판을 단계 (b) 의 부분 경화된 접착제 층 위에 부착하고, (d) 상기 접착제를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 완전 경화하는, 탑 기판을 베이스 기판에 결합시키는 방법이 개시된다.

Description

액체 광학 투명성 광-경화성 접착제에 의한 기판 결합 방법 {PROCESS FOR BINDING SUBSTRATES WITH A LIQUID OPTICALLY CLEAR PHOTO-CURABLE ADHESIVE}

본 개시물은 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제에 의한 기판 접착에 관한 것이며, 또한 이와 같은 광학 투명성 접착제를 포함하는 광학 어셈블리에 관한 것이다. 추가로, 특정한 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제 및 이러한 접착제의 여러 용도에 관한 것이다.

광학 투명성 접착제 및 특히 액체 광학 투명성 접착제는 광학 디스플레이에 널리 적용된다. 디스플레이 적용에서의 광학 접착 (bonding) 은 디스플레이 패널, 유리 플레이트, 터치 패널, 디퓨저, 리지드 (rigid) 보상기, 히터, 및 가요성 필름, 예컨대 편광판 및 지연기 (retarder) 등의 광학적 부재를 접착하는데 이용된다. 특히 터치 디스플레이, 예컨대 용량성 터치 디스플레이에서의 접착을 위한 이와 같은 접착제의 용도가 많은 흥미를 끌고 있다. 무선 판독 장치 등의 새로운 전자 디스플레이 제품의 지속적인 개발이 광학 투명성 접착제의 요구를 증가시키기 때문에 광학 투명성 접착제의 중요성은 여전히 증가하고 있다. 그러나, 여전히 정복해야할 몇몇 과제들이 존재한다. 상기 접착제의 핵심적 문제는 오버플로우 제어이다.

이러한 문제를 해결하기 위해 "대밍 프로세스 (damming process)" 라고 불리는 방법이 시도되고 있다. 이 공정은 2 단계로 이루어진다. 먼저, 접착제를 분배 노즐에 의해 요구 부위의 모서리 부분에 적용한 후, UV 또는 LED 경화한다. 두번째 단계는 액체 광학 투명성 접착제로 댐 (dam) 내부의 부위를 충전한다. 이 프로세스는 2 단계를 필요로 하기 때문에 차선책으로 남아 있다. 그 외에, 댐과 충전재 사이의 경계부가 항상 도전 과제이다. 접착제 오버플로우의 문제를 극복할 수 있는 또다른 방안은 광학 투명 테이프의 사용이다. 그러나, 이것은 예컨대 디스플레이의 밝기 및 콘트라스트를 저감시킬 수 있는 에어 갭 또는 버블로 인해 광학 성능 저하를 쉽게 유발할 수 있다.

따라서, 탑 기판 - 바람직하게는 실질적으로 투명 기판인 것 - 을 베이스 기판에 결합하는 방법 및 또한 광학적 조립체의 제조 방법이 요구되며, 상기 둘 모두는 접착제 오버플로우의 문제를 극복하는 것이다.

이러한 문제는,

(a) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 베이스 기판의 상부 측 위에 적용하고,

(b) 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 부분 경화하고,

(c) 탑 기판을 단계 (b) 의 부분 경화된 접착제 층 위에 부착하고,

(d) 상기 접착제를 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 완전 경화하는

탑 기판을 베이스 기판에 결합시키는 방법인, 본 발명의 대상에 의해 해결된다.

용어 "액체 광학 투명성 광-경화성 접착제" 는 당업계에 잘 확립되어 있으며, 당업자에게 익히 공지되어 있다. 액체 광학 투명성 접착제 (LOCA) 는 터치 패널 및 디스플레이 소자에서 커버 렌즈, 플라스틱 또는 다른 광학 물질을 주요 센서 유닛에 또는 서로에 대해 결합시키기 위하여 널리 사용된다. 액체 광학 투명성 접착제는 일반적으로 소자의 광학적 특징의 개선 뿐만 아니라 내구성 등의 다른 성능을 개선시키는데도 사용된다. 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 통상 터치 패널을 주 액정 디스플레이에 접착하고, 또한 임의의 보호 커버, 예컨대 렌즈를 터치 패널에 접착시키는데 이용된다. 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 주요 적용으로서는 용량성 터치 패널, 3D 텔레비젼 및 유리 지연기를 들 수 있다. 특히 접착제는 광학 투과율이 85% 이상을 나타내는 경우 광학 투명성이 된다. 광학 투과율의 측정은 당업자에게 공지되어 있다. 이는 바람직하게는 100 μm 두께의 샘플에 대하여 하기의 바람직한 시험법에 따라 측정될 수 있다.

