KR20020060272A - 아크릴계 점착제를 이용한 편광판 점착제품의 제조방법 - Google Patents

아크릴계 점착제를 이용한 편광판 점착제품의 제조방법 Download PDF

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KR20020060272A
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Abstract

본 발명은 점착제품의 제조방법에 관한 것으로, 특히 여러 가지 기능의 복합층으로 구성되며 액정 표시장치용 편광판에 사용되는 점착제품의 제조방법에 관한 것이다.
본 발명은 이를 위하여, 편광판 점착제품의 제조방법에 있어서, a) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 피착시키는 단계; 및 b) 상기 기재를 열처리하는 단계를 포함하는 편광판 점착제품의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 제조방법은 내구신뢰성, 절단특성 및 재작업특성 등의 제반 특성이 우수한 편광판 점착제품을 제조할 수 있으며, 이 점착제품은 액정표시판과 같은 디스플레이의 액정 셀(liquid crystal cell) 부품에 부착되는 편광판 또는 위상차판과 같은 서로 상이한 화학구조 및 표면특성을 가지는 부가기능 필름 또는 광학용 필름 등에 접착신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

아크릴계 점착제를 이용한 편광판 점착제품의 제조방법{METHOD FOR PREPARING POLARIZING PLATE USING ACRYLIC PRESSURE SENSITIVE ADHESIVES}
[산업상 이용분야]
본 발명은 점착제품의 제조방법에 관한 것으로, 특히 여러 가지 기능의 복합층으로 구성되며 액정 표시장치용 편광판에 사용되는 점착제품의 제조방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
일반적으로 액정표시판을 제조하기 위해서는 기본적으로 액정을 포함하고 있는 액정 셀과 편광판이 필요하며, 이를 합체하기 위해서는 적절한 접착층 또는 점착층을 사용해야 한다. 또한 액정표시판의 기능을 향상시키기 위하여 추가의 위상차판 또는 광 회수(recycle)판 등을 부가적으로 부착하여 사용할 수 있다.
먼저 액정표시판을 이루는 주요 구조물은
1) 일정하게 배열되어 있는 액정층, 투명전극층을 포함하는 투명한 유리판 또는 아크릴계 판상 소재로 구성되어 있는 액정 셀; 및
2) 점착층 또는 접착층으로 합체되어 있는 다층구조의 편광판, 위상차판, 및추가의 기능성 필름층들을 포함한다.
편광판은 상기에서 설명한 바와 같이 일정한 방향으로 배열된 요오드계 화합물 또는 이색성 편광물질을 포함하며, 이를 보호하기 위하여 양쪽에 보호 필름을 사용하여 다층 형상으로 구성되어 있는 것이 일반적이다.
위상차 필름은 일방성 분자배열을 갖는 형상으로 되어 있다. 여기서 언급된 각 필름들은 서로 다른 분자구조 및 조성을 가지고 있는 재료로 만들어지기 때문에 각각 서로 상이한 물리적 특성을 가지고 있는 것이 일반적이다. 특히 액정표시판을 오랫동안 사용할 경우에 나타나는 재료의 에이징(aging) 특성에 의하여 분자구조의 경시변화가 일어나게 된다.
예를 들면, a) 재료의 선팽창계수의 차이로 인하여 온도변화에 따른 필름과 필름사이의 지속적인 변형응력의 작용; 및/또는 b) 일방성 분자배열을 가진 재료들이 장시간 경과후 받는 응력 완화작용에 의한 수축 등이 나타나게 된다.
이들과 같은 재료들을 합체하여 액정표시판을 제조하려면 접착제나 감압점착제를 필수적으로 사용하여야 한다. 일본공개특허공보 소64-66283호는 편광판이 부착된 액정표시판의 내열 내습 시험조건에서 점착필름의 내구성을 향상시키기 위하여 저분자량 부분이 제거된 고분자량의 아크릴계 수지를 점착제로 사용하여 점착층의 탄성율과 접착특성을 동시에 향상시킴으로써 유리판과 점착층 사이에서 발생하는 미세한 기포의 발생을 줄이며 점착층의 박리를 방지하였다.
또한 일본공개 특허공보 소57-195208호는 실란계 커플링제를 첨가하여 유리판과 편광판사이의 계면특성을 효과적으로 향상시켰다.
