KR20100110337A - 액정 디스플레이 시스템을 위한 양면 접착 테이프 - Google Patents

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KR20100110337A
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마르크 후제만
라인하르트 스토르벡
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테사 소시에타스 유로파에아
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Abstract

본 발명은 제 1 접착제 층(11); 캐리어(12); 금속화 층(13); 흑색 층(14); 및 제 2 접착제 층(15)의 층 순서를 포함하는, 액정 디스플레이 시스템을 생산하기 위한 감압성 접착제 시트형상 요소에 있어서, 흑색 층(14)이 실온에서 접착제가 아니고/아니거나 프라이머인 카본 블랙을 갖는 층이며 제 1 접착제 층(11)은 이의 전체 두께에 걸쳐 반투명의 백색으로 착색되는 시트형상 요소에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 액정 디스플레이 시스템을 생산하고/하거나 접합시키기 위한 상기 시트형상 요소의 용도에 있어서, 제 2 접착제 층(15)이 액정 디스플레이 요소의 표면에 접합되는 용도에 관한 것이고, 또한 본 발명은 액정 디스플레이 요소(1), 보호용 요소 및 프레임 요소를 포함하는 액정 디스플레이 시스템에 있어서, 상기 요소들 중 둘 이상이 상기 시트형상 요소에 의해 접합되는 액정 디스플레이 시스템에 관한 것이다.

Description

액정 디스플레이 시스템을 위한 양면 접착 테이프{DOUBLE-SIDED ADHESIVE TAPE FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY SYSTEMS}
본 발명은 제 1 접착제 층, 캐리어, 금속화 층, 실온에서 감압성 접착제가 아닌 흑색 광택제(varnish) 및/또는 프라이머를 갖는 흑색 층(blacking layer), 및 제 2 접착제 층의 층 순서를 갖는, 액정 디스플레이 시스템을 생성하기 위한 시트형상의 감압성 접착제 요소, 및 액정 디스플레이 시스템에 관한 것이다.
오늘날, 전자 장치의 개별 부품의 위치적으로 정확한 접착제 접합을 위해 감압성 접착 테이프가 사용된다. 이것은, 다양한 부품이 서로, 예를 들어, 액정 디스플레이 유닛(LCD 패널이라 칭해짐)이 부서짐방지 판(antisplinter plate) 및 하우징에 접합되는 액정 디스플레이 시스템에 대해서도 마찬가지이다.
예를 들어 음극선관(CRT) 또는 발광 다이오드(LED) 계열의 자가 조명 디스플레이 시스템과는 다르게, 액정 디스플레이 유닛은 별도의 조명을 필요로 한다. 가장 간단한 경우에 액정 디스플레이 시스템은 반사시에 작동되므로 액정 디스플레이 시스템은 이의 고유 조명 장치가 필요하지 않다; 대신, 이는 단지 외측으로부터의 입사광을 반사한다. 그러나, 이러한 종류의 시스템은 단지 빛 환경 하에서만 사용될 수 있다. 따라서 보편적으로 사용될 수 있는 액정 디스플레이 시스템은 백라이트(backlight)라 불리는 이들 자체의 조명 장치가 필요하다. 이러한 종류의 조명 장치는 투과된-빛 작용 시에 후면으로부터 액정 디스플레이 유닛을 조명한다.
조명 장치의 광원으로서, 전형적인 액정 디스플레이 시스템은 종종 백색 방출 특징을 나타내는 발광 다이오드 시스템을 이용한다. 전체 깊이가 얕은 디스플레이 시스템을 생산하기 위해서는, 발광 다이오드가 액정 디스플레이 유닛 바로 뒤에 배열되지 않는 대신, 이 디스플레이 유닛 배후 평면에서 이 디스플레이 유닛에 대해 측면으로 오프셋된다. 이러한 방식의 배열에서, 방출된 빛은 조명 장치의 광 도파관을 통해 액정 디스플레이 유닛으로 안내된다.
최대 디스플레이 콘트라스트(contrast)를 위해서, 빛은 오로지 액정 디스플레이 유닛의 디스플레이 영역을 통해 보는 이(viewer)에게 도달할 수 있어야 한다. 따라서 디스플레이 영역의 외부 가장자리는 전형적으로 프레임 형태의 빛 불투과성 경계 요소에 의해 마스킹되며, 이에 의해 발광 다이오드로부터 방출된 빛이 디스플레이 유닛을 지나서 보는 이에게 도달될 수 없고, 상기한 보는 이에 의해 방해가 되는(disruptive) 밝은 빛 스폿으로 인지될 수 없다.
상기한 경계 요소의 바닥면 상의 빛 불투과성 설계에 추가하여, 이의 최상부 면은 최소 빛 반사를 나타내야 한다. 이와 관련하여, 결과적으로 예를 들어 외부 광원을 필요로 할 수 있는 경계 요소의 최상부 면에서의 빛 반사 방해가 방지되거나, 하우징 내부에서 디스플레이 영역을 통과하는 원치 않는 빛 반사의 경우에 이것은 특히 수직으로부터 많이 벗어나는 시야각(viewing angle)에 대해 방해가 된다.
실제적인 이유로, 채색된 영역 형태의 이러한 종류의 경계 요소를 양면 접착 테이프 내로 통합시키는 것이 합리적이다. 접착 테이프를 사용하면 액정 디스플레이 유닛의 최상부 면이 예를 들어 조명 유닛, 보호용 판 또는 전자 장치의 하우징에 접합된다. 조합된 형태의 접착제 요소 및 경계 요소를 사용함으로써, 설치된 디스플레이 시스템의 전체 깊이가 감소될 수 있다.
조명 유닛으로부터의 최대 빛 흡수 및 주위 빛으로부터의 최소 반사를 얻기 위해서는, 경계 요소에 대해 특히 흑색의, 더욱 구체적으로는 매트한(matt) 흑색을 사용하는 것이 유리한 것으로 입증되었다. 액정 디스플레이 유닛의 접착제 접합에 있어서, 흑색 영역을 갖는 이러한 종류의 양면 접착 테이프에 대해서는 다수의 다양한 구체예가 알려져 있다.
따라서, 예를 들어 전자 산업에서는 바람직하게는 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 제조된 폴리에스테르 필름 캐리어를 갖는 양면 감압성 접착 테이프가, 이러한 종류의 구성을 갖는 감압성 접착 테이프가 특히 만족스럽게 다이컷(diecut)될 수 있기 때문에 사용되고 있다. 상기 폴리에스테르 캐리어는 색채 입자, 예컨대 카본 블랙 또는 다른 흑색 안료를 사용하여 착색된다. 그러나, 상기 감압성 접착 테이프의 캐리어는 임의적으로 두꺼워지도록 설계될 수 없는데, 그 이유는 그렇게 했을 경우 접착 테이프의 가요성이 나쁘게 감소될 수 있기 때문이다. 따라서, 캐리어 필름을 더욱 두껍게 만드는데 더 많은 양의 색채 입자가 필요할 것이고 이는 차례로 접착 테이프의 가요성을 손상시킬 것이기 때문에, 전체로 캐리어 층 내로 혼입될 수 있는 색채 입자의 최대 량에는 제한이 있다. 결론적으로, 이러한 종류의 감압성 접착 테이프는 빛을 완전히 흡수하지 않는 대신, 빛의 특정 부분을 투과시키고, 이는 특히 강한 광원, 다르게 말하면 600 Cd 초과의 광도를 갖는 광원의 경우에는 파괴적이다.