바람직한 투과율 시험 방법:

몇 방울의 광학 투명성 접착제를 75 mm x 50 mm 플레인 마이크로 슬라이드 (Dow Corning, Midland, MI 로부터의 유리 슬라이드) 상에 놓고, 이소프로판올로 3 회 닦아내었으며, 여기에는 2 개의 100 μm 두께 스페이서 테이프가 두 말단 위에 접착되어 있다. 두번째 유리 슬라이드를 가압 하에 접착제 위에 부착시킨다. 이후, 접착제를 UV 원 하에서 완전 경화한다. Agilent 로부터의 분광계 Cary 300 을 이용해 파장 380 nm 내지 780 nm 으로부터 광학적 투과율을 측정한다. 하나의 블랭크 유리 슬라이드를 백그라운드로 이용한다.

본 발명에 의해 잘 작용하는 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 예시를 이하에 나타낸다.

본 발명의 방법은, 대밍 프로세스를 이용하지 않는 것, 오버플로우가 없음을 의미하는 양호한 에지 제어, 보다 정밀하게 제어된 접착제 두께, 보다 낮은 최종 경화 수축율 - 디스플레이 어셈블리에서의 보다 낮은 내부 응력을 유도함 - 및 또한, 예컨대 투명 기판 또는 커버 렌즈인 탑 기판에 대한 신뢰성있는 접착, 및 그 외에, 적층 후 에어 갭 없음이라는 최신 기술에 비해 유리한 점을 제공한다. 부분 경화된 접착제가 많이 흐르지 않게 되기 때문에, 접착제층의 최종 두께를 쉽게 조절할 수 있다. 접착제가 적층 전에 이미 부분 경화되어 있기 때문에, 적층 후 최종 경화시에 일어날 수 있는 수축 가능성이 저하된다.

본 발명은 불균일한 표면 상에 적용하는데 있어 적합하고, 대형 패널에 사용될 수 있고, 갭 충전에 이상적이며, 응축 및 흐림 (fogging) 을 회피하고, 극한 온도에 대한 저항성을 허용하고, 매우 얇은 디스플레이 디자인을 가능하게 하기 때문에 추가적인 이점을 가진다. 상기 어셈블리는 용이하게 탈착되고, 수리가능하고, 바람직하게는 부분 경화 단계 후에 조절가능하다.

본 발명의 맥락에서 "베이스 기판" 은 탑 기판이 위에 부착되어지는 기판을 의미한다. "베이스 기판" 은 디스플레이 패널, 예컨대 또는 LCD 일 수 있다. 광학 투명성 광-경화성 접착제는 베이스 기판의 상부 측 위에 적용될 것이다. "탑 기판" 은 예컨대 커버 렌즈이다.

예컨대 디스플레이 패널일 수 있는 베이스 기판의 상부 측 위에 대한 단계 (a) 에서의 광학 투명성 광-경화성 접착제의 적용은, 예를 들어 싱글 또는 멀티 노즐 또는 슬릿 코터에 의해 통상의 방식으로 행해질 수 있다.

단계 (a) 에서, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 50 μm 내지 600 μm 두께 층의 액체 광학 투명성 접착제가 생성되도록 베이스 기판의 상부 측 위에 적용되어야 한다. 바람직하게는, 연속 층의 접착제가 적용되어야만 한다.

단계 (b) 에서의 부분 경화는 예비-겔화된 접착제를 생성한다. 이것은 전체 공정에서 가장 중요한 단계이다. 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에의 노출에 의해 즉각적으로 예비-경화되는 것이 바람직하다. "즉각적으로" 란 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 의한 조사가 베이스 기판 상에의 접착제 적용 후 수초 내에, 예컨대 10 초 내에 또는 5 초 내에 또는 3 초 내에 개시되어야 한다는 것을 의미한다. 따라서, 접착제가 널리 퍼지기 전에 예비-경화가 개시된다. 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 오버플로우하지 않도록 충분하게 점도를 구축할 정도로 경화되어야 한다. 그러나, 이 단계에서의 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 과잉경화는 단계 (c) 에서 첨가된 탑 기판, 예컨대 커버 렌즈와 접착제와의 계면 접착에 영향을 미쳐, 따라서 신뢰성 성능을 떨어뜨리게 될 것이다.

UV-방사선은 바람직하게는 고강도 연속 방출 시스템, 예컨대 Fusion UV Systems 로부터 입수가능한 것을 이용하여 공급될 수 있다.

따라서, 단계 (b) 에서의 경화도를 조절하는 것이 중요하다. 단계 (c) 에서의 예비-경화 후, 실질적으로 투명한 기판인 것이 바람직한 탑 기판은 주위 조건 하에 또는 진공 조건 하에 예비-경화된 접착제층에 접착된다. 진공 조건은 가능한 최선으로 버블이 없는 접착을 보장하는데 있어 특히 바람직하다. 진공 조건이 이용되는 경우, 진공 수준은 바람직하게는 대략 < 100 Pa, 바람직하게는 < 10 Pa 이어야한다. 마지막으로 접착제는 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 대한 추가 노출에 의해 완전 경화된다.