또한 일본공개 특허공보 평3-12471호는 고분자량의 아크릴계 점착제를 사용하여 가교밀도를 특정범위에서 조절함으로써 고온 접착력을 향상시켜서 내구성을 향상시켰다. 그러나 고분자량의 수지를 사용하면 기재와의 접착력이 발휘되지 않아 재작업시 점착제가 이탈되어 반대쪽으로 전사되는 등 재작업특성 및 점착 신뢰성이 제대로 발휘되지 않는 문제점이 있다.
일반적으로 아크릴계 감압점착제를 사용할 경우 점착제와 기재들간의 내구성을 향상시키기 위하여 점착제의 구성성분, 가교 구조 등을 적절히 조절하여 사용하는데, 점착제 및 기재의 화학구조 및 표면특성의 차이에 의하여 밀착성이 떨어지는 경우가 종종 발생하게 된다. 이때 사용할 수 있는 방법으로서 플라즈마처리 또는 코로나처리 방법과 같은 표면처리 방법을 사용할 수 있다고 알려져있다. 그러나 플라즈마 처리방법은 설비의 크기가 크고 고가이므로 사용상 어려움이 많이 있고, 코로나 처리방법을 사용할 경우에는 장비는 저가이나 사용시 미세입자들의 발생에 의하여 정밀하게 디자인된 기재의 처리에 어려움이 있는 단점이 있다. 또한 사용하는 점착제의 가교특성 및 분자량 특성에 따라 상온에서 부착할 경우 접착안정성을 얻는데 시간이 많이 소요될 수 있는 단점이 있다.
본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 고려하여, 내구신뢰성, 절단특성 및 재작업특성 등의 제반 특성이 우수한 편광판 점착제품의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 액정표시판과 같은 디스플레이의 액정 셀(liquidcrystal cell) 부품에 부착되어 여러가지 기능을 부여하는 편광판 또는 위상차판과 같은 서로 상이한 화학구조 및 표면특성을 가지는 부가기능 필름 또는 광학용 필름 등에 접착신뢰성을 향상시킬 수 있는 편광판 점착제품의 제조방법을 제공하는 것이다.
[과제를 해결하기 위한 수단]
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위하여,
편광판 점착제품의 제조방법에 있어서,
a) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 피착시키는
단계; 및
b) 상기 기재를 열처리하는 단계
를 포함하는 편광판 점착제품의 제조방법을 제공한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
[작 용]
본 발명은 점착제의 기재 및 유리(glass) 접착력, 그리고 응집력을 효과적으로 조절하는 수단으로서 아크릴계 점착제를 이용하고, 이와 함께 기재 접착력을 향상, 안정화시키기 위한 수단으로서 적절한 조건으로 가열 열처리과정을 도입하여 안정된 점착제품을 제조할 수 있다는 점에 착안하여 내구신뢰성 및 재작업성을 대폭 향상시킨 편광판 점착제품의 제조방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명은 액정표시판을 장기적으로 사용할 경우 디스플레이(display)기능에 문제를 야기할 수 있는 내구신뢰성이 우수하고 이와 동시에 부착공정에서 발생할 수 있는 보수(repair) 작업시 재작업성을 향상시킬 수 있는 편광판 점착제품의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 기재의 구조에 변화를 주지 않고 점착제와 기재와의 안정한 접착신뢰성을 얻고자 여러가지 방법을 시험해 본 결과 적절한 조성의 점착제를 사용하여 점착층을 형성시킨 후 기재와 합판하여 얻어진 복합층을 주어진 범위에서 열처리공정을 거치면 기재와 점착제간의 접착특성이 열에 의하여 활성화 되고 기재자체의 열적 특성이 안정화 될 수 있다는 점을 발견하게 되어 본 발명을 완성하게 되었다. 더욱 구체적으로는 기재 및 피착체간의 수축 팽창에 의하여 발생하는 점착층의 변형상태에서 점착층 내부에 축적되는 스트레스를 최소화 시킬 수 있도록 하기 위하여 아크릴계 공중합체 수지를 사용하여 부분적인 가교구조를 갖는 동시에 합판과 동시 또는 후에 가열 열처리 과정을 거치면 제반 점착물성을 균형있게 유지하며 최종 제품의 내구신뢰성을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.