더 많은 빛 흡수는 2겹 캐리어(이하에서, 약어 흡수 및 투과는 스펙트럼의 가시 영역으로부터의 빛의 흡수 및 투과를 설명하는데 사용된다)를 포함하는 감압성 접착 테이프 시스템을 사용함으로써 달성될 수 있다. 2겹 캐리어는 전형적으로 공압출에 의해 생성되는데, 이 공압출에서는 목적하는 기계적 안정성을 얻기 위한 캐리어 물질 자체, 및 빛 흡수를 얻기 위한 흑색 물질이 동시에 압출되어 2겹 캐리어를 생성한다. 그러나, 이러한 종류의 공압출에서는, 하나의 압출된 물질이 다른 것에 접착되는 것을 방지하기 위해 첨가제(블록킹 방지제)를 사용해야 한다. 그러나 이들의 접합력 감소 효과 때문에, 첨가제는 착색된 층 내에 핀홀(pinhole)로 알려진 구멍을 형성시킬 수 있다. 이러한 핀홀은 광학적 결함 부위로 작용하는데, 그 이유는 빛이 이 구멍을 통과할 수 있어 이들 시스템이 또한 전면 흡수를 제공하지 않기 때문이다.
이러한 종류의 공압출된 캐리어에 영향을 미치는 다른 문제는, 2개 층이 먼저 압출기의 다이 헤드에서 별도로 형상화되고 단지 후속하여 접합된다는 것이다. 결과적으로, 각각의 층은 접착 테이프의 목적하는 기계적 안정성을 보장하고 빛을 충분히 흡수하는 특정의 고유 두께를 지녀야 한다. 따라서 단지 비교적 두꺼운 이중 캐리어가 공압출에 의해 생산될 수 있고 그래서 궁극적으로 접착 테이프의 가요성은 작고 그에 따라 이 테이프는 서로 접합될 표면의 형태에 대해 단지 불량하게 순응할 수 있다. 이중 캐리어의 다른 단점은, 사용된 접착제 각각이 공압출된 캐리어의 상이한 최상부 면으로 접합되는 정도가 달라서 양면 접착 테이프가 일반적으로 더 낮은 기계적 하중 보유 능력을 갖는 원치 않는 취약점, 즉 캐리어와 하나의 접착제 사이에 접합 영역을 지닐 수 있다는 것인데, 왜냐하면 후자의 문제의 경우에 캐리어 상의 접착제의 고정이 더 불량하기 때문이다.
외측으로부터 입사된 빛에 대한 완전한 흡수 능력을 갖는 감압성 접착 테이프의 추가의 하나의 구조에서, 캐리어의 일 측면 또는 양 측면은 흑색 광택제 층을 보유한다. 이러한 시스템은 상기한 2개 시스템의 장점과 단점을 모두 갖는다: 한편으로는, 검은 층 내에 핀홀이 발생되기가 쉬운데, 이 핀홀은 필름의 압출 동안 블록킹 방지제를 사용함에 의해 생성되며, 다른 한편으로는 빛의 흡수가 일반적으로 완전하지 않은데 그 이유는 접착 테이프의 기계적 특성에 대체로 유해한 변형을 일으키지 않도록 하기 위해 단지 비교적 얇은 광택제 층이 적용될 수 있기 때문이다. 따라서 이러한 방법을 사용하면, 완전한 전면 빛 흡수가 보장될 수 없다.
또한, 추가 인자는 액정 디스플레이의 일반적인 기술 개발을 고려해야 한다는 것이다. 따라서, 더 높은 해상도를 갖는 더 많은 디스플레이 영역이 점점 더 요구되고 있으며, 이러한 디스플레이 시스템은 그 자체만으로 중량이 더 가벼워야 하고 더 평탄해야 한다. 이에 의해 상기 디스플레이 시스템의 기술적 설계에서 급격한 변화가 일어난다. 따라서, 광원과 액정 디스플레이 유닛 사이의 거리는 더 좁아져야 한다. 그러나, 결과적으로 마찬가지로 음영진 영역 내로 더 많은 빛이 방출된다. 이러한 빛은 음영진 부분을 통해 장치 밖으로 이동한다. 이를 방지하기 위해, 비교적 높은 흡수력을 갖는 접착 테이프가 필요하다. 또한, 디스플레이 시스템의 치수가 더 큰 경우에는, 이러한 테이프는 비교적 높은 기계적 안정성을 지녀야 한다.
빛 손실을 전체적으로 최소화시키고 그에 따라 디스플레이 콘트라스트를 증가시키기 위해서는, 또한 조명 유닛과 접하는 접착 테이프 면이 매우 반사성이 되게 하는 것이 합리적이다. 또한 고도로 반사성인 코팅을 이용하는 경우에, 전형적으로 사용되는 캐리어 층 블록킹 방지제가 고도의 반사성 코팅 내에 구멍을 형성시켜 결과적으로 반사된 이미지에서 불균등을 야기할 수 있다는 문제가 발생한다.
현재의 디스플레이 시스템에서는, 하기한 고도의 반사성 코팅의 2개의 상이한 구체예가 존재한다: 접착 테이프의 측면이 백색일 수 있거나 금속성으로 반사될 수 있다. 상기한 두 시스템은 모두 장점 및 단점을 갖는다.
백색이 사용되는 경우에, 백색 층 내에 조사된 빛의 확산 산란이 존재한다. 이러한 종류의 백색 층의 장점은, 기술적으로 말해서 접착 테이프 내에 생성시키기기 용이하다는 점이다. 예를 들어, 백색 층은 캐리어 일 측면 상의 추가의 백색 광택제 층일 수 있다. 그러나, 접착제 코팅이 적합한 색채 입자를 첨가함으로써 착색되면, 백색 층은 또한 접착제 코팅 자체에 의해 나타날 수도 있다.
색채 층이 오로지 백색 안료만을 포함하는 경우에, 흡수 과정은 없고 백색 층에 의해 산란된 빛의 세기는 조사된 빛의 세기와 동일하다. 그러나, 산란 정도는 산란된 빛의 파장에 의존하기 때문에, 더 짧은 파장을 갖는 백색 광 내 성분(예를 들어 청색 광)은 더 긴 파장을 갖는 성분(예를 들어, 적색 광)보다 더 많이 분산된다. 레일리 산란으로 공지된 이러한 효과는 특정의 시야각에서 산란된 백색 광에 대해 엷은 황색을 나타내게 되는데, 이는 빛의 청색 성분이 더욱 잘 산란되기 때문이다. 결과적으로, 반사된 빛의 색채 농도에서 국소적인 차이가 존재하고 이에 따라 또한 반사된 이미지에서 색채의 불균등이 발생한다.
