KR102248655B1 - 점착제 및 그것을 사용한 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 점착제는, 아크릴계 베이스 중합체와, 연화점이 70℃ 내지 150℃인 수소 첨가형 테르펜페놀 수지를 함유한다. 수소 첨가형 테르펜페놀 수지는, 테르펜의 몰 비율이 0.1 내지 0.7인 것이 바람직하다. 점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 아크릴계 베이스 중합체의 함유량은 45 내지 95중량부가 바람직하다. 또한, 아크릴계 베이스 중합체와 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 함유량의 합계는 70중량부 이상이 바람직하다. 본 발명의 점착제는 고온 고습 환경하에서도 백탁이 생기기 어렵고, 또한 단차 추종성을 갖기 때문에 전방면 투명판과 터치 패널의 사이, 전방면 투명판과 화상 표시 패널의 사이, 또는 터치 패널과 화상 표시 패널의 사이에 배치하여 사용할 수 있다.

Description

점착제 및 그것을 사용한 화상 표시 장치 {TACKIFYING AGENT AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THIS ADHESIVE}
본 발명은 화상 표시 패널의 전방면에 투명판 또는 터치 패널을 구비하는 화상 표시 장치의 형성에 사용되는 점착제에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 당해 점착제를 사용한 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
휴대 전화, 카 내비게이션 장치, 퍼스널 컴퓨터용 모니터, 텔레비전 등의 각종 화상 표시 장치로서, 액정 표시 장치나 유기 EL 표시 장치가 널리 사용되고 있다. 화상 표시 패널(액정 패널이나 유기 EL 패널)의 외표면으로부터의 충격에 의한 화상 표시 패널의 파손 방지 등을 목적으로 하여, 화상 표시 패널의 시인측에 투명 수지판이나 유리판 등의 전방면 투명판(「윈도우층」 등이라고도 칭해짐)이 설치되는 경우가 있다. 또한, 터치 패널을 구비하는 표시 장치에서는, 일반적으로 화상 표시 패널의 시인측에 터치 패널이 배치되어 있다(이하, 전방면 투명판과 터치 패널을 합쳐서 「전방면 투명 부재」라고 칭하는 경우가 있음).
이와 같이 화상 표시 패널의 시인측에 전방면 투명판이나 터치 패널 등의 전방면 투명 부재가 배치되는 경우, 패널 표면을 보호하기 위하여, 이들 층간에 0.5 내지 1.5mm 정도의 공극을 형성하는 에어 갭 구조(중공 구조)를 구성하는 일이 행해지고 있다. 그러나, 에어 갭 구조 부분의 공기 굴절률이 약 1인 것에 반하여, 화상 표시 패널의 편광판이나 전방면 투명 부재 등을 구성하는 플라스틱 재료나 유리 재료의 굴절률은 1.5 정도이기 때문에 계면에서의 반사나 굴절이 커진다. 그로 인해, 에어 갭 구조를 갖는 화상 표시 장치에서는 화상 표시 패널로부터 발해진 영상광의 확산ㆍ산란이나, 태양광 등의 외광 반사가 발생하기 쉬워, 화상 표시 장치의 시인성을 저하시킨다고 하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제를 해소하기 위하여, 최근, 상기 에어 갭 구조 부분에 유리나 수지 등과 굴절률이 가까운 투명한 광학 수지를 충전하는 「층간 충전 구조」가 제안되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1, 2 참조). 층간 충전 구조에서는, 상기 에어 갭 내에 광학 수지가 충전됨으로써, 계면의 굴절률 차가 감소되기 때문에 반사나 산란에 기인하는 시인성의 저하가 억제된다. 또한, 에어 갭 내에 광학 수지가 충전됨으로써, 화상 표시 장치 전체의 강도가 증가되기 때문에, 만일, 전방면 투명판 등이 파손된 경우라도, 그 형성 재료인 유리 등이 비산되는 것을 방지하는 등의 효과도 얻어진다. 또한, 층간 충전제를 구성하는 광학 수지로서 점착제를 사용함으로써, 화상 표시 패널과 전방면 투명 부재를 접착하여 고착할 수 있다.
전방면 투명 부재의 화상 표시 패널측의 면의 주연부에는, 장식이나 광 차폐를 목적으로 한 인쇄가 실시되는 경우가 많다. 주연부에 인쇄가 실시되면, 인쇄 부분의 경계에 십㎛ 내지 수십㎛ 정도의 단차가 발생하지만, 층간 충전제로서 시트 형상 점착제를 사용했을 때에는, 이 인쇄 단차부에 기포가 발생하기 쉽다는 문제가 발생할 수 있다. 이러한 문제를 감안하여, 특허문헌 3에서는 점착제의 탄성률을 소정 범위로 하여 접합시의 점착제에 유동성을 갖게 함으로써 단차 추종성(단차 흡수성)을 부여하여 인쇄 단차부 주변의 기포 발생을 억제하는 것이 제안되어 있다.