본 발명의 점착제품 제조방법은 여러가지 열처리 과정을 수행할 수 있는데, 가장 바람직한 방법은 코팅 및 건조과정을 통하여 점착층을 이형지 사이에 미리 준비한 후, 이를 기재에 합판하여 열처리하는 방법이 있을 수 있고, 또 다른 방법은 점착제 용액을 기재에 직접 도포하여 점착제 용액층을 형성시킨 후 건조시키는 과정에서 상기 열처리 효과와 동일한 밀착성 증진 효과를 얻을 수 있다.
더욱 구체적으로는 하기와 같은 제조단계를 포함한다.
하나의 구체적인 편광판 점착제품 제조방법은
ⅰ) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 이형지에 코팅하고,
건조하여 점착층을 제조하는 단계;
ⅱ) 상기 점착층을 기재에 적층하는 단계; 및
ⅲ) 상기 점착층이 적층된 기재를 가열 라미네이터(hot laminator), 또는
배치형 또는 연속형의 가열 드럼(heating drum)에서 가압 가열하여 기재
와 점착층을 합판시키는 단계
를 포함한다.
또 하나의 구체적인 편광판 점착제품 제조방법은
ⅰ) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 코팅하는
단계; 및
ⅱ) 상기 점착제 조성물이 코팅된 기재를 건조기에서 가열하여 열처리시키는
단계
를 포함한다.
본 발명에서 사용된 열처리 방법은 배치(batch) 형 또는 연속형으로 사용이 가능하며 이를 위하여는 가열 드럼(heating drum) 또는 연속 건조기, 고온 라미네이터(hot laminator) 등을 구별없이 사용이 가능하다. 이중에서 고온 라미네이터가 가열과 동시에 가압효과를 동반할 수 있어 가장 바람직하다. 이때 고려하여야 할 것은 열처리시 온도와 체류시간으로서 기재의 열안정성 및 점착제의 특성에 따라 밀착성을 얻을 수 있도록 하는 범위를 미리 예측할 수 있다. 일반적으로 편광판에 사용되는 기재의 열안정성은 40 내지 150 ℃의 범위에서 처리시간을 1 초 내지24 시간의 범위에서 선택하여 공정성을 고려하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용된 점착제와 기재간의 점착신뢰성 향상이 가능한 점착 코팅된 기재의 열처리방법은 종래에 알려져 있는 접착제 분야의 가열활성 접착제의 방법과 비교될 수 있는데, 종래의 가열활성 접착제는 상온에서는 접착력을 발휘할 수 없는 고체상으로, 본 발명의 점착제와는 대별되어 진다. 본 발명에서는 점착제의 고유특성을 유지하면서 기재와 점착제 간의 열처리 공정을 통하여 기재와 점착제 간의 접착력을 선택적으로 상승시켜서 점착안정성을 얻은 후, 본 점착제품을 유리(glass)와 부착하여 사용할 때 재작업특성이 우수한 특성을 가지는 것이 특징적이다.
본 발명은 액정표시판의 디스플레이(display) 특성에 문제를 야기할 수 있는 내구신뢰성을 향상시킬 수 있는 동시에 보수(repair)시 재작업성을 향상시킬 수 있는 감압 점착제층을 포함하는 점착제품에 관한 것이다. 본 발명에 사용된 점착제는 화학결합에 의한 가교밀도는 필요한 정도로 유지하면서 물리적인 사슬간 엉킴(entanglement)구조의 제어에 의하여 점착제의 신뢰성을 나타낼 수 있도록 하는 점착제를 사용하는 것이 바람직하다. 즉 다시 말하면 특정의 유동특성 조절용 공중합 모노머들을 사용하여 제조된 아크릴계 공중합체를 사용하여, 배합 후 점착제의 가교밀도를 5∼90 중량% 이내, 더욱 바람직하게는 15∼85 중량% 이내의 범위로 하여 제조한 점착제를 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 사용되는 점착제는 사용의 용이성 때문에 시트, 필림, 라벨, 테이프 등 매우 다양한 용도를 가지고 있다. 또한 최근에는 여러가지 고기능성 및 내구신뢰성이 요구되는 광학필름용 점착제로 사용될 수 있다.
본 발명에 사용된 점착제는 여러가지 형태의 것이 가능하지만, 부분적으로 가교되어 내구신뢰성을 향상시킨 아크릴계 점착제가 가장 바람직한데 이들을 제조하기 위하여 사용되는 대표적인 화학성분은 다음과 같다.