금속성의 반사되는 층은 조사된 빛이 직접 반사된다는 이점을 제공하며, 산란된 빛은 시야각 의존적으로 분산되지 않는다. 그러나, 이러한 종류의 시스템에는, 상기 접착 테이프의 저장, 수송, 가공, 배치 또는 접착제 접합 동안에 쉽게 일어날 수 있는 주름이 형성되기 쉽고, 반사된 이미지에서 광도의 불균등한 분포를 야기할 수 있다.
한 면이 고도로 반사성이고 다른 면이 빛 불투과성인 양면 접착 테이프를 갖는 액정 디스플레이 시스템의 일 예가 도 1에 도시되어 있다.
광 도파관(7)에서 편향되는 광원(4)으로부터의 광 빔(5)은 액정 디스플레이 유닛(1)을 통과하고 종국적으로 전자 장치의 하우징(9)으로부터 보는 이에게로 이동한다. 광원(4)의 빛 수득량(luminous yield)을 증가시키기 위해, 하우징(9)의 후면 내부 벽은 접착제 코팅(6)에 의해 하우징에 고정되는 반사성 호일(8)을 갖는다.
조명 유닛의 광 도파관(7)은 양면 접착 테이프에 의해 액정 디스플레이 유닛(1)으로 접합된다. 상기 양면 접착 테이프는 흑색의 빛 불투과성의 캐리어 필름(10)으로 구성되는데, 상기 캐리어 필름(10)의 바닥면은 금속성의 반사되는 층(2)을 포함하며 이 캐리어 필름(10)은 2개의 접착제 층(3)을 통해 광 도파관(7)의 최상부면 및 액정 디스플레이 유닛(1)의 바닥면에 접합된다.
양면 접착 테이프는 흑색으로의 착색 및 금속 함유의 결과로, 액정 디스플레이 유닛(1)의 전체 면적을 가시 영역(B) 및 음영 영역(A)으로 세분하여 경계 요소로 작용하게 하는 프레임 형태의 다이컷 형태를 취한다.
착색되고/되거나 금속화된 접착 테이프의 여러 구체예가 디스플레이 장치의 접착제 접합에 대한 문헌에 기재되어 있다. 이에 따라, JP 2002-350612호는 액정 디스플레이 시스템에 대한 양면의 반사성 접착 테이프를 개시하고 있다. 상기 접착 테이프는 이의 한측 또는 양측이 금속성 필름으로 코팅된 캐리어를 포함하는데, 상기 캐리어는 또한 착색될 수 있다. 그러나, 이러한 종류의 접착 테이프는 오로지 반사성 특성만을 지니므로, 전면에 걸쳐 빛을 완전하게 흡수하는 동시에 비반사성인 측면은 생성되지 않는다.
WO 2006/058910호 및 WO 2006/058911호에는, 한 면이, 그 위에 감압성 접착제의 흑색 층이 배열되고 상기 감압성 접착제의 흑색 층 위에 감압성 접착제의 투명 층이 배열되는 금속성 층에 의해 커버되는 캐리어로 구성되는 양면 접착 테이프의 사용이 개시되어 있다. 금속으로 코팅되지 않는 캐리어의 면 상에서, 접착 테이프에는 추가의 감압성 접착제 층이 제공된다. WO 2006/058910호에 기재된 시스템에서 접착제는 백색이지만 WO 2006/058911호에 기재된 시스템에서 접착 테이프는 투명하고 캐리어가 백색이다.
또한, WO 2006/133745호에는 일측이, 그 위에 흑색 감압성 접착제 층이 배열되고 차례로 투명한 감압성 접착제 층을 포함하는 금속 층으로 커버된 투명한 캐리어로 구성되는 양면 접착 테이프의 사용이 개시되어 있다. 금속으로 코팅되지 않은 캐리어 측 상에서, 접착 테이프는 백색의 감압성 접착제 층과 함께 그 위에 투명한 감압성 접착제 층을 갖는다.
세기 분포에 대하여 상기 기술된 문제에 추가하여, 고도의 반사성 층이 광 경로에서 투명한 접착제 코팅의 하류에 배열되는 접착 테이프는 평행하게 반사된 빛 때문에 빛 손실을 나타낸다.
평행하게 반사된 빛은, 외측으로부터의 빛이 접착제에 평탄하게, 다시 말해 수직으로부터 많이 벗어나는 낮은 입사 각에서 유입되는 경우에 나타난다. (일반적으로 통상적인) 접착제가 빛이 빠져나오는 광 도파관보다 더 낮은 굴절 지수를 갖는 경우에, 접착제로의 전이(transition)는 수직으로부터 멀리 빛의 굴절을 동반하므로 빛은 광 도파관을 떠나는 각도에서보다 낮은 각도에서 접착제 코팅으로 들어간다. 결과적으로, 금속성의 반사되는 층에서 반사된 빛은 또한 접착제 내로 진입되는 경우보다 더 작은 각도에서 접착제와 광 도파관 사이의 경계 표면에 부딪힌다.
입사각은 어느 경우에서든지 작기 때문에, 각도에서의 추가 감소는 전체 반사의 한계 각도보다 더 작아지게 될 수 있고, 그 결과 빛이 경계 표면에서 반사된다. 따라서 반사된 빛은 접착제 코팅을 떠날 수 없게 되고, 상기 층의 주 길이에 평행하게, 평행하게 반사된 빛으로서 2개의 경계면 사이에서 반사된다. 평행하게 반사된 빛이 접착제와 광 도파관 사이에서의 경계 층의 결과로 시트형상 요소를 더 이상 떠날 수는 없지만 그 대신 접착제 코팅의 말단 면에서는 떠날 수 있기 때문에, 이에 의해 디스플레이 장치의 빛 수득량이 전반적으로 감소되게 된다.
따라서, 본 발명의 과제는 동시에 빛의 전면 흡수를 제공하는 하나의 비-반사성 측면, 및 하나의 고도의 반사성 측면을 구비한 양면의 접합가능한 시트형상의 요소로서, 이 요소는 상기 약술된 단점을 해소하고 더욱 구체적으로는 시트형상 요소의 가공성 및 접합력에 대해 임의의 부정적인 전체 효과 없이 대체로 높은 세기와 함께 반사된 빛의 균질한 세기 분포를 나타내는 양면의 접합가능한 시트형상의 요소를 제공하는 것이다.