본원에 이용된 바와 같이 "실질적으로 투명한" 이란 광학 적용에 적합한, 예컨대 380 nm 내지 780 nm 의 파장에 걸쳐 적어도 85% 투과율을 갖는 기판을 지칭한다.

본 발명의 바람직한 구현예는 부분 경화된 접착제 (단계 (b) 의 완결 후) 의 점도는 25 ℃ 에서 2.55 s^-1 의 전단 속도에서 10000 내지 200000 mPa·s, 바람직하게는 30000 내지 150000 mPa·s 범위이다. 점도는 콘 플레이트 (35 mm 직경) 를 갖는 HAAKE Rotational Rheometer 에 의해 측정되는 것이 바람직하다.

본 발명자들은 이러한 점도 범위가 단계 (d) 에서의 완전 경화 후에 매우 신뢰성있는 접착이 확보되고, 다른 한편으로는 접착제의 오버플로우가 방지된다는 점에서 특히 유리하다는 것을 알아 내었다.

본 발명의 또다른 바람직한 구현예에서, 예비-겔화 단계 (b) 후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도는 20 내지 95%, 바람직하게는 30 내지 80%, 특히 50 내지 70% 이다. 본 발명자들은 이러한 경화도가 단계 (d) 에서 완전 경화 후 접착 특성 뿐만 아니라 접착제 오버플로우의 효율적인 방지 면에서 질적으로 특히 양호한 결과를 보장해준다는 것을 알 수 있었다. 또한 특히 접착제가 적층 전에 이미 ≥50% 경화된 경우에는 우수한 수축 방지가 얻어진다.

접착제의 경화도 측정은 당업자에게 공지되어 있으며, 당업자는 자유롭게 임의의 이와 같은 공지 방법을 이용한다.

본 발명에 따르면, 경화도는 바람직하게는 ATR (attenuated total reflectance) 픽스쳐, 예컨대 셀렌화아연 결정을 갖는 푸리에 변환 적외 (FTIR) 분광기를 이용하여 측정할 수 있다. 경화도는 사용되는 상응하는 제형 화학물질에 특징적인 흡수 피크에서의 IR 흡광도의 감소를 측정함으로써 용이하게 구할 수 있다. 예를 들어 812 cm^-1 에서의 IR 흡광도는 아크릴레이트 이중 결합에 상응하며, 아크릴레이트 화학물질의 경화도를 측정하는데 이용될 수 있다. 이것은 잘 확립되어 있으며 당업자에게 익히 공지되어 있다.

아크릴레이트계 UV 경화성 접착제의 경화도를 측정하는 상세한 단계의 예시 형태를 다음과 같이 제시한다:

첫번째로, 미경화 접착제를 ATR 픽스쳐 상에 코팅한 후, 812 cm^-1 주위의 FTIR 스펙트럼을 수집한다.

두번째로, 미경화 접착제에 대한 상기 피크의 면적 (A₀) 을 측정한다.

세번째로, 경화된 접착제 필름을 ATR 결정 표면 상에 위치시킨다.

네번째로, 동일 피크 주위의 FTIR 스펙트럼을 수집하고, 이 피크 (A₁) 의 면적을 측정한다.

다섯번째로, 경화도를 하기와 같이 산출할 수 있다:

경화도 = [(A₀ - A₁) / A₀] * 100

본 발명의 방법은 서로 접착되어야 하는 임의의 베이스 기판 및 임의의 탑 기판에 대해 이용될 수 있다.

그러나, 본 발명의 바람직한 구현예에 따르면 베이스 기판의 상부 측은 유리 및 중합체, 바람직하게는 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 (메트)아크릴레이트, 및/또는 트리아세테이트 셀룰로오스 (TAC) 를 비롯한 플라스틱 필름으로부터 선택된다. 플라스틱 필름은 사물을 커버하는데 사용되는 (바람직하게는 중합체 및 바람직하게는 투명한) 물질로 된 얇은 시트이다. 바람직한 베이스 기판은 상부에 편광 필름을 갖는 LCD 모듈이다. 더욱 바람직한 경우에 있어서, TAC 가 편광판의 상부 표면이 된다. 따라서, 이러한 경우에는, 접착제가 TAC 표면에 바로 접착될 것이다.

본 발명의 또다른 바람직한 구현예에 따르면, 접착되어야만 하는 탑 기판 측은 투명 기판인 것이 바람직한 것으로서, 유리 및 중합체, 바람직하게는 특히 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리메틸 (메트)아크릴레이트 및/또는 TAC 를 비롯한 플라스틱 필름으로부터 선택된다.