ⅰ) ㄱ) 탄소수 4∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체
20∼98.4 중량부;
ㄴ) 수산기를 포함하는 비닐계 단량체 0.1∼5 중량부; 및
ㄷ) 불포화 카르복실산 단량체 0.5∼10 중량부
를 공중합하여 제조되는 아크릴계 공중합체 100 중량부;
ⅱ) 가교제 0.1∼5 중량부
를 함유하여 제조된 것 또는 이들의 혼합물임을 특징으로 한다.
또한 상기 아크릴계 공중합체는 ㄹ) 라디칼 공중합이 가능한 공중합 단량체 0.1∼60 중량부를 더욱 포함하여 공중합 제조될 수 있다.
본 발명의 기재는 편광판, 폴리카보네이트 필름, 디스코틱 액정 필름, 골레스테릭 액정 필름으로 이루어진 광학용 필름군으로부터 선택되는 것이 바람직하다.
본 발명은 상기와 같이 적절하게 디자인된 아크릴계 점착제를 사용하여 젖음성(wetting) 특성이 좋지 않은 특수재질의 기재 등을 이용하여 다층구조의 점착제품을 제조할 경우 기재 및 점착제 간의 접착안정성을 얻기 위하여 열처리 과정을 거치는 것으로서 종래의 코로나처리 또는 플라즈마 처리법 등에 비하여 안정된 기재 밀착특성을 용이하게 얻는 것이다. 특히 본 발명은 점착제와의 접착특성이 좋지 않은 연신된 구조의 필름(film)이나 액정 필름(film)등을 기재로서 포함하는 경우에 효과가 크게 나타나게 된다.
예를 들면 폴리카보네이트 필름, 디스코틱 액정 필름 또는 콜레스테릭 액정 필름 등을 점착층을 이용하여 부착시킬 경우가 있는데 이에 대한 접착력 향상에 특히 효과를 볼 수 있다. 일반적인 방법으로 점착제를 적용하였을 때 접착력이 좋지 않은 경우는 잘 알 수는 없으나 연신과정 또는 액정 재료의 제조과정에서 일어나는 분자들의 배열형상이 접착을 저해하거나 첨가제 등의 역할에 의한 것으로 판단된다. 그러나 열처리를 시행함으로써 기재와의 접착력을 보다 선택적으로 향상시킬 수 있기 때문에 본 발명의 효과가 나타나게 된다고 생각된다.
본 발명에서 제안된 점착제를 보다 상세히 설명하면 예로서 점착제의 내부에 휘발성분이나 반응잔류물 등과 같은 기포를 유발시키는 성분을 충분히 제거한 후 사용하는 것이 좋다. 가교밀도 또는 분자량이 너무 낮아 점착제의 탄성율이 너무 낮은경우 고온상태에서 유리판과 점착층 사이에 존재하는 작은 기포들이 커져서 점착층 내부에 산란체를 형성하는 경우도 있다. 탄성율이 너무 큰 점착제를 사용하면 장기간 사용시 점착시트 끝단 부위에 박리현상이 발생하는 경우가 있는데 이런 현상은 과도한 가교반응에서 기인하는 경우가 많다.
따라서 본 발명에 사용되는 점착제의 점탄성 특성은 주로 고분자사슬의 분자량 및 분자량 분포, 그리고 분지구조의 존재량에 의존하는데, 주로 분자량에 의하여 결정된다. 본 발명에 사용된 아크릴계 고분자의 분자량은 20만 내지 200만 정도가 바람직하며 일반적으로 잘 알려진 라디칼 공중합 과정을 거쳐 제조할 수 있다. 점착층과 함께 사용되는 광학용 필름의 수축 팽창에 따라 생성되는 잔류응력은 매우 큰데, 본 발명에 의하여 제조된 점착제의 비가교 부분에서 일어나는 분자단위의 움직임에 의하여 응력 완화 작용이 매우 효과적으로 일어나게 된다. 또한 가소제를 사용하여 가교밀도를 낮출 수도 있는데, 이 경우에는 다량의 가소제에 의하여 발생되는 이행특성 때문에 내열내습 조건에서 점착특성의 심한 변화가 예상된다. 또한 점착제 응용분야에서 많이 사용되는 점착성 부여수지(tackifier)를 사용하여 가교 밀도를 하향 조절할 수 있으나, 이 경우 역시 수지의 유리전이온도를 상승시킴으로 인한 저온 점착 특성의 약화 및 장기간 사용시 점착성 부여 수지의 안정성이 나빠져서 점착특성의 경시변화가 문제점으로 나타난다.