상기 과제는 본 발명에 따라, 제 1 접착제 층이 이의 전체 두께에 걸쳐 2중량% 이상 10중량% 이하, 바람직하게는 4중량% 이상 8중량% 이하의 질량 분율에서 백색 안료를 함유하는, 서두에서 특정된 유형의 시트형상 요소에 의해 달성된다. 이러한 종류의 접착제는 완전히 투명하지도 완전히 백색을 나타내지도 않지만, 그 대신 약하게 반투명한 백색의 설계로 되어 있다.
두개의 반사 시스템, 즉 금속성의 반사되는 금속화 층 및 반투명-백색의 접착제 층을 조합적으로 사용함으로써, 하나의 반사 시스템을 사용하는 경우의 이점이 나머지 하나의 반사 시스템의 단점을 보상하도록 사용되므로, 이러한 상승작용성의 상호 효과로부터, 시야각과는 독립적인 균일한 세기 분포를 나타내는 고도의 반사성 코팅이 얻어진다.
백색의 반투명 접착제 층의 사용으로부터, 백색 접착제 층(즉, 함유되는 백색 색채 안료 때문에, 특정 두께의 층에 대해 1% 미만의 조사된 빛을 투과시키는 접착제 층)에 비해, 파장 의존적인 산란 과정이 덜 빈번하게 일어나고 따라서 심지어 낮은 시야각에서조차 산란 과정의 결과로 색채 왜곡(특히 황색의 엷은 색조)의 입사가 시각적으로 감소되는 이점들이 제공된다.
더욱이, 백색의 반투명한 접착제의 사용은 투명한 접착제에 비해, 조사된 빛이, 접착제를 침투하고, 금속화 층에서의 파장과는 독립적으로 반사되며, 시트형상의 요소로부터 다시 배출되는 이점을 제공한다. 이러한 빛은 약간 뿌연 접착제 층에서는 거의 산란되지 않으므로, 이것은 금속화 층에서 중단과 함께 일어날 수 있는 종류의 조명(산광기 장치) 세기에서 국소적인 불균등을 보상한다.
추가 인자는 상기 두개의 반사 시스템의 조합으로 전체적으로 얻어질 수 있는 빛 수득량이 증가한다는 것인데, 이는 전체로 반사된 빛의 비율로 평행하게 반사된 빛 부분이 감소되기 때문에 그러하다. 접착제의 약하게 산란되는 설계의 결과로, 본 발명의 시트형상 요소에서 평행하게 반사된 빛의 일부가 산란되는 중심에서 확산되면서 전환되어 전체 반사 각도보다 큰 각도(특히)에서 경계 표면에 부딪히고, 그에 따라 접착제를 떠날 수 있게 되고, 결과적으로 광도(빛 수득량)가 전체적으로 증가하게 된다.
또한 본 발명에 따른 시트형상 요소의 설계는, 이러한 종류의 반투명한 백색 접착제가 또한 자외선(UV)의 스펙트럼 범위로부터의 파장을 갖는 빛에 의해 균일하게 조명될 수 있다는 이점을 제공한다. 반투명한 백색의 접착제가 조사된 UV 광의 적어도 일부를 투과시킨다는 사실로 말미암아, 시트형상의 요소를 제작하는 경우에 캐리어로 접착제를 도포한 후에 UV 후경화 작업에서 이 접착제의 점도를 증가시킬 수 있는데, 이러한 작업은 특히 백색 접착제의 경우는 단파 UV 광의 특히 높은 산란도로 인해 접착제의 전체 부피에 대해서는 가능하지 않다.
그러나, 이로운 효과는 오로지 고도로 반사성인 측면에 있는 2개의 기능성 층의 조합으로부터가 아니라 마찬가지로 강력하게 흡수성인 시스템에 대하여 2개의 기능성 층의 조합으로부터 나타나는 것이다: 흑색 층과 금속화 층을 함께 사용하여 시트형상 요소의 일부에 대한 전면의 완전한 흡수가 보장된다. 광학적 결함은 시트형상 요소 내에서 통계적으로 낮은 면적 밀도로 분포된다. 따라서 층 중 하나가 광학적 결함을 갖는 경우 이 층을 통과하는 빛은 대체로 시트형상 요소를 통과할 수 없는데, 이는 하나의 층이 한 개의 구멍을 갖는 경우 다른 층이 마찬가지로 동일 위치에 하나의 구멍을 가질 가능성이 작기 때문이다.
더욱이, 특정 배열은, 빛의 대부분이 매우 높은 광도가 나타나는 시트형상 요소의 측면 상에서 반사되고 단지 매우 작은 부분은 흡수되어 결과적으로 빛 흡수의 결과로 흑색 층의 상당한 가열이 방지되게 한다; 만약 그렇지 않으면 상기 가열은, 예를 들어, 열 팽창 계수에서의 차 또는 흑색 층의 연화 또는 열 분해의 결과로 시트형상 요소의 개별 층 사이에서의 응력에 대하여 접착제 접합의 열에 의한 열화를 초래할 수 있을 것이다.
흑색 층을 사용함으로써 균일한 외관이 가능해지고 동시에 반사된 주위 빛을 감소시킬 수 있다. 또한, (예를 들어 흑색으로 착색된 접착제 층이 아닌 흑색 층이 사용되기 때문에) 주위 빛의 세기가 강한 상황에서 흡수의 결과로 접착제가 두드러지게 가열되고, 온도와 관련한 접착제 점도의 감소로 인하여 점착력 손실이 방지되는데, 상기한 점착력 손실은 전체 접착제 접합 강도에 유해한 영향을 미칠 것이다.
시트형상 요소가 흑색 층으로 카본 블랙 입자 및/또는 흑연 입자를 포함하는 경화된 중합체 매트릭스를 포함하는 것이 유리하다. 경화된 중합체 매트릭스를 이용하면 흑색 층이 높은 빛 흡수를 나타내는 고도의 기계적으로 안정한 시트형상 요소가 생성된다. 중합체 매트릭스를 통해 특히 하중을 지닌 연결(load-bearing connection)이 흑색 층과 캐리어 사이에서 그리고 동시에 흑색 층과 접착제 사이에서 또한 생성된다. 흑색으로 만드는데 사용된 색채 입자로서 적어도 실질적으로 탄소로 구성된 입자를 구체적으로 선택함으로써, 추가 이점이 얻어진다. 예를 들어, 이러한 입자들은 그러한 시트형상 요소의 생산 및 사용 동안에 일어날 수 있는 많은 부식 과정(예를 들어 용매, 빛, 수분, 공기 등으로의 노출의 결과로)에 대해 비독성이며 고도로 안정할 뿐 아니라, 이들 입자들은 또한 중합체 매트릭스에 대해 친화성일 수 있어서, 결과적으로 흑색 층 자체는 또한 높은 내부 안정성을 갖는다.