베이스 기판은 본 발명의 또다른 바람직한 구현예에 따르면, 디스플레이 패널일 수 있으며, 바람직하게는 액정 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 발광 다이오드 (LED) 디스플레이, 전기영동 디스플레이, 및 음극선관 디스플레이로부터 선택될 수 있다.

특히 바람직하게는 디스플레이 패널은 터치 기능을 지닌다.

또다른 바람직한 구현예에 따르면, 탑 기판은 반사기, 커버 렌즈, 터치 패널, 지연기 필름, 지연기 유리, LCD, 렌티큘러 렌즈, 미러, 번쩍임 방지 또는 반사 방지 필름, 스플린터 방지 필름, 확산기, 또는 전자기 간섭 필터로부터 선택된다. 예를 들어, 3D TV 적용에 있어서, 패시브 3D TV 의 경우에는 유리 또는 필름 지연기를 LCD 상에 접착하거나, 또는 육안 3D 의 경우에는 TN LCD 또는 렌티큘러 렌즈를 레귤러 TFT LCD 에 접착한다.

본 발명의 방법은 임의의 터치 패널 센서 어셈블리에 이용될 수 있다. 바람직하게는 인듐 주석 산화물 코팅 유리로 된 2 층을 필요로 하는 터치 패널 센서를 접착하는데 사용될 수 있다. 바람직하게는 커버 렌즈 접착을 위해, 특히 커버 렌즈 (예컨대 투명 플라스틱 폴리메틸 (메트)아크릴레이트) 를 이용하는 터치 패널 및 유리 터치 패널 센서 내 에어 갭을 충전하기 위해 이용될 수 있다. 바람직하게는 직접 접착을 위해, 바람직하게는 LCD 모듈에 커버 렌즈를 직접 접착하는데 사용될 수 있다.

물론 본 발명은 2 개 이상의 탑 기판이 베이스 기판 상에 잇따라 접착되는 것, 예컨대 베이스 기판인 LCD 에서 시작하여 이후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 도움으로 베이스 기판 위에 인듐 주석 산화물 코팅 유리로 된 1 층을 접착하고, 이후 그 위에 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 도움으로 인듐 주석 산화물 코팅 유리로 된 또다른 층을 접착하고, 이후 그 위에 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 도움으로 커버 렌즈를 접착할 수 있다는 가능성을 포함한다.

베이스 기판에 탑 기판을 접착하는 본 방법의 바람직한 구현예는, 하기와 같은 방법이다:

(b) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 부분 경화하여, 부분 경화된 접착제의 점도가 25 ℃ 에서 2.55 sec^-1 의 전단 속도에서 10000 내지 200000 mPa·s, 바람직하게는 30000 내지 150000 mPa·s 범위이고, 부분 경화 후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 20 내지 95%, 바람직하게는 30 내지 80%, 특히 50 내지 70% 가 되도록 하고,

(c) 탑 기판을 단계 (b) 의 부분 경화된 접착제층 위에 부착하고,

(d) 접착제를 200 내지 700 nm, 바람직하게는 250 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 완전 경화하며,

이때 베이스 기판은 디스플레이 패널이고 탑 기판은 반사기, 커버 렌즈, 터치 패널, 지연기 유리, 지연기 필름, 렌티큘러 렌즈, 미러, 번쩍임 방지 또는 반사 방지 필름, 스플린터 방지 필름, 확산기, 전자기 간섭 필터 또는 액정 디스플레이임.

본 발명의 또다른 대상은 하기를 포함하는 광학 어셈블리의 제조 방법이다.

(a) 디스플레이 패널 및 탑 기판을 제공하고,

(b) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 디스플레이 패널 상에 배치하고,

(c) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 부분 경화하고,

(d) 탑 기판을 단계 (c) 의 부분 경화된 접착제 층 위에 적용하고,

(e) 광학 어셈블리를 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 접착제를 완전 경화함.

단계 (c) 는 단계 (b) 이후 즉각적으로 행해져야 하는 것이 바람직한데, 이것은 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 대한 노출이, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 디스플레이 패널 상에 적용 후 수초 내에, 특히 접착제 적용 후 10 초 내에 또는 5 초 내에 또는 3 초 내에 일어나야만 한다는 것을 의미한다.

상기 설명에 따르면, 또 예비-겔화된 접착제의 점도는 25 ℃ 에서 2.55 s^-1 의 전단 속도에서 10000 내지 200000 mPa·s, 바람직하게는 30000 내지 150000 mPa·s 범위인 것이 바람직하다. 점도는 상기 설명한 바와 동일하게 측정되어야 한다.

또한, 상기 설명에 따르면, 또 예비-겔화 단계 (b) 이후 액체 광학 투명 광-경화성 접착제의 경화도가 20 내지 95%, 바람직하게는 30 내지 80%, 특히 50 내지 70% 인 것이 바람직하다. 경화도는 상기 설명한 바와 동일하게 측정되어야 한다.