본 발명자들은 점착제의 응력완화 특성을 용이하게 조절 할 수 있는 점착제층을 검토 연구한 결과 가장 효과적인 방법으로서 특정의 유연성 단량체와 벌키(bulky)한 구조의 단량체를 공중합하여 얻은 부분가교성 아크릴계 점착제 수지를 주성분으로 하여 얻은 조성물이 응력완화 특성을 비롯하여 응집력 및 접착력의 균형이 용이하게 조절되며 물리적, 화학적으로 안정하고 경시변화가 없는 점착물성을 구현할 수 있다. 상기의 예와 같이 본 발명에서 사용 가능한 아크릴계 공중합체는 특정의 범위로 한정되어 있지않고 목적에 따라 여러가지 고분자 구조를 설계하고 조절하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용된 성분들을 설명하면 다음과 같다.
상기 ⅰ)의 공중합체는 점착성을 부여하는 공중합체로, 일반적인 용액중합법, 벌크중합법, 광중합법, 서스펜션중합법, 에멀젼중합법 등을 이용하여 제조할수 있다.
사용되는 주모노머인 상기 ㄱ)의 탄소수 4 내지 12의 알킬기를 포함하는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체의 예는 아크릴산(또는 메타크릴산)의 탄소수가 1 내지 12인 알킬에스테르들을 사용할 수 있는데, 바람직하게는 탄소수가 2 내지 8 인 알킬 에스테르들이 좋다. 공중합체 총 100 중량부 중에서 20∼98.4 중량부 범위에서 사용할 수 있다. 보다 바람직하게는 40∼95 중량부, 더욱 바람직하게는 60∼90 중량부가 효과적이다. 상기 알킬(메타)아크릴레이트는 알킬기가 장쇄 형태로 되면 점착제의 응집력이 낮아지기 때문에 고온 하에서 응집력을 유지하기 위해서는 알킬기의 탄소수가 2 내지 8의 범위에서 선택하는 것이 좋다. 상기 알킬(메타)아크릴레이트의 사용량이 98.4 중량부를 초과할 경우 잔류응력 완화효과가 떨어지게 된다. 사용량이 20 중량부 미만인 경우 점착제의 응집력이 떨어지게 되고 가격이 상승하는 요인이 된다. 예로서, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
또한 상기 ㄴ)의 수산기를 포함하는 비닐계 단량체는 단독으로 또는 가교제와 반응하여 점착제의 응집력을 부여하는 성분이며, 0.1∼5 중량부를 사용한다. 본 성분은 0.1 중량부 미만을 사용하게 되면 유지력 상승효과가 적으며, 5 중량부를 초과하여 사용하게 되면 응력완화 효과가 떨어지게 된다. 본 발명의 ㄴ) 성분의 예를 들면, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 필요시 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 상기 ㄷ)의 α,β-불포화 카르복실산 단량체는 0.5∼10 중량부를 사용하여 접착강도 또는 응집력을 부여하는 성분이다. 본 성분은 0.5 중량부 미만을 사용하면 접착력이 저하하고, 10 중량부를 초과하여 사용하면 응집력 상승에 의하여 응력 완화 특성을 저하시키게 된다. 본 성분의 예를들면, 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 말레인산 무수물 등을 들 수 있다. 이들은 필요시 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 상기 ㄹ)의 라디칼 공중합이 가능한 공중합 단량체는 점착제의 유리전이온도를 조절할 목적 및 기타 기능특성을 부여하기 위하여 공중합 단량체이다. 이들의 예로는 상기 ㄱ)에서 예로 설명한 알킬(메타)아크릴레이트에서 선정할 수도 있고, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 아크릴로 니트릴, 스티렌, 메틸(메타)아크릴레이트, 비닐아세테이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 ⅱ)의 가교제는 이소시아네이트계, 에폭시계, 아지리딘계 등을 사용할 수 있는데 이중에서 이소시아네이트계 가교제가 사용상 용이하다. 이러한 가교제 는 0.1∼5 중량부를 사용할 수 있는데, 이들은 가교구조를 통하여 점착제의 유지력을 증진시켜 신뢰성을 향상시키는 역할을 한다. 본 성분의 예를 들면 톨리렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물 등을 들 수 있다. 또한 에폭시 화합물의 예를 들면 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르티글리시딜디아민 등의 에폭시화합물을 사용할 수 있다.