이러한 맥락에서 흑색 층이 300nm 내지 800nm 범위 내 파장에서 0.5% 미만, 바람직하게는 0.1% 미만, 더욱 바람직하게는 0.01% 미만의 투과율을 갖는 것이 특히 유리하다. 이의 결과로, 특히 높은 빛 흡수율을 갖는 흑색 층이 얻어진다. 카본 블랙 입자 및/또는 흑연 입자가 흑색 층으로서 중합체 매트릭스 내에 사용되면, 또한 색채 입자는 20중량% 초과의 질량 분율로 중합체 매트릭스 중에 존재할 수 있다. 이와 관련하여, 사용된 특정 카본 블랙 및/또는 흑연의 입도 및 흡광 계수와는 독립적으로, 충분히 높은 빛 흡수가 보장된다.
캐리어는 유리하게는 PET 필름일 수 있다. 이 물질은 특히 우수한 가공성 및 안정성 및 또한 높은 광학적 투명성(예를 들어 가시 범위 내 접착제 접합의 경우에) 때문에 디스플레이 장치에 대해 적합하다.
또한 유리하게는 금속화 층과 접촉하는 캐리어 최상부 면은 4000ppm 미만, 바람직하게는 500ppm 미만의 블록킹 방지제 함량을 갖는다. 이와 관련하여, 임의의 광학적 결함(핀홀)의 발생이 추가로 감소될 수 있다. 금속화 층과 접촉하는 PET 필름의 최상부 면이 높이 400nm 이하의 상승부를 갖는 텍스쳐링을 지니는 경우, 특히 높은 등급의 시트형상 요소가 얻어진다. 캐리어의 최상부 면의 이러한 구체적인 설계로 말미암아, 캐리어의 이러한 측면 상에 블록킹 방지제인 첨가제가 전혀 필요하지 않는데, 그 이유는 3차원 텍스쳐링이 물질의 블록킹을 효과적으로 차단하기에 충분하기 때문이다.
더욱이, 금속화 층은 알루미늄 또는 은의 금속 층 및/또는 금속성-광택제 층을 포함할 수 있다. 금속성 광택제 층 또는 금속성 층의 구현을 통하여, 통상적인 공정 수단에 의해 생산될 수 있는 고도의 반사성 코팅을 얻을 수 있다. 이러한 금속화 층에 대해 특히 적합한 물질은 은 및 알루미늄을 포함하는데, 이는 상기한 두가지 물질이 매우 안정적이며 또한 이 파장 범위에서의 흡수에 대한 어떠한 큰 파장 의존성 없이 빛 스펙트럼의 가시 영역으로부터 높은 빛 반사도를 제공하기 때문이다. 예를 들어 알루미늄은 90% 초과의 반사율을 나타내는 반면, 99.5% 초과의 반사율을 나타내는 은은 사실상 모든 금속 중에서 가장 높은 빛 반사율을 나타낸다.
본 발명의 다른 과제는 액정 디스플레이 요소, 보호용 요소, 및 프레임 요소를 포함하는 액정 디스플레이 시스템을 제공하는 것으로서, 상기 시스템은 특히 균일하고 강렬한 밝기의 디스플레이를 나타낸다. 이는 상기 요소들 중 둘 이상을 접착제로 접합시키기 위해 본 발명의 시트형상의 요소를 사용함으로써 실현될 수 있다.
종국적으로, 본 발명으로부터 높은 콘트라스트를 갖는 액정 디스플레이 시스템의 저렴한 생산이 가능해야 한다. 이는 제 2 접착제가 액정 디스플레이 요소의 표면에 접합되는 경우 본 발명의 시트형상 요소를 사용함으로써 가능해진다. 따라서, 제 2 접착제가, 예를 들어 보호용 요소, 프레임 요소 또는 하우징 요소에 대한 액정 디스플레이 시스템의 추가 요소에 접합된다.
따라서, 본 발명은 감압성 접착제 시트형상 요소를 추가로 제공한다. 본 명세서의 목적상 시트형상 요소는 실질적으로 2차원의 길이를 갖는 모든 통상적이며 적합한 구조를 포함한다. 이들은 접착제 접합을 가능케 하고, 접착제 시트, 접착 테이프, 접착제 라벨 또는 형상화된 다이컷으로서 다양한 형태, 특히 가요성 형태를 취할 수 있다. 감압성 접착제 시트형상의 요소는 단지 약간의 압력을 인가함으로써 접합될 수 있고 기판으로부터 잔여물을 남기지 않고 다시 제거될 수 있는 시트형상의 요소이다. 이러한 목적을 위해, 시트형상의 요소의 양면 상에는 접착제가 제공되며, 이 접착제는 동일하거나 상이할 수 있다.
본원의 경우에 시트형상의 요소는 캐리어를 구비한다. 그러나, 본 발명에 따른 수단은 본 발명의 구상을 벗어나지 않는 범위 내에서, 캐리어를 갖지 않는 시트형상의 요소로 전환될 수 있다. 따라서 이러한 종류의 캐리어 비함유 시트형상 요소는 본 발명의 견지에서 동등한 것으로 여겨진다.
본 발명의 시트형상 요소는 액정 디스플레이 시스템을 생산하도록 더욱 구체적으로는 액정 디스플레이 요소, 보호용 요소 및 프레임 요소를 접착제로 접합시키는데 사용된다.
액정 디스플레이 시스템은 정보를 표시하도록 작용하며 이 목적을 위해 이의 디스플레이 모듈로서 액정 디스플레이 요소를 갖는 기능성 장치이다. 이 디스플레이 시스템은 장치의 작은 부분일 수 있거나 자립형 장치로서 설계될 수 있다.
액정 디스플레이 요소는 그 위에 특정 정보, 예컨대 측정치, 작업 상태, 저장되거나 수신된 데이터 등이 표시되는 디스플레이 영역을 포함하는 기능성 유닛이다. 일반적으로 디스플레이 표면으로서 구성되는 디스플레이 영역 상의 디스플레이는 액정(LCD)에 기초하여 이루어진다.
외부 효과에 대한 보호를 위해, 디스플레이 표면은 일반적으로 투명한 부서짐방지 보호용 요소로 커버되고, 상기 표면은 실제로 그러한 요소에 빈번하게 접합된다. 또한, 프레임 요소는 액정 디스플레이 요소에 기계적 안정성을 제공한다; 이들은 마찬가지로 액정 디스플레이 요소를 상응하는 하우징 내로 혼입시키는데 사용될 수 있다. 본 발명의 디스플레이 시스템은, 액정 디스플레이 요소, 보호용 요소 및 프레임 요소 뿐만 아니라, 추가의 부품, 예컨대 하우징 요소 및 디스플레이 기능을 조절하고 제어하기 위한 요소를 포함할 수 있다.
본 발명의 시트형상 요소는 개별 층의 구체적으로 규정된 순서를 갖는다. 이 시트형상 요소는 캐리어를 지니는데, 이는 이의 측면 중 하나에 제 1 접착제 층, 및 제 2 측면 상에 금속화 층을 갖는다. 금속화 층 상에는 흑색 층이 배열되는데, 이 흑색 층은 제 2 접착제 층을 갖는다. 이러한 문맥에서 사용된 층은 적어도 실질적으로 2차원으로 연장되는 임의의 배열을 의미하며, 이는 적어도 대략적으로 시트형상 요소의 주 길이 방향으로 평행하다.