일본 특허 공개 제2009-8851호 공보 일본 특허 공개 제2008-281997호 공보 일본 특허 공개 제2012-87240호 공보
상기 특허문헌 3에서 제안되어 있는 바와 같이, 점착제의 유동성을 높이는 것이 인쇄 단차부 주변의 기포 억제에 유효하다. 점착제의 유동성을 높이는 방법으로서는, 점착제를 구성하는 베이스 중합체의 저분자량화나 가교도 저하 등이 일반적이다. 그러나, 베이스 중합체의 저분자량화나 가교도 저하를 행하면, 점착제층의 이착이나, 단부면으로부터의 비어져 나옴이 발생하기 쉬워져 작업성의 저하나 주위의 오염을 초래하는 경향이 있다. 즉, 일반적으로 단차 추종성을 높이고자 하면, 점착제의 핸들링성이 저하되는 경향이 있다.
또한, 층간 충전제를 설치한 화상 표시 패널이 고온 고습 환경에 장시간 노출되면, 층간 충전제가 백탁되는 등의 문제가 발생할 수 있다. 상기 특허문헌 3에서는 층간 충전제(점착제)를 구성하는 베이스 중합체가 극성기 함유 단량체 성분을 함유하는 경우, 백탁을 해소할 수 있음이 기재되어 있다. 그러나, 극성이 높은 베이스 중합체는 유동성이 낮기 때문에, 단차 추종성이 낮아 상술한 기포의 문제가 발생하기 쉬워진다. 그로 인해, 층간 충전제로서 사용된 경우에 있어서의 단차 추종성과 핸들링성을 양립하고, 또한 고온 고습 환경하에서의 백탁을 발생시키기 어려운 광학 점착제의 개발이 요망되고 있다.
상기 과제를 감안하여 검토한 결과, 소정의 중합체와 점착 부여제를 함유하는 점착제가, 통상의 취급시의 핸들링성이 양호하고, 또한 단차 추종성이 우수하며, 또한 백탁의 발생이 억제되는 것을 알아내고, 본 발명에 이르렀다.
본 발명은 전방면 투명판과 터치 패널의 사이, 전방면 투명판과 화상 표시 패널의 사이, 또는 터치 패널과 화상 표시 패널의 사이에 배치하여 사용되는 점착제에 관한 것이다. 본 발명의 점착제는, 아크릴계 베이스 중합체와, 연화점이 70℃ 내지 150℃인 수소 첨가형 테르펜페놀 수지를 함유한다. 수소 첨가형 테르펜페놀 수지는, 테르펜의 몰 비율이 0.1 내지 0.7인 것이 바람직하다.
점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 아크릴계 베이스 중합체의 함유량은 45 내지 95중량부가 바람직하다. 또한, 아크릴계 베이스 중합체와 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 함유량의 합계는 70중량부 이상이 바람직하다. 아크릴계 베이스 중합체는, 구성 단량체 성분 전량에 대한 극성 단량체 유닛의 함유율이 3 내지 50중량％인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 화상 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명의 화상 표시 장치는 화상 표시 패널의 표면에 터치 패널 및 전방면 투명판 중 적어도 한쪽을 구비하며, 전방면 투명판과 터치 패널의 사이, 전방면 투명판과 화상 표시 패널의 사이, 및 터치 패널과 화상 표시 패널의 사이 중 어느 하나에 상기 점착제를 포함하는 점착제층을 구비한다.
본 발명의 점착제는, 소정의 점착 부여제를 함유하기 때문에, 층간 충전제로서 사용된 경우, 핸들링성이 우수하고, 단차 추종성을 가짐과 함께 고온 고습 환경하에서의 백탁이 발생하기 어렵다. 그로 인해, 본 발명의 점착제는 전방면 투명판과 터치 패널의 사이, 전방면 투명판과 화상 표시 패널의 사이, 또는 터치 패널과 화상 표시 패널의 사이의 층간 충전제로서 화상 표시 장치의 형성에 적절하게 사용된다.
도 1은 층간 충전제를 구비하는 화상 표시 장치의 구성예를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
본 발명의 점착제는, 화상 표시 패널과 터치 패널의 사이, 터치 패널과 전방면 투명판의 사이, 화상 표시 패널과 전방면 투명판의 사이 등의 층간 충전제로서 사용된다.
도 1은 본 발명의 점착제의 일 사용 형태에 관한 화상 표시 장치를 모식적으로 도시하는 단면도이다. 도 1에 도시하는 화상 표시 장치(100)에서는 액정 패널이나 유기 EL 패널 등의 화상 표시 패널(10)의 표면에 터치 패널(30) 및 전방면 투명판(70)을 구비한다. 화상 표시 패널(10)과 터치 패널(30)의 사이의 점착제층(21)이나 터치 패널(30)과 전방면 투명판(70)의 점착제층(22)은, 소위 「층간 충전제」이며, 각 부재의 고착 외에 계면의 굴절률 차를 저감하여 광의 반사나 산란에 기인하는 시인성의 저하를 억제하는 기능을 갖는다. 또한, 층간 충전제는, 터치 패널(30)이나 화상 표시 패널(10)에의 외표면으로부터의 충격이나 가압에 대한 쿠션층으로서의 작용도 갖는다.
[점착제의 조성]
본 발명의 점착제는 베이스 중합체 및 점착 부여제를 함유한다.
베이스 중합체로서는 아크릴계 중합체를 주성분으로 하는 것이 사용된다. 아크릴계 중합체는 광학 투명성 및 접착성이 우수하고, 또한 적당한 유연성을 갖는다. 아크릴계 베이스 중합체로서는 (메트)아크릴산 알킬에스테르의 단량체 유닛을 주골격으로 하는 것이 사용된다. 또한, 본 명세서에 있어서 「(메트)아크릴」이란 아크릴 및/또는 메타크릴을 의미한다.
