KR102024081B1 - 광 경화형 광학용 점착제 조성물, 상기 조성물로부터 제조된 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광 경화형 광학용 점착제 조성물, 상기 조성물로부터 제조된 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

광 경화형 광학용 점착제 조성물, 상기 조성물로부터 제조된 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법{Composition for optical adhesive agent curable by light, an adhesive agent prepared from the composition, and a method for preparing the adhesive agent}
본 발명은, 광 경화형 광학용 점착제 조성물, 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 일반적으로 커버 윈도우(Cover Window) 아래에 투명전극 및 디스플레이 모듈(Display Module)이 위치하는 구조를 갖는다. 이러한 터치스크린 패널은 초기에는 커버 윈도우와 투명전극 사이에 에어갭(Air Gap)을 이용한 구조였으나, 현재에는 광학용 점착소재를 충진한 풀 라미네이션(Full Lamination) 방식{혹은 다이렉트 본딩(Direct Bonding) 방식}이 일반화되고 있다. 이러한 풀 라미네이션 방식의 터치스크린 패널 구조에서 각 레이어(Layer)를 점착시키기 위해 사용되는 광학용 점착소재는 크게 투명한 양면 테이프 타입의 광학적으로 투명한 점착제(Optically Clear Adhesive, 이하 'OCA'라 한다)와 투명한 액체 타입의 광학적으로 투명한 수지(Optically Clear Resin)로 나뉜다.
블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 지닌 커버 윈도우와 투명전극을 부착하기 위한 OCA 필름의 점착층에 있어서, 상기 점착층은 필름 형상을 가지고 있기 때문에 고유의 탄성적인 성질을 지니게 된다. 따라서 점착층이 점착될 때 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층의 측면에서 단차에 다른 공극(void)이 발생하는데, 이러한 공극은 육안으로 시인이 되는 문제점과 이 공극이 커버 윈도우 전역으로 이동하여 불량을 야기하는 문제가 있다.
따라서, 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 지닌 플랫 또는 곡면 커버 윈도우와 투명전극을 부착하기 위해 일반적인 OCA 필름이 점착될 때에, 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층의 측면에 마련된 단차나, 곡면을 갖는 커버 윈도우의 경우 곡면 각도로 인한 공극(void) 발생을 제거하는 기술 개발이 필요한 실정이다.
또한, 광 경화용 점착제는 타발 공정 후, 수 백장이 적층되어 보관되는데, 종래 점착제는 그 하중에 의해 아래쪽에 위치한 점착제에서 찐이 빠져나와 점착제층끼리 들러붙게 되어 불량을 초래하는 경우가 있었다.
대한민국 특허 출원 공개 제10-2013-0051921호
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 점착제를 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 지닌 플랫 또는 곡면 커버 윈도우와 점착시킨 후 2차 경화가 가능한 OCA 의 Stress Relexation(이하, 이를 'SR'이라 한다)을 이용하되, 광 경화 전의 SR 값에 의해 곡면, 플랫 커버 윈도우 블랙 또는 화이트 인쇄 단차면에 대한 밀착력을 높여 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층의 단차를 효과적으로 극복할 수 있으며, 단차에 의한 침투성 보이드(void) 발생을 효과적으로 감소시키는 동시에, 수지 흐름을 제어할 수 있고, 광 경화 후의 SR 특성으로 응집력을 높여 신뢰성 조건에서 기포(void)의 발생을 방지할 수 있는 광 경화형 광학용 점착제, 상기 점착제 제조를 위한 조성물, 상기 점착제의 제조 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일 양태는, 점착제에 대해 광 조사 전 식 1로 측정된 Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.15% 이하이고, 광 조사 후의 Stress Relaxation 값이 70℃에서 0.18% 이상의 범위인, 광 경화형 광학용 점착제를 제공한다.
[식 1]
Stress Relaxation (%) = S300seconds / S0.1seconds x 100
상기 식 1에서, S0.1second은 점착제의 70℃의 온도 조건에서 0.1 초간 25% Strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이고, S300seconds는 점착 필름의 70℃의 온도 조건에서 300 초간 25% strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이다.
이때, 상기 광 조사 전 상기 식 1로 측정된 Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.01% 이상일 수 있다.
일 예로, 상기 점착제의 적어도 한 면에 슬라이드 글라스(slide glass)를 라미네이션 후, 5~6bar의 압력 및 40℃℃의 온도 조건에서 오토클레이브(autoclave) 공정을 수행하였을 때, 상기 슬라이드 글라스의 최측면으로부터 상기 점착층에 형성된 기포까지의 거리가 0.5mm 이내일 수 있다.
일 예로, 상기 점착제의 적어도 한 면에 슬라이드 글라스(slide glass)를 라미네이션 후, 5~6bar의 압력 및 40℃℃의 온도 조건에서 오토클레이브(autoclave) 공정을 수행하였을 때, 상기 슬라이드 글라스의 최측면으로부터 0.5mm 이내에서 광학현미경으로 관찰된 기포의 개수가 7개 이하일 수 있다.
일 예로, 가로 x 세로 길이가 25mm x 25mm 이고, 두께가 350㎛ 내지 650㎛이 되도록 복수의 점착제가 합지된 시편을, 열압착기로 압력 1~5kgf/cm2 및 온도 40℃ 조건으로 20초간 열압착할 때, 이형필름 외부로 빠져나온 점착제의 수지 흐름(Resin flow)의 최장 길이가, 12 mm 이하일 수 있다.
또한 본 발명은, 전술한 광 경화형 광학용 점착제가, 제1 기재와 제2 기재 사이에 위치하는 적층체를 제공한다.
이때, 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 플랫 커버 윈도우 또는 곡면 커버 윈도우일 수 있다.
이때, 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 두께 10 내지 50 μm의 단차를 가질 수 있다.
또한, 상기 제1 기재 및 상기 제2 기재 중 적어도 어느 하나기 이형 필름일 수 있다.
또한, 상기 제1 기재가 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널이고, 상기 제2 기재가 블랙 또는 화이트 인쇄 단차, 또는 곡면 측면의 단차를 갖는 표면 보호층일 수 있다.
이때, 상기 단차의 두께는 10 내지 50 μm 일 수 있다.
또한, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 저온 유리전이(메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃ 초과인 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 단량체 및 광개시제를 포함하는 혼합물에 광을 조사하여 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하고; 상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체에, 벤조페논 구조를 갖는 광개시제, 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트, 양이온성 광개시제, 및 상기 벤조페논 광개시제 보다 더 장파장의 광에 의해 활성화되는 반응성 자리를 갖는 광개시제를 첨가하고 블렌딩하여 점착제 전구체 조성물을 형성하고; 상기 점착제 전구체 조성물을 이형 필름의 표면에 제공하고, 상기 장파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 갖는 광개시제를 활성화시킬 수 있는 장파장의 광을 상기 전구체 조성물에 조사하여, 광 경화형 광학용 점착제를 형성하는 것을 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제의 제조 방법이 제공된다.