여기서 기술된 층에 추가하여, 시트형상 요소의 구조는 추가 구성요소를 가질 수 있다; 이에 따라, 추가 층들이 상기한 층들 상에 또는 이들 사이에 배열될 수 있는데, 이러한 추가 층들은 시트형상 요소의 구체적인 요건 프로파일에 따라 추가의 기능을 제공할 수 있다. 이들은 예를 들어, 접합 프로모터, 프라이머, 전도성 또는 절연성 층, 추가의 색채 층, 보호용 층 등일 수 있다. 그러나 본 발명의 견지에서, 서로에 대한 층의 상대적 순서는 시트형상 요소의 본 발명의 효과가 보장될 수 있도록 대체로 기술된 형태로 유지된 채로 남아있는 것이 중요하다.
더욱이, 여기서 기술된 구성에 추가하여 본 발명의 시트형상 요소는 마찬가지로 층 배열이 이러한 특정 구성과 다르고 특정 층이 심지어는 없을 수도 있는 개별 구역을 가질 수 있다. 이것은 예를 들어, 본 발명의 시트형상 요소가 프레임 형태가 아닌 형태로 설계되어 디스플레이 요소를 단지 디스플레이 표면의 음영진 영역에 있는 보호용 판에 접합시키는 대신, 디스플레이 요소를 전체 디스플레이 표면 위, 즉 디스플레이 요소의 음영진 영역 및 가시 영역 모두에 있는 보호용 판에 전면 접합을 위해 설계되는 경우일 수 있다. 이를 위해, 단지 접착제 접합에서 음영진 영역 상에 배열되는 구역에서 상기한 본 발명의 구조를 갖는 시트형상 요소를 사용할 수 있는 반면, 접착제 접합의 디스플레이 표면의 가시 영역(실제 디스플레이 부분 위)에 배열되는 구역에서는, 상기 시트형상 요소는 완전히 투명하므로, 그에 따라 금속화 층도 흑색 층도 갖지 않고 또한 캐리어도 접착제도 착색되지 않는다. 그러나 본 발명의 구상과 관련하여서는, 일반적으로 디스플레이 표면의 가장자리에서 프레임 형태로 배열되는 본 발명에 따른 구조가 임의의 경우에 디스플레이 표면의 음영진 영역에서 실현되는 이러한 종류의 시트형상 요소를 사용하는 것이 중요하다.
본 발명의 목적에 있어서, 캐리어는 사용된 접착제에 대한 기계적 지지체로서 시트형상 요소의 기계적 안정성을 부여하는 실질적으로 시트형상의 필름 또는 호일을 의미한다. 캐리어는, 투명하거나 착색될 수 있는 당업자에게 공지된 임의의 호일 또는 필름 물질, 예를 들어 중합체, 예컨대 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드 또는 불소화된 중합체로 구성될 수 있다. 통상적인 중합체 필름의 사용에 추가하여, 또한 하나 이상의 선택 방향(preferential direction)을 갖는 그러한 중합체 필름을 사용할 수 있다; 이들 중합체 필름은 예를 들어 한 방향 또는 두 방향으로 신장시킴으로써 생산될 수 있는데, 이 예로 이축 연신 폴리프로필렌(BOPP)을 들 수 있다. 우수한 다이컷 성형성(diecutability)을 고려하였을 때 폴리에스테르 필름, 예컨대 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 또는 폴리부틸렌 테레프탈레이트가 추가로 특히 적합하다. 상기 캐리어는 각각의 경우에 개별적으로 또는 예를 들어 다층 적층된 필름으로서 조합된 중합체 필름을 포함할 수 있다.
이들의 생산에 대한 고유한 특징으로, 캐리어 필름은 일반적으로 압력 및 온도 하에서 평탄한 중합체 필름의 점착(블록킹)을 방지하여 그에 따라 둘 이상의 필름 웹이 함께 점착되어 블록 형성을 방해하도록 의도되는 첨가제를 함유한다. 이러한 종류의 첨가제는 블록킹 방지제로 지칭된다. 이들은 통상적으로 예를 들어 비접합성이어서 접합력 감소 스페이서로 작용하는 열가소성 중합체 내로 통상적으로 혼입되거나 여기에 적용된다. 예를 들어 PET 필름의 생산 과정을 위해, 그에 따라 실리콘 디옥사이드, 제올라이트 및 규산 초크 또는 블록킹 방지제로서의 초크가 사용된다.
그러나 본 발명의 시트형상 요소에 있어서, 블록킹 방지제를 함유하지 않거나 이 블록킹 방지제를 단지 매우 작은 분율로만 함유하는 캐리어를 사용할 수 있다. 그럼에도 불구하고 필름 웹의 블록킹을 방지할 수 있기 위해서는, 다른 수단이 필요하다. 따라서, 예를 들어 제조 직후에 열 변형가능한(열가소성) 필름이 임시 캐리어 또는 공정 필름에 도포될 수 있는데, 이들 필름은 자체적으로는 열 변형성이 아니고 그 위의 열가소성 필름은 권취되기 전에 냉각될 수 있다. 이에 의해 2개의 열가소성 필름 층이 냉각 과정 동안에 서로 직접적으로 접촉하게 되는 것이 방지된다. 결과적으로, 열가소성 필름 물질은 블록킹될 수 없다. 이러한 종류의 임시 캐리어 필름은 열가소성 필름 물질과 함께 권취될 수 있다.
필름의 블록킹을 방지하기 위한 다른 수단은 예를 들어 필름의 최상부 면의 일측 또는 양측에 텍스쳐링(texturing)을 제공하는 것이다. 이것은 예를 들어 몇 나노미터의 범위, 전형적으로는 400nm의 최대 높이의 수직 치수를 갖는 텍스쳐링 형태를 취할 수 있다. 이러한 나노미터 크기의 구조는 예를 들어 엠보싱에 의해서와 같은 통상적인 형상화 기법을 이용하여 적용될 수 있다. 이러한 나노구조의 도움으로, 규정된 거칠기가 캐리어 필름의 최상부 면 상에 정교하게 생성되며, 이에 의해 이들의 광학 특성, 예컨대 투명도에 유해하게 영향을 미치지 않으면서 필름의 블록킹이 방지된다. 이러한 종류의 텍스쳐링은 캐리어의 전면에 걸쳐 또는 단지 국소적으로만, 즉 캐리어 표면 상의 개별 위치에 제공될 수 있다. 나노구조를 형성시키는 대신에, 필름 표면의 거칠기가 정교하게 증가되는 임의의 요망되는 다른 방법을 이용할 수도 있다. 이에 따라, 예를 들어 필름 캐리어는 가장자리 부분이 천공될 수 있다(미시적으로 또는 심지어는 거시적으로). 이러한 수단을 통하여, 캐리어에 천공된 부분을 형성시킬 수 있는데, 상기한 천공부의 형성은 캐리어가 블록킹되지 않음을 의미한다. 캐리어 필름이 풀려진 후에는 이 영역이 제거될 수 있어서 최종 생성물은 임의의 천공부를 지니지 않는다.