상기 (메트)아크릴산 알킬에스테르로서는 알킬기의 탄소수가 1 내지 20인 (메트)아크릴산 알킬에스테르가 적절하게 사용된다. 예를 들어, (메트)아크릴산 메틸, (메트)아크릴산 에틸, (메트)아크릴산 부틸, (메트)아크릴산 이소부틸, (메트)아크릴산 s-부틸, (메트)아크릴산 t-부틸, (메트)아크릴산 펜틸, (메트)아크릴산 이소펜틸, (메트)아크릴산 네오펜틸, (메트)아크릴산 헥실, (메트)아크릴산 헵틸, (메트)아크릴산 2-에틸헥실, (메트)아크릴산 옥틸, (메트)아크릴산 이소옥틸, (메트)아크릴산 노닐, (메트)아크릴산 이소노닐, (메트)아크릴산 데실, (메트)아크릴산 이소데실, (메트)아크릴산 운데실, (메트)아크릴산 도데실, (메트)아크릴산 이소트리도데실, (메트)아크릴산 테트라데실, (메트)아크릴산 이소테트라데실, (메트)아크릴산 펜타데실, (메트)아크릴산 세틸, (메트)아크릴산 헵타데실, (메트)아크릴산 옥타데실, (메트)아크릴산 이소옥타데실, (메트)아크릴산 노나데실, (메트)아크릴산 아르알킬 등을 들 수 있다.
점착제의 유동성을 높이는 등의 목적으로, 아크릴계 베이스 중합체는 상기 (메트)아크릴산 알킬에스테르의 단량체 유닛으로서 알킬기가 분지를 갖는 (메트)아크릴산 알킬에스테르를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 예시된 단량체 중에서도 분지 알킬(메트)아크릴산 에스테르로서는 (메트)아크릴산 2-에틸헥실, (메트)아크릴산 이소옥틸, (메트)아크릴산 이소노닐, (메트)아크릴산 이소데실, (메트)아크릴산 이소테트라데실, (메트)아크릴산 이소옥타데실 등이 적절하게 사용된다. 또한, 분지 알킬(메트)아크릴산 에스테르는 2종 이상을 병용할 수도 있다. 또한, 이들 분지 알킬(메트)아크릴산 에스테르는 직쇄 알킬(메트)아크릴산 에스테르와 병용하여 사용되어도 된다.
상기 (메트)아크릴산 알킬에스테르의 함유량은, 베이스 중합체를 구성하는 단량체 성분 전량에 대하여 40중량％ 이상인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50중량％ 이상, 더욱 바람직하게는 60중량％ 이상이다. (메트)아크릴산 알킬에스테르 성분 전량에 대한, 알킬기가 분지를 갖는 (메트)아크릴산 알킬에스테르의 함유량은 50중량％ 이상이 바람직하고, 60중량％ 이상이 보다 바람직하다.
베이스 중합체를 구성하는 아크릴계 중합체는, 상기 (메트)아크릴산 알킬에스테르 외에 극성이 높은 단량체 유닛을 함유하는 것이 바람직하다. 베이스 중합체가 고극성 단량체 유닛을 함유함으로써, 층간 충전제로서 사용된 경우의 고온 고습하에서의 점착제의 백탁이 억제된다. 고극성 단량체 유닛으로서는 히드록시기 함유 단량체나 질소 함유 단량체가 바람직하다.
히드록시기 함유 단량체로서는 (메트)아크릴산 2-히드록시에틸, (메트)아크릴산 2-히드록시프로필, (메트)아크릴산 4-히드록시부틸, (메트)아크릴산 6-히드록시헥실, (메트)아크릴산 8-히드록시옥틸, (메트)아크릴산 10-히드록시데실, (메트)아크릴산 12-히드록시라우릴이나 (4-히드록시메틸시클로헥실)-메틸아크릴레이트 등의 알코올성 히드록시기 함유 (메트)아크릴산 에스테르가 바람직하게 사용된다.
질소 함유 단량체로서는 N-비닐피롤리돈, 메틸비닐피롤리돈, 비닐피리딘, 비닐피페리돈, 비닐피리미딘, 비닐피페라진, 비닐피라진, 비닐피롤, 비닐이미다졸, 비닐옥사졸, 비닐모르폴린, N-비닐카르복실산 아미드류, N-비닐카프로락탐 등을 들 수 있다.
베이스 중합체 중의 고극성 단량체 성분의 비율은 특별히 제한되지 않지만, 구성 단량체 성분 전량에 대하여 3 내지 50 중량％가 바람직하고, 5 내지 30중량％가 보다 바람직하다. 고극성 단량체의 함유량이 3중량％ 이상이면, 고온 고습 환경에서의 점착제의 백탁이 억제되는 경향이 있다. 또한, 극성 단량체의 함유량이 50중량％ 이하이면, 점착제가 적당한 유연성을 갖고, 단차 추종성을 가질 수 있다.
베이스 중합체가 (메트)아크릴산 알킬에스테르와 상기 고극성 단량체의 공중합체인 경우, 구성 단량체의 배열은 랜덤해도 되고, 블록이라도 상관없다. 또한, 베이스 중합체는 복수종의 (메트)아크릴산 알킬에스테르나, 복수종의 고극성 단량체의 공중합체라도 된다.