이때, 상기 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 상기 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 상기 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체의 중합 중량비는, 20 ~ 50 : 20~ 50 : 1 ~20 일 수 있다.
본 발명에 따른 점착제는 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 지닌 플랫 또는 곡면 커버 윈도우와 투명 전극을 부착하기 위해 사용시, 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층의 단차를 효과적으로 극복할수 있으며, 측면에 마련된 단차에 의한 침투성 기포(void) 발생을 효과적으로 감소시킬 수 있고, 수지 흐름을 제어할 수 있으며, 고온 및/또는 고습의 환경에서도 안정하다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 점착제를 사용하여 라미네이트된 플랫 커버 또는 곡면 커버를 갖는 영상 디스플레이 장치의 단면도이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 본 명세서에 기재되지 않은 내용은 본 발명의 기술 분야 또는 유사 분야에서 숙련된 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
본 발명에서 사용된 용어인 2차 경화는, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 필름 형태로 경화시킨 후, 다시 경화시키는 공정을 지칭한다. 이때, 1차 경화와 2차 경화는 각각 열경화 및 광경화 중에서 선택될 수 있고, 예를 들어, 1차 경화 및 2차 경화 모두 광경화로 수행될 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어인 장파장은 350 nm 이상의 파장을, 단파장은 350 nm 미만의 파장을 지칭한다.
본 발명에서 사용된 용어인 인쇄 단차층은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어인 점착제는 필름 형태인 것을 지칭하며, 1차 경화된 상태인 것 및/또는 2차 경화된 상태인 것을 지칭한다. 또한, 상기 점착제는 점착제층을 지칭하거나 또는, 점착제층에 기재(substrate)가 부착된 적층체를 포함하여 지칭할 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이(메트)아크릴 단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이(메트)아크릴 단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체들의 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체; 벤조페논 구조를 갖는 광개시제; 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트; 양이온성 광개시제; 및 상기 벤조페논 구조를 갖는 광개시제 보다 더 장파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 갖는 광개시제를 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제용 조성물이 제공된다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이(메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이(메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 광개시제의 존재하에 광을 조사하여 부분적으로 중합시켜 얻을 수 있다.
저온 유리전이 (메트)아크릴 단량체는, 이의 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃ 이하, 예를 들어, -100℃ 내지 50℃, 일 예로, -80℃내지 30℃ 다른 예로, -75℃내지 -20℃의 범위인 (메트)아크릴레이트를 말한다. 이의 예로는, 벤질 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, sec-부틸 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 이소-데실 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-옥틸 (메틸)아크릴레이트 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
고온 유리전이 (메트)아크릴단량체는, 이의 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃ 초과, 예를 들어, 50℃ 초과 및 180℃ 이하, 일 예로, 70℃내지 170℃다른 예로, 80℃내지 160℃의 범위인 (메트)아크릴레이트를 말한다. 이의 예로는, tert-부틸 메타크릴레이트, 아크릴로일 모르폴린, 메틸 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
저온 유리전이 (메트)아크릴 단량체와 고온 유리전이 (메트)아크릴 단량체의 중량비는 2:8 내지 8:2, 또는 3:7 내지 7:3, 또는 4:6 내지 6:4의 범위일 수 있다. 저온 유리전이 (메트)아크릴 단량체와 고온 유리전이 (메트)아크릴 단량체를 상기 중량비로 사용하면, 점착력, 고온 신뢰성, 내열성 및 공정성(타발성)이 개선되 는 효과가 있다.
친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체는, 히드록시기, 카르복시기, 우레탄기, 아민기, 아마이드기 등의 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체가 사용될 수 있으며, 구체적으로는 점착력 측면에서 히드록시기를 갖는 (메트)아크릴 단량체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 2-하이드록시 에틸 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 5-히드록시펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메트)아크릴레이트, 10-히드록시데실(메트)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸(메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산히드록시알킬에스테르, 카프로락톤 변성 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸-2-히드록시에틸프탈산, N-메틸올(메트)아크릴아미드, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트 등의 2급 수산기 함유 단량체; 2,2-디메틸-2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트 등의 3급 수산기 함유 단량체 등을 들 수 있다.
구체예에서, 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체는 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체를 모두 포함하는 단량체들을, 광개시제의 존재하에 광 조사에 의해 부분적으로 중합시켜 얻을 수 있다. 이때, 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체의 중합 중량비는, 20 ~ 50 : 20~ 50 : 1 ~20, 구체적으로 30~50 : 30 ~ 50 : 5~ 15일 수 있다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 광개시제는 부분적 중합이 가능하도록 장파장, 예를 들어, 350nm 이상의 파장의 광에 의해 중합을 개시할 수 있는 물질로, 예를 들어, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 2,6-다이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조일 디에톡시포스핀 옥사이드, 벤조인 알킬 에테르(벤조인 이소프로필에테르, 벤조일에틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, n-부틸 벤조인 에테르 등), 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질, 아세토페논, 티오잔톤, 캄포르퀴논, 3-케토쿠마린, 아세나프텐, 4,4'-디메톡시벤질, 벤질 디메틸 케탈, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 등을 들 수 있다.
광개시제는, 단량체 혼합물 100 중량부를 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 5 중량부, 구체적으로는 약 0.1 중량부 내지 약 1 중량부의 범위로 사용될 수 있다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 희석제의 예로는 단량체를 추가로 포함하여 희석할 수 있으며, 추가될 수 있는 단량체의 예로는 선형구조를 갖는 단량체, 고리형 구조를 갖는 단량체, 메타 구조를 갖는 단량체, 아크릴로 니트릴 구조를 갖는 단량체, 비닐 아세테이트 구조를 갖는 단량체 등을 들 수 있다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 분자량조절제의 예로는 머캅토프로피오네이트, 도데실 머캅탄; 머캅토아세테이트, 트리오비스벤젠트리올, α-메틸스티렌 이량체; 퀴논, 예를 들어, o-벤조퀴논, m-벤조퀴논; 니트로벤젠; 디페닐아민; 부틸 카테콜; 1,1-디페닐 에틸렌 등을 들 수 있다.
벤조페논 구조를 갖는 광개시제
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은 광개시제로서 벤조페논 구조를 갖는 광개시제를 포함할 수 있다. 벤조페논 구조를 갖는 광개시제는 단파장 광에 의해 활성화되므로, 광 경화형 광학용 점착제용 조성물로부터 형성된 점착제에 단파장 광을 조사시 가교 결합이 진행되어 경화된 점착제가 얻어질 수 있다. 벤조페논 구조를 갖는 광개시제를 사용하면 2차경화시 단파장 광에 의해 광개시제의 활성화로 가교결합이 형성되어 Stress Relexation 값이 커지는 효과가 일어나는 측면에서 유리하다.