또한 유리판과 점착제사이의 접착을 효과적으로 증진시킬 수 있도록 첨가제 성분을 사용할 수 있는데, 이들은 특히 고온 고습하에서 장시간 방치되었을 경우 접착신뢰성을 향상시키는데 도움을 주는 역할을 한다. 예로서 비닐실란, 에폭시실란, 메타크릴실란 등을 사용할 수 있는데 0.01∼2 중량부 사용하는 것이 효과적이다. 실란계화합물의 예로서 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있는데 1 종 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
이외에도 필요에 따라서 산화방지제, 안료, 충진제, 염료, 커플링제, 점착성부여 수지, 가소제, 연화제 등을 적당량 첨가하여 사용할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 일반적으로 잘 알려진 적절한 광개시제의 선정에 의하여 광중합경화방법으로도 제조될 수 있다.
본 발명은 편광판 또는 위상차 필림 등과 같은 열수축 또는 팽창 현상이 다른 광학용 필림을 사용하였을 때 잔류응력을 형성시키지 않고 반면에 접착강도 및 응집력의 균형이 잘 맞아 박리 또는 기포와 같은 디스플레이 기능을 저하시키는 것을 방지하는 점착층을 제조하는 것이다. 본 발명은 액정표시판의 경우에만 국한되지 않고 수축 또는 팽창현상이 문제가 되는 정밀도가 요구되는 제반 광학용, 전기전자제품용에 사용되는 점착층의 제조에 관한것이다.
이하의 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 단, 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이지 이들만으로 한정하는 것이 아니다.
[실시예]
본 발명은 다음의 실시예에 의하여 상세히 설명되어지는데 특별한 언급이 없는 한 함량은 중량부로 표기한다.
실시예 1
(공중합체의 제조)
공중합체를 제조하기 위하여 질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1000 cc 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 84 중량부, 메틸아크릴레이트(MA) 10 중량부, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트(2-HEMA) 1 중량부, 아크릴산(AA) 5 중량부로 구성되는 단량체들의 혼합물을 투입하고, 용제로서 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하였다.
다음에 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 20 분간 퍼징한 후, 70 ℃로 유지한 후 반응개시제인 벤조일퍼옥사이드(BPO) 0.015 중량부를 50 % 농도로 에틸아세테이트에 희석시켜 투입하여 10 시간 동안 반응시킨 후 최종 아크릴계 폴리머를 얻었다.
폴리스티렌 표준샘플을 이용하여 측정한 상기의 폴리머의 중량평균 분자량은 88만이었다.
실시예 2
상기 실시예 1의 공중합체의 조성중에 MA를 제외시키고, BA를 94 중량부로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 아크릴계 폴리머를 제조하였다.
이때 얻어진 폴리아크릴레이트의 중량평균 분자량은 90만이었다.
실시예 3
상기 실시예 1의 공중합체의 조성중에 AA를 1 중량부, BA를 88 중량부, MA를 10로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일한 방법으로 아크릴계 폴리머를 제조하였다. 이때 얻어진 폴리아크릴레이트의 중량평균 분자량은 95만이었다.
실시예 4∼6
(점착제 제조)
실시예 1 내지 3에서 제조된 각각의 폴리아크릴레이트 100 중량부에 대하여이소시아네이트계 가교제인 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트부가물을 에틸아세테이트 용액에 50 중량%로 희석한 것을 2.0 중량부 투입하여 균일하게 혼합하여 점착제를 제조하였다.
상기 점착제를 이형지에 코팅하고 건조하여 30 ㎛ 두께의 균일한 점착층을 얻었다. 또한 점착제의 가교반응을 완결시키기 위하여 23 ℃, 60 % R.H. 에서 7 일간 방치한 후 평가에 사용하였다.