상기 아크릴계 중합체는, 상기 단량체 성분을 공지 관용의 중합 방법에 의해 중합하여 조제할 수 있다. 아크릴계 중합체의 중합 방법으로서는, 예를 들어 용액 중합법, 유화 중합법, 괴상 중합법이나 활성 에너지선 조사에 의한 중합(활성 에너지선 중합법) 등을 들 수 있다. 투명성, 내수성, 비용 등의 점에서 용액 중합법, 또는 활성 에너지선 중합법이 바람직하다.
상기 아크릴계 중합체의 조제시에는, 중합 반응의 종류에 따라 광중합 개시제(광개시제)나 열중합 개시제 등의 중합 개시제를 사용해도 된다. 중합 개시제는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 광중합 개시제의 사용량은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들어 아크릴계 베이스 중합체를 형성하는 단량체 성분 전량 100중량부에 대하여 0.01 내지 0.5중량부가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.05 내지 0.3중량부이다.
베이스 중합체의 분자량은 적절하게 조정되지만, 예를 들어 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 5만 내지 200만 정도, 바람직하게는 7만 내지 180만 정도이다.
본 발명의 점착제는, 상기 베이스 중합체가 필요에 따라 가교 구조를 가져도 된다. 가교 구조의 형성은, 예를 들어 베이스 중합체의 중합 후, 가교제를 첨가함으로써 행해진다. 가교제로서는 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제, 옥사졸린계 가교제, 아지리딘계 가교제, 카르보디이미드계 가교제, 금속 킬레이트계 가교제 등의 일반적으로 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다.
가교제의 함유량은, 아크릴계 베이스 중합체 100중량부에 대하여, 통상 0 내지 10중량부의 범위이며, 바람직하게는 0 내지 5중량부이다. 가교제의 함유량이 지나치게 많으면, 점착제의 유연성이 저하되어 피착체에의 밀착성이 저하되는 경우가 있다. 점착제 조성물로서 가교제가 사용되는 경우, 가교 구조를 형성하기 위하여 가열 공정을 거치는 것이 바람직하다. 가열 온도나 가열 시간은, 사용하는 가교제의 종류에 따라 적절하게 설정되지만, 통상, 20℃ 내지 160℃의 범위에서 1분 내지 7일 정도의 가열에 의해 가교가 행해진다.
점착제 중에는 접착력의 조정 등을 목적으로 하여 각종 실란 커플링제를 첨가할 수도 있다. 점착제에 실란 커플링제가 첨가되는 경우, 그 첨가량은 아크릴계 베이스 중합체 100중량부에 대하여 통상 0.01 내지 5.0중량부 정도이고, 0.03 내지 2.0중량부 정도가 바람직하다.
본 발명의 점착제는, 상기 아크릴계 베이스 중합체 외에 실리콘계 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 아세트산 비닐/염화비닐 공중합체, 변성 폴리올레핀, 에폭시계, 불소계, 천연 고무, 합성 고무 등의 고무계 등의 중합체를 함유해도 된다. 층간 충전제로서 요구되는 투명성, 단차 추종성 등을 부여하는 관점에서, 점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 상기 아크릴계 베이스 중합체의 함유량은 45중량％ 이상이 바람직하고, 50중량％ 이상이 보다 바람직하고, 55중량％ 이상이 더욱 바람직하다.
본 발명의 점착제는, 상기 아크릴계 베이스 중합체 외에 점착 부여제를 함유한다. 점착 부여제로서는 수소 첨가형 테르펜페놀 수지가 사용된다. 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 연화점은 70 내지 150℃가 바람직하고, 70℃ 내지 140℃가 보다 바람직하다. 연화점은 JIS K2207 「환구식 연화점 시험 방법」에 의해 측정할 수 있다.
점착 부여제로서의 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 연화점이 상기 범위라면, 점착제의 탄성률에 소기의 온도 의존성이 부여될 수 있다. 즉, 상온에서는 탄성률이 높아(유동성이 낮아) 점착제층의 이착이나 단부면으로부터의 비어져 나옴을 억제하면서, 층간 충전제로서의 피착체와의 접합시의 가열 환경에서는 점착제의 탄성률이 낮아(유동성이 높아) 단차 추종성이 부여될 수 있다.
수소 첨가형 테르펜페놀 수지는, 테르펜의 몰 비율이 0.1 내지 0.7인 것이 바람직하고, 0.2 내지 0.6인 것이 보다 바람직하다. 테르펜의 몰 비율이 상기 범위인 수소 첨가형 테르펜페놀 수지는, 상기 극성기 함유 아크릴 베이스 중합체와의 상용성이 우수하다. 그로 인해, 소정의 연화점을 갖고, 또한 테르펜 함유율이 소정 범위인 수소 첨가형 테르펜페놀 수지를 점착 부여제로서 사용함으로써, 고온 고습 환경에서의 백탁이 억제되고, 또한 단차 추종성을 갖는 점착제가 얻어진다. 상기 수소 첨가형 테르펜페놀 수지는, 페놀부의 벤젠환도 수소 첨가된 것이 바람직하다. 벤젠환이 수소 첨가됨으로써, 보다 무색 투명에 근접함과 함께 내열성이 향상되는 경향이 있다. 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 시판품으로서는 야스하라 케미컬사제의 상품명 「YS 폴리스타 NH」 등을 사용할 수 있다.