단파장 광은 예컨데, 파장 350nm 미만의 파장, 예를 들어, 200nm 내지 345 nm 파장의 광일 수 있다.
광 경화형 광학용 점착제용 조성물에 장파장의 광을 조사하여 점착제를 형성하고, 상기 점착제를 제1 기재와 제2 기재 사이에 위치시키고, 열 및/또는 압력을 가한 후, 단파장의 광을 조사하면 벤조페논 구조를 갖는 광개시제가 활성화되어 추가 가교결합이 가능하다.
벤조페논 구조를 갖는 광개시제의 예로는 아크릴로일 벤조페논, 벤조페논, 디클로로벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4-디에틸아미노벤조페논 등을 들 수 있다.
벤조페논 구조를 갖는 광개시제는 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체의 중량부 100을 기준으로 0.01 내지 10 중량부, 또는 0.01 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트와 양이온성 광개시제
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트와 양이온성 광개시제를 포함할 수 있다.
양이온성 광개시제는 280nm 이하의 파장의 광에 의해 이온경화 반응을 유도할 수 있는 개시제를 사용할 수 있다. 이 때 이온반응성인 (메트)아크릴레이트의 옥세탄 구조가 개환하여 가교 결합이 진행되어 경화된 점착제가 얻어질 수 있다.
옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트와 양이온성 광개시제를 사용하면 2차경화시 단파장 광에 의한 광개시제의 활성화로 가교결합이 형성되어 Stress Relexation 값이 커지는 효과를 기대할 수 있다. 예를 들어, 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트는 글리시딜 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
예를 들어, 양이온 광개시제는 4-메틸페닐(4-methylphenyl), 4-(2-메틸프로필)페닐(4-(2-methylpropyl)phenyl), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate), 트리아릴설포늄염(triarylsulphonium salts), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), Irgacure 250(BASF사)을 포함할 수 있다.
벤조페논 구조를 갖는 광개시제 보다 더 장파장의 광에 의해 활성화되는 반응성 자리를 갖는 광개시제
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은, 벤조페논 구조를 갖는 광개시제 외에, 벤조페논 구조를 갖는 광개시제 보다 더 장파장, 예를 들어, 350nm 이상의 파장, 일 예로, 390nm 이상의 파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 갖는 광개시제를 포함할 수 있다.
이러한 광개시제의 예로는, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 2,6-다이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조일 디에톡시포스핀 옥사이드, 벤조인 알킬 에테르(벤조인 이소프로필에테르, 벤조일에틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, n-부틸 벤조인 에테르 등), 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질, 아세토페논, 티오잔톤, 캄포르퀴논, 3-케토쿠마린, 아세나프텐, 4,4'-디메톡시벤질, 벤질 디메틸 케탈, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 광개시제는 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체의 중량부 100을 기준으로 0.001 내지 10 중량부, 또는 0.01 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은 상기 성분들 외에, 임의로 충전제, 또는 산화 방지제를 추가로 포함할 수 있다.
기타 첨가제
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은, 광 흡수가 가능한 기타 첨가제가 추가로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 기타 첨가제는, 중량평균 분자량이 200 내지 10,000 일 수 있고, 무산 타입의 방향족 및 환형의 탄소-질소 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 첨가제는, 구조 내에 페닐, 나프탈렌, 안트라센, 피페리디닐, 페난트렌 및 파이렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 작용기를 포함할 수 있고, 예를 들어, 트리아진계 첨가제를 사용할 수 있다. 일 예로, 히드록시페닐트리아진 화합물, 예를 들어 2-(4'-메톡시페닐)-4,6-비스(2'-히드록시-4'-n-옥틸옥시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(3-(2-프로필옥시)-2-히드록시-프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(2-에틸-헥실옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-[4-(2-메톡시에틸-카르복실)-페닐아미노]-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(트리스(트리메틸실릴옥시-실릴프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(2"-메틸프로페닐옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(1',1',1',3',5',5',5'-헵타메틸트리실릴-2"-메틸-프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(3-(2-프로필옥시)-2-히드록시-프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-[4-에틸카르복시)-페닐아미노]-1,3,5-트리아진; 2-(2,4-디히드록시페닐)-4,6-비스비페닐-1,3,5-트리아진; 및 2-히드록시페닐-s-트리아진 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
일 예로, 상기 기타 첨가제의 함량은 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 0.5 중량부 일 수 있다. 상기 기타 첨가제의 함량이 증가되면 기재 밀착력이 높아져 박리력이 향상됨에 따라 점착성능이 우수해지지만, 상기 함량이 0.5 중량부를 초과하는 경우, 경화 후 점착제의 연성이 지나치게 커짐에 따라 작업성이 열악해질 수 있으며, 상기 함량이 0.05 중량부 미만인 경우 박리력 향상 효과를 기대하기 어려울 수 있다.
광 경화형 광학용 점착제
본 발명의 다른 양태는, 광 경화형 광학용 점착제의 제조 방법에 관한 것으로서,
저온 유리전이아크릴단량체, 고온 유리전이아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 아크릴 단량체로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 단량체 및 광개시제를 포함하는 혼합물에 광을 조사하여 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하고;
상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체에, 벤조페논 구조를 갖는 광개시제, 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트, 양이온성 광개시제, 및 상기 벤조페논 구조를 갖는 광개시제 보다 더 장파장의 광에 의해 활성화되는 반응성 자리를 갖는 광개시제를 첨가하고 블렌딩하여 점착제 전구체 조성물을 형성하고;
상기 점착제 전구체 조성물을 이형 필름의 표면에 제공하고,
상기 장파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 갖는 광개시제를 활성화시킬 수 있는 장파장의 광을 상기 전구체 조성물에 조사하여, 광 경화형 광학용 점착제를 형성하는 것을 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제의 제조 방법을 제공한다.
상기 양태에 대한 자세한 설명은 전술한 양태에서와 같다.
즉, 광 경화형 광학용 점착제는, 상술한 저온 유리전이(메트)아크릴단량체, 고온 유리전이(메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체들의 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체; 벤조페논 구조를 갖는 광개시제; 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트; 양이온성 광개시제; 및 상기 벤조페논 구조를 갖는 광개시제 보다 더 장파장의 광에 의해 활성화되는 반응성 자리를 갖는 광개시제를 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제용 조성물을 혼합하고, 이 혼합물을 용액 캐스팅, 압출 등을 사용하여 이형 필름의 표면에 적용한다. 점착제는 이의 일면, 또는 양면 상에 이형 필름, 예컨데, 폴리에스테르 필름 또는 폴리에틸렌 필름 등을 가질 수 있다.
이후, 장파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 갖는 광개시제를 활성화시킬 수 있는 장파장의 광을 조사하여 점착제를 형성할 수 있다.