광학 어셈블리의 본 제조 방법의 바람직한 구현예는 하기를 포함하는 방법이다:

(a) 디스플레이 패널 및 탑 기판을 제공하고,

(b) 디스플레이 패널 위에 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 배치하고,

(c) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 250 nm 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시킴으로써 부분 경화하여, 부분 경화된 접착제의 점도가 25 ℃ 에서 2.55 sec^-1 의 전단 속도에서 10000 내지 200000 mPa·s, 바람직하게는 30000 내지 150000 mPa·s 범위이고, 부분 경화 단계 (c) 이후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 20 내지 95%, 바람직하게는 30 내지 80%, 특히 50 내지 70% 가 되도록 하고,

(d) 탑 기판을 단계 (c) 의 부분 경화된 접착제층 위에 적용하고,

(e) 광학 어셈블리를 200 내지 700 nm, 바람직하게는 250 내지 500 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 접착제를 완전 경화함.

물론 본 발명은 언제나 2 개 이상의 탑 기판을 베이스 기판 (예, 디스플레이 패널) 상에 잇따라 접착할 수 있는 가능성을 포함한다.

두 방법은 모두 본 발명의 대상으로서, 액체 광학 투명 광-경화성 접착제가 적용된다. 이론상, 임의의 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제가 적용될 수 있다. 그러나, 본 발명자들은 특수한 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제가 본 발명의 의미 내에서 이례적인 양호한 결과를 낳는다는 것을 알아 내었다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는, 바람직한 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는, 하기를 포함한다:

(a) 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 30 중량% 의 우레탄 아크릴레이트, 바람직하게는 지방족 폴리에테르 우레탄 아크릴레이트 또는 아크릴 에스테르,

(b) 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 30 내지 70 중량% 의 가소화제, 바람직하게는 폴리이소프렌 수지, 폴리부타디엔 수지, 테르펜 중합체 수지, 프탈레이트, 트리멜리테이트, 아디페이트, 벤조에이트 에스테르, 헥사노에이트 및/또는 디카르복실레이트로부터 선택되는 것,

(c) 0.02 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%, 특히 0.5 내지 1.5 중량% 의 광 개시제, 바람직하게는 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥시드, 1-히드록시시클로헥실 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 및 그 조합으로부터 선택되는 것,

(d) 0 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량% 의 관능성 (메트)아크릴레이트 단량체 - 이때 관능성기는 바람직하게는 히드록실, 아미드, 카르복실 또는 그 조합으로 이루어짐 - 바람직하게는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 아크릴아미드, 아크릴산 및 그 조합으로부터 선택되는 것,

(e) 0 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 45 중량%, 특히 5 내지 40 중량% 의 (메트)아크릴레이트 단량체 및/또는 올리고머.

우레탄 아크릴레이트는 바람직하게는 지방족 폴리에테르 우레탄 아크릴레이트 또는 아크릴 에스테르이다. 우레탄 아크릴레이트는 바람직하게는 -80 ℃ 내지 -10 ℃ 의 T_g 값을 갖고, 특히 알킬(메트)아크릴레이트의 UV-경화성 기를 지니고, 바람직하게는, 콘 플레이트 (35 mm 직경) 를 갖는 HAAKE Rotational Rheometer 에 의해 측정가능한, 25 ℃ 에서 2.55 s^-1 의 전단 속도에서 5,000 내지 500,000 mPa·s 범위의 점도를 가져야 한다. T_g 는 유리 전이 온도이다. T_g 는 바람직하게는 시차 주사 열량계 (DSC) 에 의해 측정될 수 있다. 이러한 기술은 당업자에게 익히 공지되어 있다. 바람직한 구현예에서, 유리 전이 온도는 10 ℃/분의 가열 속도로 DSC 에 의해 측정된다.

우레탄 아크릴레이트는 바람직하게는 다관능성 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함한다. 다관능성 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 올리고머는 2 개 이상의 (메트)아크릴레이트기, 예컨대 2 내지 4 개의 (메트)아크릴레이트기를 포함한다. 2 관능성 지방족 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 바람직하다.

예를 들어, 다관능성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 디카르복실산, 예컨대 아디프산 또는 말레산과, 지방족 디올, 예컨대 디에틸렌 글리콜 또는 1,6-헥산 디올과의 축합으로부터 제조된 지방족 폴리에스테르 또는 폴리에테르 폴리올로부터 형성될 수 있다. 한 구현예에서, 폴리에스테르 폴리올은 아디프산 및 디에틸렌 글리콜을 포함할 수 있다. 다관능성 이소시아네이트는 메틸렌 디시클로헥실이소시아네이트 또는 1,6-헥사메틸렌 디이소시아네이트를 포함할 수 있다. 히드록시-관능화된 아크릴레이트는 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 또는 폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트 등의 히드록시알킬 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 한 구현예에서, 다관능성 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 폴리에스테르 폴리올, 메틸렌 디시클로헥실이소시아네이트 및 히드록시에틸 아크릴레이트의 반응 생성물을 포함할 수 있다.