상기 범위의 연화점을 갖고, 또한 극성기를 함유하는 아크릴계 베이스 중합체와의 상용성을 갖게 하는 관점에서, 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 중량 평균 분자량은 200 내지 5000 정도가 바람직하고, 500 내지 3000 정도가 보다 바람직하다.
점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 상기 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 함유량은 5 내지 55중량부가 바람직하고, 10 내지 50중량부가 보다 바람직하고, 15 내지 45중량부가 더욱 바람직하다. 또한, 점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 상기 아크릴계 베이스 중합체와 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 함유량의 합계는 70중량부 이상이 바람직하고, 80중량부 이상이 보다 바람직하고, 85중량부 이상이 더욱 바람직하다. 아크릴계 베이스 중합체와 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 함유량의 합계가 과도하게 작으면, 점착력이나 투명성의 저하 등을 초래하는 경우가 있다.
점착제층 중에는 필요에 따라 상기 수소 첨가형 테르펜페놀 수지 이외의 점착 부여제를 첨가해도 된다. 예를 들어, 테르펜계 점착 부여제, 스티렌계 점착 부여제, 페놀계 점착 부여제, 로진계 점착 부여제, 에폭시계 점착 부여제, 디시클로펜타디엔계 점착 부여제, 폴리아미드계 점착 부여제, 케톤계 점착 부여제, 엘라스토머계 점착 부여제 등을 사용할 수 있다. 투명성을 확보하는 관점에서, 이들 점착 부여제도 수소 첨가형의 것이 바람직하게 사용된다. 또한, 스티렌계의 점착 부여제로서 벤젠환의 일부 또는 전부가 수소 첨가된 것을 사용할 수도 있다.
점착제 중에 수소 첨가형 테르펜페놀 수지 이외의 점착 부여제를 함유하는 경우, 그 연화점은 70 내지 150℃가 바람직하고, 70℃ 내지 140℃가 보다 바람직하다. 점착제의 백탁을 억제하는 관점에서, 수소 첨가형 테르펜페놀 수지 이외의 점착 부여제의 함유량은, 점착제 조성물의 전체 고형분 100중량부에 대하여 10중량부 이하가 바람직하고, 5중량부 이하가 보다 바람직하고, 3중량부 이하가 더욱 바람직하다.
본 발명의 점착제는, 경화 타이밍의 제어나 확실성 등의 관점에서 광경화성인 것이 바람직하다. 광경화의 방법으로서는 광경화성 단량체 또는 광경화성 올리고머와 광라디칼 발생제를 함유하는 계에 자외선 등의 활성 광선을 조사하는 방법이 바람직하다. 특히, 높은 광감도나 선택할 수 있는 재료가 풍부하기 때문에 에틸렌성 불포화 화합물과 광라디칼 발생제를 사용한 시스템이 바람직하다. 광경화성의 에틸렌성 불포화 화합물은 단관능 화합물이어도 되고, 다관능 화합물이어도 된다.
광경화성의 단량체 또는 올리고머는 2종 이상이 병용되어도 된다. 광경화성 점착제를 구성하기 위해서는, 상기 광경화성 화합물을 점착제 조성물 중에 단량체 또는 올리고머로서 존재시킬 필요가 있다. 그로 인해, 베이스 중합체를 중합한 후, 계 중에 광경화성 화합물이 첨가되는 것이 바람직하다.
본 발명의 점착제가 광경화성 점착제인 경우, 광경화성 화합물의 함유량은 점착제 조성물의 전체 고형분 100중량부에 대하여 2 내지 50중량부가 바람직하고, 5 내지 30중량부가 보다 바람직하다. 광경화성 화합물의 함유량이 과도하게 크면, 경화 전의 점착제의 유동성이 높아져 핸들링성의 저하나 오염을 초래하는 경우가 있다.
광경화성 점착제는 점착제 조성물 중에 광라디칼 발생제를 함유하는 것이 바람직하다. 광라디칼 발생제로서는 1개 또는 복수의 라디칼 발생점을 분자 중에 갖는 화합물이 사용되며, 예를 들어 히드록시케톤류, 벤질디메틸케탈류, 아미노케톤류, 아실포스핀옥시드계, 벤조페논계, 트리클로로메틸기 함유 트리아진 유도체 등을 들 수 있다. 광라디칼 발생제는 단독으로 사용해도 되고, 또한 2종 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 또한, 단관능형 광라디칼 발생제와 다관능형 광라디칼 발생제를 적절히 병용해도 된다. 광라디칼 발생제의 함유량은, 점착제 조성물의 전체 고형분 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부가 바람직하고, 0.05 내지 8중량부가 보다 바람직하다.
[점착제층의 형성]
점착제층의 형성 방법으로서는 각종 방법이 이용된다. 구체적으로는, 예를 들어 롤 코트, 키스 롤 코트, 그라비아 코트, 리버스 코트, 롤 브러시, 스프레이 코트, 딥 롤 코트, 바 코트, 나이프 코트, 에어나이프 코트, 커튼 코트, 립 코트, 다이 코터 등에 의한 압출 코트법 등의 방법을 들 수 있다. 이들 중에서도 다이 코터를 사용하는 것이 바람직하고, 특히 파운틴 다이, 슬롯 다이를 사용하는 다이 코터를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
도포 후의 점착제를 건조시키는 방법으로서는 목적에 따라 적절히 적절한 방법이 채용될 수 있다. 가열 건조 온도는 바람직하게는 40℃ 내지 200℃이고, 더욱 바람직하게는 50℃ 내지 180℃이고, 특히 바람직하게는 70℃ 내지 170℃이다. 건조 시간은 적절히 적절한 시간이 채용될 수 있다. 건조 시간은 바람직하게는 5초 내지 20분, 더욱 바람직하게는 5초 내지 15분, 특히 바람직하게는 10초 내지 10분이다.