상기 장파장의 광 조사 파장은 350nm 내지 500nm의 범위이다.
점착제에서 이형 필름을 제외한 점착제 층의 두께는 50 μm 내지 300 μm, 예를 들어, 100 μm 내지 200 μm, 일 예로, 120 μm 내지 170 μm의 범위일 수 있다.
본 발명의 다른 양태는, 상기 양태에 따라 제조된 광 경화형 광학용 점착제가 제공된다.
상기 양태에 따른 광 경화형 광학용 점착제는, 광 조사 전 식 1로 측정된 Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.15% 이하이고, 광 조사 후의 Stress Relaxation 값이 70℃에서 0.18% 이상일 수 있다:
[식 1]
Stress Relaxation (%) = S300seconds / S0.1seconds x 100
상기 식 1에서, S0.1second은 점착제를 70℃의 온도 조건에서 0.1 초간 25% Strain을 가한 후 측정한 모듈러스값이고, S300seconds는 점착제를 70℃의 온도 조건에서 300 초간 25% Strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이다.
Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.15% 이하인 경우, 곡면 또는 플랫 커버 윈도우의 블랙 또는 화이트 인쇄 단차면에 대한 커버능이 우수하고, 기포 발생이 방지되며 광 조사 후의 Stress Relaxation 값이 0.18% 이상인 경우, 신뢰성 기포 발생이 방지된다.
상기 기포 발생은, 본원에서 침투성 기포의 발생 거리 및 개수로 나타낼 수 있다. 이때, 광학현미경을 통해 침투성 기포의 발생 거리 및 개수를 측정할 수 있다.
상기 침투성 기포의 발생 거리는, 광학현미경을 이용하여 슬라이드 글라스(slide glass) 최측면으로부터 기포까지의 거리가 0.5mm 이하인 경우 기포가 가시구역으로 확대되지 않으나, 0.5mm 초과인 경우 기포가 가시구역으로 확대되어 점착제의 불량을 야기하는 문제가 발생할 수 있다는 점에서, 상기 Stress Relaxtion 값을 70℃에서 0.15% 이하로 유지하여 상기 기포까지의 거리를 0.5mm 이하로 유지할 수 있다.
또한, 상기 침투성 기포의 발생 개수는, 상기 슬라이드 글라스(slide glass) 최측면으로부터 0.5mm 이하에 형성된 기포의 개수가 7개 이하인 경우 공극(void)이 거의 발생하지 않게 되어 기포 발생에 의한 점착제 품질에 거의 영향을 주지 않게 되는 것으로, 점착제 품질을 크게 향상시킬 수 있으므로, 상기 Stress Relaxtion 값을 70℃에서 0.15% 이하로 유지하여 상기 기포까지의 거리를 0.5mm 이하로 유지할 수 있다.
한편, 광 경화 전 Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.15% 이하인 경우, 단차 커버능과 기포 발생 방지 측면에서 우수하지만, 지나치게 낮은 경우, 타발 공정 또는 보관 과정에서 복수의 점착제가 합지된 상태에서 수지 흐름(resin flow), 즉, 점탄성 성질을 지닌 점착제가 이형필름 외측으로 빠져 나오게 되는, 이른바, 찐이 빠져 나오는 문제가 발생할 수 있다. 그 결과, 점착제층끼리 들러붙게 됨으로써, 점착제의 품질이 매우 열악해질 수 있다.
이때, 상기 수지 흐름은, 가로 x 세로 길이가 25mm x 25mm로 재단되며, 두께가 350㎛ 내지 650㎛ 이 되도록 복수의 점착제가 합지된 시편을, 열압착기로 압력 1~5kgf/cm2 및 온도 40℃ 조건으로 20초간 열압착할 때, 이형필름 외부로 빠져나온 점착제의 최장 길이가 12 mm 이하일 수 있다. 상기 최장 길이는 수지 흐름이 발생한 곳으로부터 가장 인접한 이형필름의 모서리까지의 수직 거리로 측정한다. 따라서, 본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 광 조사 전 Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.01% 이상이 되도록 제어하여, 수지 흐름이 12mm 이하가 되도록 하여, 점착제의 품질을 크게 향상시킬 수 있다.
일 실시예에서, 식 1에서 광 조사 전의 Stress Relaxation 값은 70℃에서 0.15% 이하, 예를 들어, 0.01% 내지 0.15%, 일 예로, 0.01% 내지 0.12%, 구체 예로, 0.02% 내지 0.10% 일 수 있다. 또한, 광 조사 후의 Stress Relaxation 값은 70℃에서 0.18% 이상, 예를 들어, 0.18% 내지 0.40%, 일 예로, 0.21% 내지 0.30% 일 수 있다.
즉, 광 경화형 광학용 점착제는 광 경화 전 Stress Relaxtion 값으로 70℃에서 0.01% 이상을 가짐으로써, 수지 흐름을 억제하여 타발 공정 또는 보관 과정에서 복수의 점착제가 합지된 상태에서의 점착제 품질을 크게 향상시킬 수 있고, 0.15% 이하을 가짐으로써, 단차 커버능이 우수하고, 슬라이드 글라스(slide glass) 최측면으로부터 기포까지의 거리가 모두 0.5mm 이하로 나타나는 동시에 상기 침투성 기포 중 상기 최측면으로부터 0.5mm 이하에 형성된 기포의 개수가 7개 이하가 되어, 점착제 품질을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 양태는, 제1 기재; 제2 기재; 및 상기 제1 기재와 상기 제2 기재 사이에 위치하는, 전술한 광 경화형 광학용 점착제를 포함하며, 상기 제1 기재 또는 상기 제2 기재가 두께 10 내지 50 μm의 단차를 갖는, 적층체가 제공된다.
광 경화형 광학용 점착제를 사용한 라미네이션
광 경화형 광학용 점착제를 제1 기재와 제2 기재 사이에 위치시키고, 열 및/또는 압력을 가한 후, 단파장의 광을 조사하면 벤조페논 구조를 갖는 광개시제, 양이온성 광개시제가 활성화되어 추가 가교결합될 수 있다.
제1 기재를 광 경화형 광학용 점착제의 한 면에 위치시키고, 2 내지 9 kgf의 압력, 20℃내지 30℃의 온도에서 40mm/sec 내지 100mm/sec의 속도로 라미네이팅하고, 이후 제2 기재를 광 경화형 광학용 점착제의 다른 면에 위치시키고, 0.01 내지 0.05 Mpa의 압력, 20℃내지 30℃의 온도에서 진공압 30 Pa 이하의 조건에서 1초 내지 10초간 라미네이팅할 수 있다. 이후 제조된 합지품을 오토클레이브 장비(적용 압력: 5~8bar, 적용 시간: 10~20min, 적용 온도: 40~60℃를 사용하여 조립시 생성된 기포를 제거할 수 있다. 기포 제거 후, 광을 조사하여 2차경화를 진행할 수 있다.