광학적 결함의 발생을 방지하기 위해서, 캐리어는, 그 위에, 캐리어 위에 흡수 층 및/또는 반사 층이 놓이는 측 상에, 단지 매우 낮은 수준의 블록킹 방지제를 지녀야 한다. 본원에서, 예를 들어 이는 금속화 층 및 흑색 층이다. 그러므로 금속화 층과 접하는 이의 최상부 면 상에서, 캐리어는 4000ppm 이하, 바람직하게는 500ppm 미만의 블록킹 방지제 함량을 지니거나 심지어는 블록킹 방지제를 전혀 함유하지 않을 수 있다. 이 면 위에 블록킹 방지제를 분배하여 잠재적인 광학적 결함의 수를 감소시킬 수 있기 위해서는, 여기서의 캐리어의 최상부 면은 바람직하게는 나노엠보싱구조를 나타낸다.
캐리어로서 5㎛ 내지 250㎛의 범위, 바람직하게는 8㎛ 내지 50㎛의 범위, 또는 심지어는 단지 12㎛ 내지 36㎛의 범위 내 두께를 갖는 필름을 사용하는 것이 일반적이다. 기술적인 접착제 특성에 대해서는, 매우 얇은 PET 필름, 즉 두께가 12㎛ 이하인 필름이 바람직하다. 그러한 필름으로부터, 접착제로 접합될 기판의 표면 텍스쳐 및 표면 거칠기에 잘 순응하는 매우 가요성의 시트형상 요소가 생성될 수 있고, 이에 따라 안정한 연결이 가능하다. 이러한 종류의 캐리어를 사용하면, 예를 들어 약 50㎛의 전체 두께를 갖는 시트형상 요소가 생성될 수 있다.
캐리어 필름 상의 광택제 층 또는 금속 층의 고정력을 개선시키기 위해, 필름의 최상부 면을 전처리할 수 있다. 이를 위해, 원칙적으로 접합력을 개선시키는 모든 통상적이며 적합한 방법, 예를 들어 트리클로로아세트산 또는 트리플루오로아세트산을 이용한 최상부 필름 면의 에칭, 예를 들어 정전기적 전처리, 예를 들어 코로나 처리 또는 플라즈마 처리, 또는 예를 들어 사란(Saran)과 같은 프라이머를 사용한 처리를 이용할 수 있다.
캐리어 필름은 투명할 수 있거나, 예를 들어 첨가제로 염료 또는 색채 안료를 필름 물질에 첨가함으로써 색채를 보유할 수 있다. 원칙적으로 당업자에게 공지된 그러한 모든 입자 또는 안료가 적합한데, 예를 들어 백색으로의 착색을 위한 티타늄 디옥사이드 입자 또는 바륨 설페이트 입자, 또는 흑색으로의 착색을 위한 카본 블랙이 있다. 그러나 시트형상 요소의 최적 강도를 보장하기 위해서는, 입자 치수는 캐리어 필름의 두께보다 작아야 한다. 최적의 착색도는 필름 물질의 질량에 대해 5 내지 40중량%의 입자 분율로 달성될 수 있다. 그러나 특히 상기 언급한 매우 얇은 PET 필름의 경우에, 높은 빛 흡수를 얻기 위해서 충분히 다량의 염료 분자 또는 착색제 안료를 이러한 종류의 짧은 광 경로 길이로 폴리에스테르 내부로 끼워넣을 수는 없다. 이는 단지 얇은 PET 필름이 이의 일측 또는 양측 상에 금속화 층을 구비하는 경우에만 실현될 수 있다.
이러한 문맥에서 금속화 층은, 금속성의 빛나면서(즉, 조사된 빛을 반사시키는) 동시에 캐리어 필름 내의 임의의 불균일성 또는 표면 거칠기를 보상하는 층이다. 시트형상 요소의 캐리어 상에 금속화 층을 사용함으로써, 시트형상 요소에 의해 투과되지 않는 빛의 양이 대체로 감소된다. 캐리어는 이의 일측 또는 양측 상에 금속화 층을 구비할 수 있다. 본 발명에 따르면, 금속화 층은 마찬가지로 흑색 층을 갖는 캐리어의 그러한 측 상에 제공된다. 등가의 구체예에서, 금속화 층은 또한 또는 오로지 흑색 층과 마주하는 캐리어의 그러한 측 상에 배치되므로, 금속화 층은 반투명의 백색 접착제와 캐리어 사이에 배치된다. 이에 따라 금속화 층에 대해 얻어진 층 두께는 전형적으로 5nm 내지 200nm의 범위 내에 위치한다.
금속화 층은 임의의 통상적이며 임의의 적합한 방법으로 구성될 수 있다; 금속화 층으로서, 금속성 광택제 또는 금속성 층으로 구성되는 층을 사용하는 것이 일반적이다. 빛의 가시 영역에서의 임의의 파장 의존적인 반사를 피하기 위해, 이러한 목적으로 은 또는 화이트-은 물질을 사용하는 것이 일반적이다. 금속성 광택제로서, 은색 안료 또는 은 입자가 배합된 결합제 매트릭스를 사용하는 것이 일반적이다. 적합한 결합제 매트릭스에는 예를 들어 높은 굴절율 및 높은 투명도를 갖는 폴리우레탄 또는 폴리에스테르가 포함된다. 색채 안료는 대안적으로는 폴리아크릴레이트 매트릭스 또는 폴리메타크릴레이트 매트릭스에 사용된 다음 광택제로 경화될 수 있다. 반사를 향상시키기 위해, 이러한 종류의 광택제 층이 적용되고 경화되고 후속하여 광택을 발산(polish)할 수 있다.
금속 층으로는, 금속, 예컨대 알루미늄 또는 은을 사용하는 것이 일반적이며, 이들 금속은 증기 증착에 의해, 예를 들어 스퍼터링에 의해 필름의 최상부 측에 도포되고, 이러한 목적에 대해서는 물론 내부식성 및 반사 능력의 측면에서 적합한 다른 모든 금속을 사용할 수도 있다. 특히 높은 등급의 광학적 금속화 층을 얻고자 하는 경우에, 증기 증착 방법은 금속을 매우 균일한 평면 층으로 증착시키는 것을 목표로 해야 한다. 이러한 종류의 균일한 층이 예를 들어 금속화를 위한 최상부 면이 블록킹 방지제를 전혀 함유하지 않거나 기껏해야 단지 소량의 블록킹 방지제를 함유하는 캐리어 물질을 이용하여 본 발명에 따라서 얻어질 수 있다. 이러한 목적에 대해 예를 들어, 플라즈마 전처리된 PET 필름은 하나의 작업 단계에서 알루미늄으로 증기 코팅될 수 있다.