[점착제층의 물성]
점착제층은 25℃에서의 저장 탄성률 G'25℃가 1.0×104Pa 내지 1.0×107Pa인 것이 바람직하고, 3.0×104Pa 내지 7.0×106Pa인 것이 보다 바람직하고, 5.0×104Pa 내지 5.0×106Pa인 것이 더욱 바람직하다. 25℃(상온)에서의 저장 탄성률이 과도하게 작으면, 점착제층을 커트할 때나 접합시의 가압에 의해 단부면으로부터 점착제가 비어져 나와 오염 등의 문제를 초래하는 경우가 있다. 한편, 25℃에서의 저장 탄성률이 과도하게 크면, 커트시 또는 커트 후에 점착제의 단부면(커트면)에 있어서 깨짐이나 절결이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.
점착제층은 80℃에서의 저장 탄성률 G'80℃가 1.0×102Pa 내지 1.0×105Pa인 것이 바람직하다. 점착제층의 G'80℃는 5.0×104Pa 이하가 보다 바람직하고, 3.0×104Pa 이하가 더욱 바람직하고, 1.0×104Pa 이하가 특히 바람직하다. G'80℃를 상기 범위로 함으로써, 가열 환경에서의 점착제층의 유동성이 적당한 범위가 된다. 그로 인해, 피착체(예를 들어, 도 1의 전방면 투명판(70))가 인쇄부(70a) 등의 단차나 융기 등을 갖고 있는 경우에도, 점착제층의 형상이 단차 형상에 추종하여 기포의 혼입이 억제된다. 또한, 상온에서 접합이 행해지는 경우라도 점착제층의 G'80℃가 1.0×105Pa 이하이면, 접합 후의 가열에 의해 접합시에 혼입된 단차 부근의 기포를 효과적으로 제거할 수 있다.
점착제층의 저장 탄성률은, 베이스 중합체의 구조나 분자량, 첨가제의 종류나 함유량 등을 조정함으로써, 상기 범위로 조정할 수 있다. 특히, 본 발명에서는 소정의 연화점을 갖는 수소 첨가형 테르펜페놀 수지를 포함하는 점착 부여제가 사용됨으로써, 점착제층의 탄성률에 상기 온도 의존성을 부여할 수 있다. 즉, 25℃(상온)에서는 점착 부여제의 연화점 이하이기 때문에 점착제층의 탄성률이 높고, 가열시에는 점착 부여제가 연화되기 때문에 고온에서의 탄성률이 작아진다.
또한, 본 발명에서는 점착제층이 터치 패널이나 전방면 투명판 등의 피착체와 접합될 때의 80℃ 저장 탄성률이, 화상 표시 장치 형성 후의 최종 제품에서의 점착제층의 80℃ 저장 탄성률보다 작은 것이 바람직하다. 예를 들어, 광경화성 혹은 열경화성의 점착제를 사용하는 경우, 경화 전에 접합을 행하면 점착제층은 적당한 접착성 및 유동성을 갖는다. 한편, 접합시나 오토클레이브 등에서 가열 처리를 행한 후, 활성 광선 조사나 가열에 의해 점착제의 경화를 행함으로써, 점착제층의 저장 탄성률을 크게 하여 점착제층의 박리 등의 문제를 억제할 수 있다.
특히, 접합시의 접착성 및 유동성과, 화상 표시 장치 형성 후의 접착의 신뢰성을 양립하는 관점에서, 점착제층은 경화 후의 80℃에서의 저장 탄성률 G'80℃가 1.0×103Pa 내지 1.0×106Pa인 것이 바람직하고, 3.0×103Pa 내지 7.0×105Pa인 것이 보다 바람직하고, 5.0×103Pa 내지 5.0×105Pa인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 접합시의 접착성 및 유동성과, 화상 표시 장치 형성 후의 접착 신뢰성을 양립하는 관점에서, 점착제층의 경화 후의 G'80℃는 경화 전의 G'80℃의 2배 이상이 바람직하고, 3배 이상이 보다 바람직하고, 5배 이상이 더욱 바람직하다.
[점착제의 용도]
전술한 바와 같이, 본 발명의 점착제는 화상 표시 패널과 터치 패널의 사이, 터치 패널과 전방면 투명판의 사이, 화상 표시 패널과 전방면 투명판의 사이의 층간 충전제로서 적절하게 사용된다. 점착제층은 실용에 제공될 때까지의 사이, 점착제층의 노출면을 보호할 목적에서 필요에 따라 보호 시트가 박리 가능하게 접착되는 것이 바람직하다. 보호 시트의 구성 재료로서는, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에스테르 필름 등의 플라스틱 필름, 종이, 천, 부직포 등의 다공질 재료, 네트, 발포 시트, 금속박 및 이들의 라미네이트체 등의 적절한 박엽체 등을 들 수 있다. 표면 평활성이 우수한 점에서 플라스틱 필름이 적절하게 사용된다.