제1 기재 또는 제2 기재 중 어느 하나 이상은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층과 같은 단차 또는 곡면의 측면의 단차와 같은 단차를 갖는다. 일 예에서, 제2 기재가 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층과 같은 단차 또는 곡면의 측면의 단차와 같은 단차를 갖는 표면 보호층이고, 제1 기재가 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널일 수 있다. 단차 높이는 10 내지 50 μm, 또는 10 내지 40 μm일 수 있다.
표면 보호층은 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널의 최외측 표면 상에 배치되어 외부 환경으로부터 그것을 보호하는 기능을 한다. 표면 보호층은 커버 윈도우일 수 있다.
영상 디스플레이 모듈의 예로는, 액정 디스플레이 모듈, 플라즈마 디스플레이 유닛, 유기발광 소자, 전자발광 디스플레이 등을 포함할 수 있다.
터치 패널은 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 누르고, 접촉된 위치를 인지하여 시스템에 전달하는 입력장치일 수 있다. 구체적으로 터치 패널은 저항막, SAW(surface acoustic wave), 적외선, 광학식 등을 사용할 수 있다.
제1 기재 또는 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 단파장의 광이 이를 통해 적용될 수 있도록 적어도 부분적으로 투명하다.
본원에서 광은 UV 또는 가시광선을 사용할 수 있으며, UV를 사용하는 경우, 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 제논 램프, LED 등을 광원으로서 사용하는 조사기를 사용할 수 있다. 광 조사시 파장은 200nm 내지 450nm으로 단파장뿐만 아니라 장파장도 포함하여 조사될 수 있다. 광 조사양은 1000 mJ 내지 5000 mJ이다.
도 1을 참조하면, 라미네이트된 플랫 커버(도 1 (a)) 또는 곡면 커버(도 1 (b))를 갖는 영상 디스플레이 장치를 설명하면, 영상 디스플레이 장치(100, 101)은 단차부(8)를 갖는 표면 보호층(70, 70')과 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널(80, 80')의 사이에 위치한 점착층(60, 60')을 갖는다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
광 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체를 이용하여 아크릴 공중합물을 합성하였다. 저온유리전이아크릴레이트단량체(2EHA(2-ethyl hexyl acrylate), homopolymer Tg: -70℃) 52 중량부, LA(Lauryl acrylate, homopolymer Tg: -26℃) 2 중량부, 고온유리전이아크릴레이트단량체(IBOA(Isobornyl acrylate), homopolymer Tg: 90~100℃) 37중량부, IBOMA(Isobornyl metha acrylate, homopolymer Tg: 170℃) 1 중량부, 수산기를 갖는 아크릴레이트단량체(2HEA(2-hydroxyethyl acrylate)) 4 중량부, 아크릴로일모르폴린 단량체(ACMO(4-acyloyl morpholine)) 4 중량부, 광개시제(Irgacure 184d) 0.05 중량부, 분자량 조절제(mercaptopropionate) 0.04 중량부의 혼합물을 제조하고 20분동안 질소 퍼징하였다. 이어서 25℃에서 UV 조사(파장: 370nm, 조사량: 2700mJ )를 시켜 60℃까지 반응을 진행되도록 하였다.
60℃까지 반응이 완료되면 반응물의 온도를 30℃까지 식힌 후 아크릴공중합물이 15~25% 질량의 농도를 갖도록 하여, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하였다.
상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 100 중량부에 Irgacure 184D 0.03 중량부, Irgacure 651 0.03 중량부, TPO 0.03 중량부, Irgacure 250 0.12 중량부, 벤조페논 1.6 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 2.5중량부의 비율로 첨가하고 교반을 하여, 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
나이프 코터의 갭을 150㎛로 조정하고 상기 조성물을 75㎛ 두께의 헤비 이형필름(SKC Hass) 이형 표면에 코팅하고 라이트 이형필름을 적층하여 UV 조사장비를 통과시킨후 UV 조사(파장: 350nm 이상, 조사량: 2700mJ)를 진행하였다. 그 결과, 150㎛ 두께의 광 경화용 점착제를 수득하였다.
실시예 2
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로, 각 단량체가 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO =47/2/34/3/7/7 의 중량비로 사용된 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 2의 광 경화형 광학용 점착제를 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로, 각 단량체가 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO =47/2/34/5/7/5 의 중량비로 사용된 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 3의 광 경화형 광학용 점착제를 제조하였다.
실시예 4
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로, 각 단량체가 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO =52/1/38/1/5/3 의 중량비로 사용된 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 4의 광 경화형 광학용 점착제를 제조하였다.
실시예 5
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로, 각 단량체가 2EHA/IBOA/2HEA/ACMO =43/34/21/2 의 중량비로 사용된 점을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 5의 광 경화형 광학용 점착제를 제조하였다.
실시예 6
실시예 1에서, 상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 100 중량부에
Irgacure 184D 0.07 중량부, Irgacure 651 0.07 중량부, TPO 0.03 중량부, Irgacure 250 0.12 중량부, 벤조페논 1.6 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 2.2 중량부, TINUVIN®477 0.3 중량부의 비율로 첨가하고 교반한 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 6의 광 경화형 점착제를 제조하였다.
실시예 7
실시예 1에 있어서, 상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로 100중량부에 Irgacure 184D 0.03 중량부, Irgacure 651 0.12 중량부, TPO 0.08 중량부, Irgacure 250 0.12 중량부, 벤조페논 1.4 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 2.2 중량부, TINUVIN® 384-2 0.2 중량부의 비율로 첨가하고 교반한 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 7의 광 경화형 점착제를 제조하였다.
실시예 8
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로 100중량부에 Irgacure 184D 0.03 중량부, Irgacure 651 0.07 중량부, TPO 0.03 중량부, Irgacure 250 0.11 중량부, 벤조페논 0.5 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 1.0 중량부, TINUVIN®477 0.3 중량부의 비율로 첨가하고 교반한 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 8의 광 경화형 점착제를 제조하였다.
실시예 9
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체로 100중량부에
Irgacure 184D 0.10 중량부, TPO 0.10 중량부, Irgacure 250 0.15 중량부, 벤조페논 0.7 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 1.5 중량부, TINUVIN® 384-2 0.2 중량부 의 비율로 첨가하고 교반한 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방법으로 실시하여 실시예 9의 광 경화형 점착제를 제조하였다.