본 발명에 따라 사용될 수 있는, 적합한 우레탄 아크릴레이트는, 예를 들어 지방족 폴리에테르 우레탄 디아크릴레이트, 특히 Bomar Specialties Co., Torrington, CT 로부터 입수가능한 BR-3042, BR-3641 AA, BR-3741 AB, 및 BR-344 이다. 다른 바람직한 지방족 우레탄 아크릴레이트는, 예를 들어 Sartomer Company Inc, Exton, PA 로부터 입수가능한 CN-9002, CN9014 NS, CN-980, CN-981, CN-9019 이다. 우레탄 아크릴레이트 수지, 예컨대 Rahn AG, Switzerland 로부터의 Genomer 4188/EHA, Genomer 4269/M22, Genomer 4425, 및 Genomer 1122, Genomer 6043 이 또한 바람직하다. 지방족 우레탄 아크릴레이트, 예컨대 Nippon Soda, Tokyo, Japan 로부터의 UV-3630ID80, UV-NS054, 및 UV-NS077 가 또한 바람직하다. 2 관능성 지방족 폴리에스테르 우레탄 아크릴레이트 올리고머 그리고 2 관능성 지방족 폴리에스테르/에테르 우레탄 아크릴레이트 올리고머도 또한 바람직한 우레탄 아크릴레이트이다.

성분 (e) 의 적합한 예로서는 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 모노아크릴레이트 올리고머, 우레아 구조를 갖는 모노아크릴레이트 올리고머, 2(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐 메타크릴레이트 및 그 조합을 들 수 있다. (메트)아크릴레이트 올리고머는 바람직하게는 -80 ℃ 내지 100 ℃ 의 T_g 값을 가져야 한다. 올리고머는 바람직하게는 (메트)아크릴 단량체로부터 제조될 수 있고, 바람직하게는 약 1000 내지 15000 범위 내의 중량 평균 분자량 (M_w) 을 가질 수 있다. 바람직한 중량 평균 분자량 (M_w) 은 대략 2000 일 수 있다. M_w 는 GPC 에 의해 측정할 수 있다.

일반적으로, (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 관능기 양방을 지칭한다. 일반적으로 "아크릴레이트" 는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 관능기 양방을 지칭한다. "아크릴 에스테르" 는 아크릴 에스테르 및 메타크릴 에스테르 관능기 양방을 지칭한다.

본 발명에 사용될 수 있는, 바람직한 폴리이소프렌 수지 및/또는, 폴리부타디엔 수지는, 예를 들어 Sartomer Company Inc, Exton, PA 로부터 입수가능한 폴리부타디엔 Polybd45CT, Polybd2000CT, Polybd3000CT, CN307, Kuraray Co. Ltd, Tokyo, Japan 로부터 입수가능한 폴리이소프렌 LIR-30, LIR-50, LIR-290, Nippon Soda Co Ltd, Tokyo, Japan 로부터 입수가능한 폴리부타디엔 TEA-1000, TE2000, GI-1000, GI-2000, GI-3000, BI-2000, BI-3000, JP-100 이다. BI-2000 은 예를 들어 대략 2100 의 수 평균 분자량을 갖는 수소화 1,2-폴리부타디엔 단독중합체이다. GI-2000 은 예를 들어 대략 2100 의 수 평균 분자량을 갖는 히드록시-말단 수소화 1,2-폴리부타디엔이다.

다른 바람직한 가소화제는 예를 들어 BASF Corporation, NJ, USA 로부터의 Palatinol 810P, Palatinol DPHP, Plastomoll DNA, 및 Eastman Chemical Company, TN, USA 로부터의 Admex 523 Polymeric Plasticizer, Admex 6996 Polymeric Plasticizer, TEG-EH 가소화제 (트리에틸렌 글리콜 비스 (2-에틸헥사노에이트)), DOP 가소화제 (비스(2-에틸헥실)프탈레이트) 를 들 수 있다.

물론, 시판되고 있는 다른 가소화제도 또한 가소화제로서 사용될 수 있다.