보호 시트를 갖는 점착제층은 필요에 따라 원하는 크기로 커트되어 실용에 제공된다. 일반적으로는 긴 형상으로 형성된 보호 시트를 갖는 점착제층이, 화상 표시 장치의 크기(화면 크기)와 합치되는 제품 크기로 커트된다. 커트 방법으로서는 톰슨 칼날 등을 사용하여 펀칭하는 방법이나, 둥근날 및 접시날 등의 커터나, 레이저광, 수압을 이용하는 방법 등을 들 수 있다.
화상 표시 장치의 형성에 있어서, 점착제층의 접합 수순이나 접합 방법 등은 특별히 한정되지 않는다. 도 1에 도시하는 전방면 투명판(70)에서의 인쇄부(70a)와 같은 비평탄부를 갖는 부재와의 접합시에는, 인쇄부(70a) 등의 비평탄부 부근의 기포를 제거하기 위하여 탈포가 행해지는 것이 바람직하다. 탈포 방법으로서는 가열, 가압, 감압 등의 적절한 방법이 채용될 수 있다. 예를 들어, 감압ㆍ가열하에서 기포의 혼입을 억제하면서 접합이 행해지고, 그 후, 딜레이 버블의 억제 등을 목적으로 하여 오토클레이브 처리 등에 의해 가열과 동시에 가압이 행해지는 것이 바람직하다. 가열에 의해 탈포가 행해지는 경우, 가열 온도는 일반적으로 30℃ 내지 150℃ 정도, 바람직하게는 40℃ 내지 130℃, 보다 바람직하게는 50℃ 내지 120℃, 더욱 바람직하게는 60℃ 내지 100℃의 범위이다. 또한, 가압이 행해지는 경우, 압력은 일반적으로 0.05MPa 내지 2MPa 정도, 바람직하게는 0.1MPa 내지 1.5MPa, 보다 바람직하게는 0.2MPa 내지 1MPa의 범위 내이다.
<실시예>
이하에 실시예 및 비교예를 들어 더 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[합성예]
<합성예 1>
온도계, 교반기, 환류 냉각관 및 질소 가스 도입관을 구비한 세퍼러블 플라스크에 2-에틸헥실아크릴레이트(2EHA) 75중량부, N-비닐피롤리돈(NVP) 25중량부, 중합 개시제로서 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.2중량부 및 아세트산 에틸 233중량부를 투입한 후, 질소 가스를 흘려 교반하면서 약 1시간 질소 치환을 행하였다. 그 후, 70℃로 플라스크를 가열하고, 5시간 반응시켜 중량 평균 분자량(Mw) 80만의 아크릴계 중합체를 얻었다(이하, 이 베이스 중합체를 「중합체 1」이라고 칭함).
<합성예 2>
온도계, 교반기, 환류 냉각관 및 질소 가스 도입관을 구비한 세퍼러블 플라스크에 2EHA 65중량부, 메타크릴산 메틸(MMA) 10중량부, NVP 15중량부, 히드록시에틸아크릴레이트(HEA) 10중량부, 중합 개시제로서 AIBN 0.2중량부 및 아세트산 에틸 233중량부를 투입한 후, 질소 가스를 흘려 교반하면서 약 1시간 질소 치환을 행하였다. 그 후, 70℃로 플라스크를 가열하고, 5시간 반응시켜 중량 평균 분자량(Mw) 80만의 아크릴계 중합체를 얻었다(이하, 이 베이스 중합체를 「중합체 2」라고 칭함).
[실시예 1, 2 및 비교예 1 내지 5]
상기 중합체 1, 2를 베이스 중합체로서 사용하고, 표 1에 나타내는 화합물을 혼합 용해하여 점착제 조성물을 조제하였다(표 1 중의 점착제 조성의 숫자는 모두 중량부). 조제한 점착제 조성물 용액을 PET 세퍼레이터 상에 건조 후 두께가 100㎛가 되도록 도포ㆍ건조하여 점착제층을 얻었다.
또한, 표 1에 있어서, 점착 부여제 1(YS 폴리스타 NH)은 야스하라 케미컬제의 수소 첨가형 테르펜페놀 수지이며, 연화점은 130℃, 테르펜 비율은 0.5몰이다. 점착 부여제 2(YS 폴리스타 UH)는 야스하라 케미컬제의 수소 첨가형 테르펜페놀 수지이며, 연화점은 115℃, 테르펜 비율은 0.8몰이다. 점착 부여제 3(YS 레진 SX100)은 야스하라 케미컬제의 스티렌 올리고머이며, 연화점은 100℃이다. 점착 부여제 4(파인크리스탈 KE-311)는 아라까와 가가꾸 고교제의 수소화 로진에스테르이며, 연화점은 95℃이다. 광경화성 화합물(NK 에스테르 APG-400)은 신나까무라 가가꾸 고교제의 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(2관능 아크릴레이트)이다. 중합 개시제(이르가큐어 184)는 시바 스페셜티 케미컬제의 알킬페논계의 광중합 개시제이다.