비교예 1
광 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체를 이용하여 아크릴 공중합물을 합성하였다. 저온유리전이아크릴레이트단량체(2EHA(2-ethyl hexyl acrylate), homopolymer Tg: -70℃) 45 중량부, LA(Lauryl acrylate), homopolymer Tg: -26℃) 5 중량부, 고온유리전이아크릴레이트단량체(IBOA(Isobornyl acrylate), homopolymer Tg: 90~100℃) 37중량부, IBOMA(Isobornyl metha acrylate, homopolymer Tg: 170℃) 2 중량부, 수산기를 갖는 아크릴레이트단량체(2HEA(2-hydroxyethyl acrylate)) 9 중량부, 아크릴로일모르폴린 단량체(ACMO(4-acyloyl morpholine)) 2 중량부, 광개시제(Irgacure 184d) 0.05 중량부, 분자량 조절제(mercaptopropionate) 0.04 중량부의 혼합물을 제조하고 20분동안 질소 퍼징하였다. 이어서 25℃에서 UV 조사(파장: 370nm, 조사량: 2700mJ )를 시켜 60℃까지 반응을 진행되도록 하였다.
60℃까지 반응이 완료되면 반응물의 온도를 30℃까지 식힌 후 아크릴공중합물이 25% 질량의 농도를 갖도록 하여, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하였다.
상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 100 중량부에 Irgacure 184D, Irgacure 651, TPO, 벤조페논(BP), 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA), 및 Irgacure 250을 표 2에 기재된 중량부로 첨가하고 교반을 하여, 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
나이프 코터의 갭을 150㎛로 조정하고 상기 조성물을 75㎛ 두께의 헤비 이형필름(SKC Hass) 이형 표면에 코팅하고 라이트 이형필름을 적층하여 UV 조사장비를 통과시킨후 UV 조사(파장: 350nm 이상, 조사량: 2700mJ)를 진행하였다. 그 결과, 150㎛ 두께의 광 경화용 광학용 점착제를 수득하였다.
비교예 2
비교예 1에서, Irgacure 184D, TPO, 벤조페논(BP), 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA), 및 Irgacure 250을 표 2에 기재된 중량부로 첨가한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
비교예 3
비교예 1에서, Irgacure 184D, Irgacure 651, TPO, 및 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA)를 표 2에 기재된 중량부로 첨가한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
비교예 4
비교예 1에서, Irgacure 184D, TPO, 벤조페논(BP), 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA), Irgacure 250, 및 Hexanedioldiacrylate(HDDA)를 표 2에 기재된 중량부로 첨가한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
비교예 5
비교예 1에서, Irgacure 184D, TPO, 벤조페논(BP), 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA), Irgacure 250, 및 Hexanedioldiacrylate(HDDA)를 표 2에 기재된 중량부로 첨가한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
비교예 6
비교예 1에서, Irgacure 250, 벤조페논(BP), 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA), 및 TINUVIN® 477을 표 2에 기재된 중량부로 첨가한 것을 제외하고, 비교예 1과 동일한 방법으로 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
실험예
Stress Relexation
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 6의 점착제에 대해 아래 방법으로 Stress Relexation을 측정하였다:
TA 인스트루먼츠에 의해 제조된 점탄성 측정 장치인 AR-2를 사용하여 Strain 25%, 70℃에서 측정하였다.
광 경화형 광학용 점착제 양면을 지지하고 있는 이형필름을 제거한 후 점착제를 500μm의 두께로 적층하고 직경이 8mm인 지그로 펀칭을 내어 시편을 제작하였다. 이후, 상기 시편에 대해 Strain 25%, 70℃에서 UV 조사 전의 SR S0.1second, 즉, 0.1 초간 25% Strain을 가한 후 모듈러스를 측정하고, 300 초간 25% Strain을 가한 후 모듈러스를 측정하여, 아래 식 1로 광 조사 전의 SR을 측정하였다:
[식 1]
Stress Relaxation (%) = S300seconds / S0.1seconds x 100
상기 식 1에서, S0.1second은 점착제에 대해 70℃의 온도 조건에서 0.1 초간 25% Strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이고, S300seconds는 점착제에 대해 70℃의 온도 조건에서 300 초간 25% Strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이다.
이후, 광 조사(파장: 240nm 내지440nm의 파장의 광이 모두 방출되는 UV 램프, 광 조사량: 4500mJ) 후에, 위와 동일한 방법(즉, 시편에 대해 Strain 25%, 70℃에서 SR S0.1second, 즉, 0.1 초간 25% Strain을 가한 후 모듈러스를 측정하고, 300 초간 25% Strain을 가한 후 모듈러스를 측정하여, 위 식 1로 광 조사 후의 SR을 측정한다)으로 Strain을 가하고 모듈러스를 측정하여 광 조사 후의 SR 값을 측정하였다.
결과는 표 1 및 표 2에 나타낸다.
실시예 조성 (중량부) SR (%)
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 첨가제 UV 전 UV 후
1 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 52/2/37/1/4/4		 184D/651/TPO/250/BP/GMA
=0.03/0.03/0.03/0.12/1.6/2.5		 0.03 0.22
2 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO =47/2/34/3/7/7 184D/651/TPO/250/BP/GMA =0.03/0.03/0.03/0.12/1.6/2.5 0.07 0.23
3 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO =47/2/34/5/7/5 184D/651/TPO/250/BP/GMA =0.03/0.03/0.03/0.12/1.6/2.5 0.05 0.23
4 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
=52/1/38/1/5/3		 184D/651/TPO/250/BP/GMA
=0.03/0.03/0.03/0.12/1.6/2.5		 0.03 0.22
5 2EHA/IBOA/2HEA/ACMO
=43/34/21/2		 184D/651/TPO/250/BP/GMA
=0.03/0.03/0.03/0.12/1.6/2.5		 0.11 0.24
6 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 52/2/37/1/4/4		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/477
=0.07/0.07/0.03/0.12/1.6/2.2/0.3		 0.03 0.35
7 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 52/2/37/1/4/4		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/384-2
=0.03/0.12/0.08/0.12/1.4/2.2/0.2		 0.05 0.33
8 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 52/2/37/1/4/4		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/477
=0.03/0.07/0.03/0.11/0.5/1.0/0.3		 0.02 0.19
9 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 52/2/37/1/4/4		 184D/TPO/250/BP/GMA/384-2
=0.10/0.10/0.15/0.7/1.5/0.2		 0.04 0.22
비교예 조성 (중량부) SR (%)
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 첨가제 UV 전 UV 후
1 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 45/5/37/2/9/2		 184D/651/TPO/BP/GMA/250
=0.1/0.02/0.05/0.3/0.5/0.3		 0.05 0.15
2 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 45/5/37/2/9/2		 184D/TPO/BP/GMA/250
=0.1/0.03/0.2/0.5/0.3		 0.05 0.13
3 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 45/5/37/2/9/2		 184D/651/TPO/GMA
=0.05/0.05/0.04/0.8		 0.06 0.07
4 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 45/5/37/2/9/2		 184D/TPO/BP/GMA/250/HDDA
=0.15/0.08/0.3/0.8/1.2/0.15		 0.23 0.35
5 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 45/5/37/2/9/2		 184D/TPO/BP/GMA/250/HDDA
=0.15/0.08/0.6/1.6/1.5/0.15		 0.26 0.49
6 2EHA/LA/IBOA/IBOMA/2HEA/ACMO
= 45/5/37/2/9/2		 250/BP/GMA/477
= 0.3/0.1/0.5/0.4		 * *
*필름이 형성되지 않아 SR을 측정할 수 없음
점착제의 단차 커버능
핸드폰에 사용되는 커버 윈도우는 엣지 주변 블랙 또흔 화이트 인쇄된 프레임을 갖는 표면 코팅층을 갖는다. X표시 블랙 인쇄된 단차 높이는 약 20μm였다. 점착제는 블랙 인쇄 단차 높이를 극복해야 하는데 이같은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차의 커버능을 확인하기 위해 X표시 블랙 인쇄 단차 글라스(삼성테크노글라스)를 사용하여 단차 커버리지 능력을 시각적으로 관찰하였다.