(합판)
상기에서 제조된 각각의 점착층을 가열 라미네이터(hot laminator)를 사용하여 디스코틱 액정이 1.5 ㎛의 두께로 코팅되어 있고 총 두께가 180 ㎛인 요오드계편광판에 합판 가공하였다. 이때 가열 라미네이터의 온도는 100 ℃로 하였고, 열처리속도는 10 cm/분으로 유지하였다. 열처리 과정에서 합판 작업에 필요한 최소한의 압력을 가하였다.
이와 같이 얻어진 편광판을 적절한 크기로 절단하여 평가에 사용하였다. 평가는 하기 시험방법에 따르고 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(평가시험)
가) 기재 접착력
점착제가 코팅된 편광판을 점착제가 위로 향하게 하고, 양면 접착 테이프를 이용하여 유리판에 고정시켰다. 또한 프라이머가 처리된 PET 필름(100 ㎛ 두께)을 점착제 위에 부착하여 23 ℃, 60 % 상대습도 하에서 1 일간 방치한 후 상부의 PET 필름을 이용하여 점착제와 디스코틱 액정 필름간의 접착력을 측정하였다. 여기에서 90 °필(peel) 값을 구하였다.
나) 재작업특성
점착제가 코팅된 편광판을 25 mm x 100 mm의 크기로 절단하고, 세정된 무알카리 유리판에 23 ℃, 60 % 상대습도 하에서 부착하여 1 시간 또는 24 시간 경과후에 탈착시 잔류물이 유리판에 남는지에 대하여 평가 하였다. 재작업성에 대한 평가기준은 다음과 같다.
O : 잔류물 없음.
△ : 미세잔류물 있음.
×: 유리판쪽으로 잔류물이 대량 남음.
다) 내구신뢰성:
상기 점착제가 코팅된 각각의 편광판(90 mm x 170 mm)을 유리기판 (110 mm x 190 mm x 0.7 mm)에 양면으로 광축이 크로스된 상태로 부착시켰다. 이때 가해진 압력은 약 5 kg/cm2으로 기포나 이물이 생기지 않도록 크린룸 작업을 하였다. 이 시편들을 내습열특성을 파악하기 위하여 60 ℃, 90 % 상대습도 조건하에서 1000 시간 방치한 후 기포나 박리가 발생하였는지 관찰하였다. 내열특성은 80 ℃, 1000 시간 방치한 후 기포나 박리 여부를 관찰하였다. 시편의 상태를 평가하기 직전에 상온에서 24 시간 방치한 후 실시하였다. 신뢰성에대한 평가기준은 다음과 같다.
O : 기포나 박리현상 에지(edge) 들뜸 없음.
△: 기포, 박리현상, 미세 에지(edge) 들뜸 다소 있음.
×: 기포나 박리현상 미세 에지(edge) 들뜸 있음.
라) 절단성
상기 점착제가 적용된 각각의 편광판을 톰슨카터를 이용하여 절단성 시험을 하였다. 점착층의 잘려진 단면을 관찰하여 다음과 같은 기준으로 평가하였다.
O: 절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 양호함(0.2 mm 미만).
△: 절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 다소불량(0.2 mm ∼0.5 mm).
×: 절단면의 점착제 잔류물 및 점착제가 빠져나간 정도가 심함(0.5 mm 이상).
실시예 7∼10
표 1에 기재된 바와 같이 각각 실시예 4와 같은 점착제를 사용하고, 기재된 열처리 과정에서의 열처리 온도 및 체류시간(처리속도)를 변화시킨 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 점착제품을 제조하고 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
비교예 1∼3
표 1에 기재된 바와 같이 각각 실시예 4 내지 6의 점착제를 사용하고, 각각의 점착제에 대하여 열처리 과정을 거치지 않는 것을 제외하고는 실시예 4와 동일하게 점착제품을 제조하고 물성을 측정하여 표 1에 기재하였다.