[평가]
<평가용 의사 화상 표시 장치의 제작>
평탄한 유리판(0.7mm×50mm×100mm)에 각 실시예 및 비교예에서 얻어진 점착제층을 접합한 후, PET 세퍼레이터를 박리하였다. 세퍼레이터 박리 후의 점착제의 노출면 상에 흑색 잉크(두께 20㎛)가 주연부에 프레임 형상으로 인쇄된 유리판(0.7mm×50mm×100mm, 잉크 인쇄 폭: 단부로부터 10mm)을 인쇄면과 점착제층이 접하도록 적재한 후, 진공 열압착 장치로 열압착하여 접합을 행하였다(온도 80℃, 압력 0.3MPa, 압력 유지 시간 5초). 그 후, 오토클레이브 처리를 행하였다(50℃, 0.5MPa, 30분). 실시예 2만 오토클레이브 처리한 후, 유리판측으로부터 메탈 할라이드 램프(300mW/cm2)로 자외선을 조사하여 광경화성 점착제의 경화를 행하였다(적산 광량: 3000mJ/cm2). 이와 같이 하여 평가용 의사 화상 표시 장치가 얻어졌다.
<기포의 평가>
평가용 의사 화상 표시 장치의 흑색 잉크 인쇄부의 내측 근방을 배율 20배의 디지털 현미경으로 관찰하여 점착제층 중의 기포의 유무를 확인하였다(초기 평가). 또한, 85℃의 오븐에 48시간 투입한 후, 마찬가지의 방법으로 기포의 유무를 확인하였다.
<백탁>
상기 시료(평가용 의사 화상 표시 장치)에서의 점착제층의 백탁 유무를 육안으로 확인하였다(초기 평가). 60℃ 95% RH의 항온 항습조 내에 시료를 240시간 투입하였다. 그 후, 시료를 취출한 후, 25℃ 50% RH의 환경하에서 24시간 보관한 후, 점착제층의 백탁 유무를 육안으로 확인하였다.
상기 각 실시예 및 비교예의 점착제층의 조성 및 각 평가 결과의 일람을 표 1에 나타낸다.
Figure 112015085634927-pct00001
점착 부여제 1을 함유하는 점착제가 사용된 실시예 1, 2는 모두 기포가 없고, 또한 고온 고습 환경에 폭로된 후에도 백탁이 발생하지 않았다. 점착 부여제를 함유하지 않는 점착제가 사용된 비교예 1, 2에서는 점착제의 백탁은 발생하지 않았지만, 인쇄부(단차) 부근에서 기포가 발생하였다.
한편, 비교예 3 내지 5에서는 연화점이 소정 범위 내인 점착 부여제를 함유하는 점착제가 사용되었기 때문에, 기포는 발생하지 않았다. 그러나, 테르펜의 몰 비율이 0.8인 점착 부여제 2가 사용된 비교예 3에서는, 고온 고습 환경에 폭로되기 전부터 점착제의 백탁이 발생하였다. 이것은 점착제를 구성하는 아크릴계 베이스 중합체와, 테르펜 비율이 높은 수소 첨가형 테르펜페놀의 상용성이 낮은 것에 기인한다고 추정된다. 또한, 비교예 4, 5에서는 초기에는 백탁이 발생하지 않았지만, 고온 고습 환경에 폭로된 후의 점착제층에 백탁이 보였다.
이상의 결과로부터 소정의 점착성 부여제를 함유하는 점착제만이, 층간 충전제로서 사용된 경우에 있어서의 단차 추종성과, 고온 고습 환경 폭로시의 백탁 억제의 양쪽을 충족할 수 있다는 것을 알 수 있다.
10: 화상 표시 패널
21, 22: 점착제층(층간 충전제)
30: 터치 패널
70: 전방면 투명판
100: 화상 표시 장치

Claims (5)

  1. 전방면 투명판과 터치 패널의 사이, 전방면 투명판과 화상 표시 패널의 사이, 또는 터치 패널과 화상 표시 패널의 사이에 배치하여 사용되는 점착제이며,
    아크릴계 베이스 중합체와, 연화점이 70℃ 내지 150℃인 수소 첨가형 테르펜페놀 수지를 함유하고,
    상기 아크릴계 베이스 중합체는, 구성 단량체 성분 전량에 대한 아크릴산 이외의 극성 단량체 유닛의 함유율이 3 내지 50중량％이며,
    상기 수소 첨가형 테르펜페놀 수지는, 테르펜의 몰 비율이 0.1 내지 0.7이고,
    점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 상기 아크릴계 베이스 중합체의 함유량이 45 내지 95중량부이고, 또한 상기 아크릴계 베이스 중합체와 상기 수소 첨가형 테르펜페놀 수지의 함유량의 합계가 70중량부 이상인, 점착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 극성 단량체 유닛이 알코올성 히드록시기 함유 단량체 및 질소 함유 단량체로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 1 이상인, 점착제.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 광경화성 화합물을 더 함유하는, 점착제.
  4. 제3항에 있어서, 점착제 조성물의 전량 100중량부에 대한 상기 광경화성 화합물의 함유량이 2 내지 50중량부인, 점착제.
  5. 화상 표시 패널의 표면에 터치 패널 및 전방면 투명판 중 적어도 한쪽을 구비하며,
    상기 전방면 투명판과 상기 터치 패널의 사이, 상기 전방면 투명판과 상기 화상 표시 패널의 사이, 및 상기 터치 패널과 상기 화상 표시 패널의 사이 중 어느 하나에, 제1항 또는 제2항에 기재된 점착제를 포함하는 점착제층을 구비하는, 화상 표시 장치.
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