이러한 특정 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 또한 본 발명의 또다른 대상이다. 이에 더해, 광학 어셈블리의 부품 접착을 위한 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 용도도 본 발명의 또다른 대상이다. 터치 패널 센서 어셈블리를 위한, 바람직하게는 ITO (인듐 주석 산화물) 코팅 유리로 된 2 층을 필요로 하는 터치 패널 센서를 접착시키기 위한 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 용도는 본 발명의 또다른 대상이다. 커버 렌즈 접착을 위한, 특히 커버 렌즈를 이용하는 터치 패널 센서 및 유리 터치 패널 센서 내 에어 갭을 충전시키기 위한 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 용도는 본 발명의 또다른 대상이다. 커버 렌즈를 LCD 모듈에 직접 접착하기 위한 상기 광학 투명성 광-경화성 접착제의 용도는 본 발명의 또다른 대상이다.

바람직한 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 또한 점착부여제를 포함할 수 있다. 점착부여제는 익히 공지되어 있으며 접착제의 택성 (tack) 또는 기타 특성을 증가시키는데 이용된다. 수많은 다양한 종류의 점착부여제가 존재하나, 거의 모든 점착부여제는 우드 로진, 검 로진 또는 톨 오일 로진으로부터 유래된 로진 수지; 석유계 원료로부터 제조된 탄화수소 수지; 또는 나무 또는 특정 과일의 테르펜 원료로부터 유래된 테르펜 수지로 분류될 수 있다. 접착제는, 예컨대 0.001 중량% 내지 약 20 중량%, 0.01 중량% 내지 약 15 중량%, 또는 0.1 중량% 내지 약 10 중량% 의 점착부여제를 포함할 수 있다. 접착제층은 또한 실질적으로 점착부여제가 없을 수 있으며, 예컨대 0.001 중량% 내지 약 5 중량% 또는 약 0.001 중량% 내지 약 0.5 중량% 의 점착부여제 (모두 접착제의 총 중량 기준) 를 포함할 수 있다. 접착제는 또한 점착부여제가 완전히 없을 수 있다.

바람직한 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 물론 추가 성분을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 접착 증진제, 산화방지제, 계면활성제 또는 그 조합을 추가로 포함한다.

본 발명은 이동 전화, 태블릿 PC, TV, 노트북 PC, 디지털 카메라, 포토 프레임, 카 네비게이션, 옥외 디스플레이 등의 모든 분야에서 적용가능하다.

실시예

광으로부터 멀리하여 모든 성분을 혼합하여 균일한 혼합물을 수득하여 이하의 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 제조하였다.

CN9014NS 15 중량%

(Sartomer Company, Inc. 로부터의 우레탄 아크릴레이트 올리고머)

라우릴 아크릴레이트 19 중량%

이소보르닐 아크릴레이트 6 중량%

2-히드록시에틸 메타크릴레이트 3 중량%

BI-2000 56 중량%

(Nippon Soda Co. Ltd 로부터의 수소화 폴리부타디엔)

Speedcure TPO 0.3 중량%

(2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐 포스핀 옥시드)

Irgacure 184D 0.7 중량%

(1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤)

상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제가 하기를 포함하는 광학 어셈블리의 제조 방법에 이용되었다:

(a) LCD 모듈 및 커버 렌즈를 제공하고,

(b) LCD 모듈 위에 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 배치하고,

(c) 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 즉각적으로 노출시켜 부분 경화하여, 부분 경화 후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 상기 기재한 바와 같은 푸리에 변환 적외 (FTIR) 분광계 방법을 이용하여 측정시, 대략 55% 가 되도록 하고,

(d) 단계 (c) 의 부분 경화된 접착제 층 상에 커버 렌즈를 적용하고,

(e) 광학 어셈블리를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 접착제를 완전 경화함.

특정 접착제를 이용하는 본 발명의 방법은 가능한 한 대밍 프로세스를 회피하고, 접착제 두께를 정밀하게 제어가능하고, 최종 경화 수축을 회피할 수 있었다. 접착제 오버플로우의 문제는 없었으며, 적층 후 에어 갭도 발견되지 않았다.