구 분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 비교예 1 비교예 2 비교예 3
실시예 1의 폴리머 O - - O O O O O - -
실시예 2의 폴리머 - O - - - - - - O -
실시예 3의 폴리머 - - O - - - - - - O
열처리온도(℃) 100 100 100 100 60 100 120 - - -
열처리속도(cm/분) 10 10 10 15 1 5 20 - - -
기재접착력(gm/25mm) 2200 2300 2000 1700 2100 2200 1900 950 1100 840
재작업성 O O O O O O O × × ×
내구신뢰성 내습열특성 O O O O O O O
내열 특성 O O O O O O O
절단성 O O O O O O O × × ×
본 발명의 제조방법은 내구신뢰성, 절단특성 및 재작업특성 등의 제반 특성이 우수한 편광판 점착제품을 제조할 수 있으며, 이 점착제품은 액정표시판과 같은 디스플레이의 액정 셀(liquid crystal cell) 부품에 부착되는 편광판 또는 위상차판과 같은 서로 상이한 화학구조 및 표면특성을 가지는 부가기능 필름 또는 광학용 필름 등에 접착신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Claims (17)

  1. 편광판 점착제품의 제조방법에 있어서,
    a) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 피착시키는
    단계; 및
    b) 상기 기재를 열처리하는 단계
    를 포함하는 편광판 점착제품의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    ⅰ) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 이형지에 코팅하고,
    건조하여 점착층을 제조하는 단계;
    ⅱ) 상기 점착층을 기재에 적층하는 단계; 및
    ⅲ) 상기 점착층이 적층된 기재를 가열 라미네이터(hot laminator), 또는
    배치형 또는 연속형의 가열 드럼(heating drum)에서 가압 가열하여 기재
    와 점착층을 합판시키는 단계
    를 포함하는 편광판 점착제품의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    ⅰ) 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물을 기재 위에 코팅하는
    단계; 및
    ⅱ) 상기 점착제 조성물이 코팅된 기재를 건조기에서 가열하여 열처리시키는
    단계
    를 포함하는 편광판 점착제품의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 b)단계의 열처리가 40 내지 150 ℃의 온도, 및 1 초 내지 24 시간의 조건 하에서 실시되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 a)단계의 기재가 편광판, 폴리카보네이트 필름, 디스코틱 액정 필름, 및 콜레스테릭 액정 필름으로 이루어진 광학용 필름군으로부터 선택되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 a)단계의 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착제 조성물이
    ⅰ) ㄱ) 탄소수 4∼12의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체
    20∼98.4 중량부;
    ㄴ) 수산기를 포함하는 비닐계 단량체 0.1∼5 중량부; 및
    ㄷ) 불포화 카르복실산 단량체 0.5∼10 중량부
    를 공중합하여 제조되는 아크릴계 공중합체 100 중량부; 및
    ⅱ) 가교제 0.1∼5 중량부
    를 포함하는 편광판 점착제품의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)의 아크릴계 공중합체가
    ㄹ) 라디칼 공중합이 가능한 공중합 단량체 0.1 내지 60 중량부
    를 더욱 포함하여 공중합하여 제조되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)의 아크릴계 공중합체는 중량평균 분자량이 20만 내지 200만인 편광판 점착제품의 제조방법.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)의 아크릴계 공중합체가 부분가교구조를 형성하는 편광판 점착제품의 제조방법.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)의 아크릴계 공중합체가 용액중합법, 광중합법, 벌크중합법, 서스펜션 중합법, 및 에멀젼 중합법으로 이루어진 군으로부터 선택되는 중합방법으로 제조되는 점착제 조성물.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 점착제 조성물은 가교밀도(겔 함유량)가 5 내지 90 중량% 인 편광판 점착제품의 제조방법.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)ㄱ)의 (메타)아크릴산 에스테르 단량체가 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 및 스테아릴(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)ㄴ)의 수산기를 포함하는 비닐계 단량체가 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 및 2-하이드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  14. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅰ)ㄷ)의 α,β-불포화 카르복실산 단량체가 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레인산, 및 말레인산 무수물로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  15. 제 7 항에 있어서,
    상기 ㄹ)의 라디칼 공중합이 가능한 공중합 단량체가 알킬(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 아크릴로 니트릴, 스티렌, 메틸(메타)아크릴레이트, 및 비닐아세테이트로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 ⅱ)의 가교제가 톨리렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 및 트리메틸올프로판의 톨리렌디이소시아네이트 부가물의 이소시아네이트계, 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르티글리시딜디아민의 에폭시계, 및 아지리딘계로 이루어진 군으로부터 선택되는 편광판 점착제품의 제조방법.
  17. 제 1 항 기재의 제조방법으로 제조되는 편광판 점착제품을 포함하는 디스플레이 장치.
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