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 6의 점착제에 대해, 아래 방법으로 단차 커버능을 평가하였다:
점착제의 이형필름을 분리한 후 PET film(100㎛, SKC 코오롱)을 Roll laminating기를 사용하여, 아래 조건으로 라미네이트하였다.
적용 압력: 6kgf; 적용 속도: 50mm/sec; 적용 온도: 23℃
이후, 다른 이형필름을 분리한 후 X표시 블랙 또는 화이트 인쇄 단차글라스 (삼성테크노글라스)위에 Roll Laminater을 이용하여, 아래 조건으로 라미네이트하였다.
적용 압력: 6kgf; 적용 속도: 30mm/sec; 적용 온도: 23℃
이후 AutoClave(적용 압력: 5~6bar, 적용 시간: 10~15min, 적용 온도: 50℃~60℃)의 공정을 수행하였다. 이후, 단차 커버능을 평가(OK: 육안으로 관찰시 단차 부위 기포가 없음, NG: 육안으로 관찰시 단차 부위 기포 생김)하여 그 결과를 표 3에 나타냈다.
침투성 기포
블랙 또는 화이트 인쇄 단차를 포함하는 윈도우와 모듈을 조립한 후 조립 시 발생하는 기포를 제거하기 위해 AutoClave 공정을 갖는다. AutoClave 공정 중 진공압력을 제거하는 과정에서 상압으로 돌아오면서 밀려났던 기포들이 시간이 지나면서 블랙 또는 화이트 인쇄 단차 구역 내부쪽으로 들어오는 현상이 발생하게 된다. 이로 인해 기포 발생의 문제를 야기시키는데, 실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 6의 점착제에 대해 아래의 방법으로 침투성 기포의 생성 여부를 평가하고 그 결과를 아래 표 3에 나타내었다:
실시예 1 내지 9 및 비교예 1 내지 6의 점착제에 대해 라이트 실리콘 이형처리필름을 한 면으로부터 제거하고, 고무롤러를 사용하여 점착제를 OLED, LCD module의 Top면인 편광필름(POL) 기재에 적용하였다.
고무롤러를 이용한 라미네이션 적용조건은 다음과 같다.
적용 압력: 6kgf
적용 속도: 60mm/sec
적용 온도: 23℃
이후, 점착제의 나머지 표면으로부터 헤비 실리콘 이형처리필름을 제거하고 점착제를 Slide Glass 기재에 진공합지기를 이용하여 합지 적용하였다.
진공합지기를 이용한 라미네이션 적용조건은 다음과 같다.
적용 압력: 0.02Mpa
적용 시간: 6sec
진공압: 30Pa이하
적용 온도: 23℃
적용 후 합지품을 Autoclave 장비를 사용하여 조립시 발생하는 기포를 제거하는 공정을 적용하였다.
AutoClave 적용조건은 다음과 같다.
적용 압력: 5~6bar
적용 시간: 10~15min
적용 온도: 40℃~50℃
상기 모듈 적층체에 대해 침투성 기포의 거리를 다음과 같은 방법으로 확인하였다:
적층체에 대해 상기 방법으로 Autoclave를 진행한 후, 광학현미경을 이용하여 슬라이드 글라스(slide glass) 최측면으로부터 기포까지의 수직 거리를 측정하였고, 상기 최측면으로부터 기포까지의 수직 거리가 모두 0.5mm 이하인 경우 OK로, 0.5mm 초과인 경우를 NG로 평가하였다. 이때, 상기 최측면으로부터 기포까지의 수직 거리가 0.5mm 초과인 경우, 기포가 가시구역으로 확대되어 불량을 야기할 가능성이 매우 높다.
또한, 상기 최측면으로부터 수직 거리가 0.5mm 이하에 형성된 기포의 개수가 7개 이하인 경우 OK로, 7개 이상인 경우 NG로 평가하였다. 이때, 상기 최측면으로부터 0.5mm 이하에 형성된 기포의 개수가 7개 이하인 경우, 기포가 육안으로 거의 관찰되지 않게 된다.
상기 방법으로 측정한 침투성 기포의 발생 거리 및 개수를 표 3에 나타내었다.
신뢰성 기포
블랙 또는 화이트 인쇄 단차를 포함하는 윈도우와 모듈을 조립한 후 적층체에 대해 고온, 고습 신뢰성 공정을 갖는다. 블랙 또는 화이트 인쇄 단차 부위에 밀착돼 있는 점착제는 가교밀도가 낮을 경우(SR이 낮을 경우) 고온 및 고습 조건에서 변형을 일으켜 단차 부위에 들뜸이 생기고 기포의 문제를 야기시키게 된다. 이러한 고온 및고습의 신뢰성 조건에서 기포 발생을 억제하기 위해서는 점착제의 가교밀도를 향상시켜(SR을 높여) 신뢰성 조건에서 점착제의 변형을 최소화하여 이러한 기포 문제를 해결할 수 있다.
상기 모듈 적층체에 대해 신뢰성 기포는 다음과 같은 방법으로 확인하였다:
적층체에 대해 상기 방법으로 Autoclave를 진행한 후 광 조사공정(2차경화, 240nm 내지440nm의 범위의 광범위 파장을 갖는 UV 램프, 광 조사량: 3000 mJ)을 진행하고, 고온 및 고습(85℃ 85%RH) 조건에 적층체를 방치하고 240hr 후의 적층체 상태를 육안으로 관찰하여(기포가 없으면 OK, 기포 발생시 NG) 그 결과를 표 3에 나타냈다.
수지 흐름(Resin flow)
실시예 및 비교예에 따른 광 경화형 광학용 점착제의 수지 흐름 정도에 대해 아래와 같이 평가하였다.
실시예 및 비교예에서 제조한 광 경화용 점착제를 25mm x 25mm로 자른 후, 경박 이형필름을 제거하고, 제거된 면을 동일한 실시예 및 비교예에서 제조된 광 경화용 점착제에 합지한다. 이때, 복수의 점착제가 합지된 시편은 두께가 350㎛ 내지 650㎛, 예를 들어, 500㎛ 일 수 있다.