Claims

(a) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 베이스 기판의 상부 측 위에 적용하고;
(b) 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 부분 경화하고;
(c) 탑 기판을 단계 (b) 의 부분 경화된 접착제 층 위에 부착하고;
(d) 상기 접착제를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 완전 경화하는 탑 기판을 베이스 기판에 결합시키는 방법으로서,
부분 경화 단계 (b) 이후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 20 내지 95% 이고,
추가로 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제가 하기를 포함하는 방법:
(i) 5 내지 50 중량% 의 지방족 폴리에테르 우레탄 아크릴레이트;
(ii) 10 내지 80 중량% 의, 폴리이소프렌 수지 및 폴리부타디엔 수지로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제;
(iii) 0.02 내지 5 중량% 의, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥시드, 1-히드록시시클로헥실 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 및 그 조합으로부터 선택되는 광 개시제;
(iv) 0 내지 20 중량% 의, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 아크릴아미드, 아크릴산 및 그 조합으로부터 선택되는 관능성 (메트)아크릴레이트 단량체; 및
(v) 0 내지 50 중량% 의, (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머로부터 선택되는 하나 이상.
제 1 항에 있어서, 부분 경화된 접착제의 점도가 25 ℃ 에서 2.55 sec^-1 의 전단 속도에서 10000 내지 200000 mPa·s 범위인 방법.
제 1 항에 있어서, 부분 경화 단계 (b) 이후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 30 내지 80% 인 방법.
제 1 항에 있어서, 베이스 기판의 상부 측이 유리 및 중합체로부터 선택되는 방법.
제 1 항에 있어서, 접착되어야 하는 탑 기판 측이 유리 및 중합체로부터 선택되는 방법.
제 1 항에 있어서, 탑 기판이 반사기, 커버 렌즈, 터치 패널, 지연기 (retarder) 유리, 지연기 필름, 렌티큘러 렌즈, 미러, 번쩍임 방지 또는 반사 방지 필름, 스플린터 (splinter) 방지 필름, 확산기, 전자기 간섭 필터 또는 액정 디스플레이인 방법.
제 1 항에 있어서, 베이스 기판이 디스플레이 패널인 방법.
제 7 항에 있어서, 디스플레이 패널이 터치 기능을 갖는 방법.
제 1 항에 있어서, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 우레탄 아크릴레이트가 -80 ℃ 내지 -10 ℃ 의 유리 전이 온도를 갖는 방법.
하기를 포함하는 광학 어셈블리의 제조 방법으로서:
(a) 디스플레이 패널 및 탑 기판을 제공하고;
(b) 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 디스플레이 패널 상에 배치하고;
(c) 상기 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 부분 경화하고;
(d) 단계 (c) 의 부분 경화된 접착제 층 위에 탑 기판을 적용하고;
(e) 광학 어셈블리를 200 nm 내지 700 nm 범위의 파장을 포함하는 전자기 방사선에 노출시켜 접착제를 완전 경화하고,
부분 경화 단계 (b) 이후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 20 내지 95% 이고,
추가로 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제는 하기를 포함하는 방법:
(i) 5 내지 50 중량% 의 지방족 폴리에테르 우레탄 아크릴레이트;
(ii) 10 내지 80 중량% 의, 폴리이소프렌 수지 및 폴리부타디엔 수지로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제;
(iii) 0.02 내지 5 중량% 의, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥시드, 1-히드록시시클로헥실 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 및 그 조합으로부터 선택되는 광 개시제;
(iv) 0 내지 20 중량% 의, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 아크릴아미드, 아크릴산 및 그 조합으로부터 선택되는 관능성 (메트)아크릴레이트 단량체; 및
(v) 0 내지 50 중량% 의, (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머로부터 선택되는 하나 이상.
제 10 항에 있어서, 부분 경화된 접착제의 점도가 25 ℃ 에서 2.55 sec^-1 의 전단 속도에서 10000 내지 200000 mPa·s 범위인 방법.
제 10 항에 있어서, 부분 경화 단계 (b) 이후 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 경화도가 30 내지 80% 인 방법.
제 10 항에 있어서, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제의 우레탄 아크릴레이트가 -80 ℃ 내지 -10 ℃ 의 유리 전이 온도를 갖는 방법.
삭제
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제가 추가로 점착부여제, 충전제, 접착 증진제, 안정화제, 안료 또는 그 조합을 포함하는 방법.
제 10 항에 있어서, 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제가 추가로 점착부여제, 충전제, 접착 증진제, 안정화제, 안료 또는 그 조합을 포함하는 방법.
하기를 포함하는 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제:
(a) 5 내지 50 중량% 의 지방족 폴리에테르 우레탄 아크릴레이트로서, 우레탄 아크릴레이트가 -80 ℃ 내지 -10 ℃ 의 유리 전이 온도를 갖고,
(b) 10 내지 80 중량% 의, 폴리이소프렌 수지 및 폴리부타디엔 수지로부터 선택되는 하나 이상의 가소화제,
(c) 0.02 내지 5 중량% 의, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥시드, 1-히드록시시클로헥실 벤조페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 및 그 조합으로부터 선택되는 광 개시제,
(d) 0 내지 20 중량% 의, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 옥틸 아크릴아미드, 아크릴산 및 그 조합으로부터 선택되는 관능성 (메트)아크릴레이트 단량체, 및
(e) 0 내지 50 중량% 의, (메트)아크릴레이트 단량체 및 올리고머로부터 선택되는 하나 이상.
제 17 항에 있어서, 광학 어셈블리의 부품 접착에 사용되는 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제.
제 17 항에 있어서, 터치 패널 센서 어셈블리에 사용되는 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제.
제 17 항에 있어서, 커버 렌즈 접착에 사용되는 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제.
제 17 항에 있어서, 커버 렌즈를 LCD 모듈에 직접 접착하는데 사용되는 액체 광학 투명성 광-경화성 접착제.