이후, 상기 복수의 점착제가 합지된 시편에서 다른 한 쪽의 이형필름을 제거하고, 제거된 면을 알루미늄 호일에 합지한다.
그리고, 상기 알루미늄 호일에 상기 복수의 점착제가 합지된 시편을 열압착기의 열압착판의 정가운데에 위치시킨 후 20초간 압착하여 이형필름 외부로 빠져나온 점착제의 최장 길이를 측정한다. 이때, 열압착기는 압력 1~5kgf/cm2, 온도 40℃로 설정되며, 상기 최장 길이는, 수지 흐름이 발생한 곳으로부터 가장 인접한 이형필름의 모서리까지의 수직 거리로 측정한다.
측정된 수지 흐름 거리가 12mm 이하인 경우 OK로, 12mm 초과인 경우 NG로 평가하였다.
단차 커버능 침투성 기포 신뢰성 기포 수지 흐름
발생 거리 발생 개수
실시예 1 OK OK, 0.28 OK, 1 OK OK
실시예 2 OK OK, 0.35 OK, 3 OK OK
실시예 3 OK OK, 0.33 OK, 2 OK OK
실시예 4 OK OK, 0.28 OK, 2 OK OK
실시예 5 OK OK, 0.42 OK, 3 OK OK
실시예 6 OK OK, 0.25 OK, 2 OK OK
실시예 7 OK OK, 0.31 OK, 2 OK OK
실시예 8 OK OK, 0.24 OK, 3 OK OK
실시예 9 OK OK, 0.29 OK, 2 OK OK
비교예 1 OK OK, 0.31 OK, 2 NG OK
비교예 2 OK OK, 0.32 OK, 3 NG OK
비교예 3 OK OK, 0.29 OK, 2 NG OK
비교예 4 NG OK, 0.33 NG, 15 OK OK
비교예 5 NG OK, 0.44 NG, 21 OK OK
비교예 6 NG NG NG NG NG
상기 결과로부터 실시예 1 내지 실시예 9에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 광 조사 전 Stress Relexation이 0.01 내지 0.15%의 범위로, 단차 커버능이 양호하고 침투성 기포의 발생 거리 및 개수가 모두 가시화되지 않는 범위로 나타난 반면, 비교예 4에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 광 조사 전 Stress Relexation이 0.18 이상으로 단차(20㎛) 커버능이 불량이고, 또한 침투성 기포가 가시화되는 범위로 나타났으며, 비교예 5에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 광 조사 전 Stress Relexation이 0.01 미만으로 수지 흐름 특성이 불량한 것으로 나타났다.
또한, 실시예 1 내지 실시예 9에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 광 조사 후 Stress Relexation이 0.18% 이상으로 신뢰성 기포가 발생하지 않는 반면, 비교예 1 내지 3 및 비교예 5에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 광 조사 후 Stress Relexation이 0.18% 미만으로 신뢰성 평가시 기포가 발생한 것으로 나타났다.

Claims (13)

  1. 점착제에 대해 광 조사 전 식 1로 측정된 Stress Relaxtion 값이 70℃에서 0.01% 내지 0.15% 이고, 광 조사 후의 Stress Relaxation 값이 70℃에서 0.18% 이상의 범위인, 광 경화형 광학용 점착제:
    [식 1]
    Stress Relaxation (%) = S300seconds / S0.1seconds x 100
    상기 식 1에서, S0.1second은 점착제의 70℃의 온도 조건에서 0.1 초간 25% Strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이고, S300seconds는 점착 필름의 70℃의 온도 조건에서 300 초간 25% strain을 가한 후 측정된 모듈러스값이다.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착제의 적어도 한 면에 슬라이드 글라스(slide glass)를 라미네이션 후, 5~6bar의 압력 및 40℃~50℃의 온도 조건에서 오토클레이브(autoclave) 공정을 수행하였을 때,
    상기 슬라이드 글라스의 최측면으로부터 상기 점착층에 형성된 기포까지의 거리가 0.5mm 이내인, 광 경화형 광학용 점착제.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 점착제의 적어도 한 면에 슬라이드 글라스(slide glass)를 라미네이션 후, 5~6bar의 압력 및 40℃℃의 온도 조건에서 오토클레이브(autoclave) 공정을 수행하였을 때,
    상기 슬라이드 글라스의 최측면으로부터 0.5mm 이내에서 광학현미경으로 관찰된 기포의 개수가 7개 이하인, 광 경화형 광학용 점착제.
  5. 청구항 1에 있어서,
    가로 x 세로 길이가 25mm x 25mm 이고, 두께가 350㎛ 내지 650㎛이 되도록 복수의 점착제가 합지된 시편을, 열압착기로 압력 1~5kgf/cm2 및 온도 40℃ 조건으로 20초간 열압착할 때, 이형필름 외부로 빠져나온 점착제의 수지 흐름(Resin flow)의 최장 길이가, 12 mm 이하인, 광 경화형 광학용 점착제.
  6. 청구항 1 및 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 하나의 항에 따른 상기 광 경화형 광학용 점착제가, 제1 기재와 제2 기재 사이에 위치하는, 적층체.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 플랫 커버 윈도우 또는 곡면 커버 윈도우인, 적층체.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 두께 10 내지 50 μm의 단차를 갖는, 적층체.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 기재 및 상기 제2 기재 중 적어도 어느 하나기 이형 필름인, 적층체.
  10. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 기재가 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널이고, 상기 제2 기재가 블랙 또는 화이트 인쇄 단차, 또는 곡면 측면의 단차를 갖는 표면 보호층인, 적층체.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 단차의 두께는 10 내지 50 μm 인, 적층체.
  12. 청구항 1에 따른 광 경화형 점착제의 제조 방법에 있어서,
    호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃ 이하인 저온 유리전이(메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃ 초과인 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체 및 광개시제를 포함하는 혼합물에 광을 조사하여 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하고;
    상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체에, 벤조페논 구조를 갖는 광개시제, 옥세탄 구조를 갖는 (메트)아크릴레이트, 양이온성 광개시제, 및 상기 벤조페논 광개시제 보다 더 장파장의 광에 의해 활성화되는 반응성 자리를 갖는 광개시제를 첨가하고 블렌딩하여 점착제 전구체 조성물을 형성하고;
    상기 점착제 전구체 조성물을 이형 필름의 표면에 제공하고,
    상기 장파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 갖는 광개시제를 활성화시킬 수 있는 장파장의 광을 상기 전구체 조성물에 조사하여, 광 경화형 광학용 점착제를 형성하는 것을 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제의 제조 방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 상기 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 상기 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체의 중합 중량비는, 20 ~ 50 : 20~ 50 : 1 ~20인, 광 경화형 광학용 점착제의 제조 방법.

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