흑색 층은 실온에서는 감압성 접착제가 아닌 흑색 광택제 및/또는 실온에서 감압성 접착제가 아닌 흑색 프라이머를 포함한다. 이러한 문맥에서의 흑색 층은 기판에 적용되는 경우에 그 기판에 흑색을 나타냄으로써 빛이 거의 완전하게 또는 적어도 많은 정도로 내부에 흡수되는 임의의 층인 것으로 이해된다. 완성된 전자 장치에서 상기한 흑색 층은 외측 배향으로 사용되기 때문에, 본 발명에 따라서는 주변 빛을 흡수하기 위해 사용된다.
본 발명에 따르면, 흑색 층은 금속화 층에 도포되어 금속화 층이 제 2 접착제에 접합된다. 그러나, 흑색 층을 캐리어에 직접 도포하고 캐리어를 제 2 접착제에 직접 접합시키는 배열이 또한 이와 등가이다. 흑색 층은 일체형의 구성(one-part construction)일 수 있거나, 둘 이상의 개별 층을 지닐 수 있다. 이러한 종류의 흑색 층의 두께는 전형적으로 1 내지 25㎛이다.
따라서, 이러한 종류의 흑색 층이 사용되는 경우, 300nm 내지 800nm의 파장 범위에서의 양면의 접합가능한 시트형상 요소의 투과율은 0.5% 미만, 바람직하게는 0.1% 미만, 및 더욱 바람직하게는 0.01% 미만이어야 한다. 시트형상 요소의 흡수 특성이 주로 흑색 층에 의해 결정되기 때문에, 그에 따라 흑색 층은 상응하는 투과율을 지녀야 한다.
흑색 층은 전형적으로 하나 이상의 색채 보유 광택제 층 또는 프라이머 층을 포함한다. 흑색 광택제 층은 이의 광택제 매트릭스로서 경화되는 결합제 매트릭스를 갖는데, 이 경화되는 결합제 매트릭스는, 예를 들어 흑색 안료가 이 내부로 혼합되는 열경화성 또는 복사선 경화 시스템일 수 있다. 전형적인 광택제 매트릭스로는 예를 들어 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 또는 폴리메타크릴레이트가 있다. 이들은 특정 광택제의 요건 프로파일에 따라 추가 첨가제를 가질 수 있다. 본 발명에 따르면, 제한없이 임의의 적합한 컬러 광택제가 컬러 광택제로 사용될 수 있다.
컬러 광택제 대신에, 흑색 층은 또한 캐리어 필름으로의 접착제 접합력을 향상시키는 작용을 하는 흑색 프라이머일 수 있다. 대안으로, 부가적으로 프라이머로 작용하는 컬러 광택제를 사용할 수 있다. 따라서, 자체적으로 감압성 접착제가 아니어서 접착제로 사용될 수 없는 흑색 층을 사용함으로써, 시트형상 요소로의 접착제의 고정력을 전체적으로 개선시킬 수 있다.
색채 보유 입자로, 흑색 층(즉, 컬러 광택제 또는 프라이머)은 흑색 안료를 포함한다; 유리하게는 이들은 카본 블랙 입자 또는 흑연 입자이다. 흑색 층이 최소의 빛 투과율을 얻기 위해서 20중량% 초과의 이러한 종류의 색채 보유 입자를 함유하는 경우에, 특히 카본 블랙 또는 흑연이 사용되면 전기 전도성이 시트형상 요소의 주 방향에 평행하게 나타날 수 있다. 이와 관련하여 비등방성을 갖는 시트형상 요소가 얻어지며, 이 요소는 정전기 전하의 결과로 전자장치 또는 액정 스위칭 셀에서 전압 파괴를 방지하고 이에 따라 전자 장치가 손상되는 것을 방지하는 능력을 갖는다.
본 발명에 따르면, 시트형상 요소는 제 1 접착제 층 및 제 2 접착제 층을 갖는다. 상기한 제 1 접착제 층은 제 1 접착제를 포함하는 층이다. 제 2 접착제 층은 제 2 접착제를 포함하는 층이다. 제 1 접착제 및 제 2 접착제의 기본 구성 및 기본 조성은 상이하거나 예외적으로 동일할 수 있다.
본 발명에 대해 필수적인 특징으로, 제 1 접착제는 이의 전체 두께에 걸쳐 반투명의 백색을 부여하는 색채 안료를 함유한다; 이는 접착제 내에 2중량% 이상 10중량% 이하, 바람직하게는 4중량% 이상 8중량% 이하의 질량 분율로 백색 안료를 함유시킴으로써 얻어진다. 특수한 적용을 위해, 제 1 접착제는 다른 색채 안료를 추가로 포함할 수 있다; 그러나 이들은 제 1 접착제로부터 구성된 제 1 접착제 코팅을 생성시키지는 않아야 하는데, 이 경우 이의 반투명성 외관은 상실된다. 제 2 접착제는 일반적으로 어떠한 색채 안료도 함유하지 않지만, 특수한 용도에 대해 예를 들어 전자 장치에 특정한 외관을 제공하기 위해서는 임의의 요망된 색채 안료를 함유할 수 있다.
제 1 접착제 코팅은 전형적으로 캐리어에 직접 도포된다; 제 1 접착제가 금속화 층의 표면에 도포되는 배열이 상기의 경우(특히 2개의 금속화 층을 이용하는 경우 캐리어의 각 측면 상에 하나씩)와 동일하다. 제 2 접착제 코팅은 흑색 층에 직접 도포된다. 본 발명에 따르면, 제 2 접착제 코팅의 금속화 층으로의 직접 도포 또는 심지어 캐리어 층으로의 직접 도포는 배제되어야 한다.
제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅은 전형적으로 5㎛ 내지 250㎛의 범위 내 층 두께를 갖는다. 제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅은 추가로 이들의 층 두께의 측면에서 구성이 동일할 수 있거나 상이할 수 있다.
제 1 및 제 2 접착제는 각각 감압성 접착제이다. 감압성 접착제는 단지 비교적 온화하게 인가된 압력 하에서 기판으로의 지속가능한 접착제 접합을 허용하며 사용 후에는 실질적으로 잔여물을 남기지 않고 기판으로부터 다시 제거될 수 있는 접착제이다. 접착제의 접합력은 이들의 접착제 특성으로부터 비롯되며 제거력은 이들의 점착력으로부터 비롯된다. 원칙적으로, 본 발명에 따르면 모든 통상적이며 적합한 감압성 접착제 시스템을 사용할 수 있다.
제 1 접착제 및 제 2 접착제로, 천연 고무, 합성 고무, 실리콘 또는 아크릴레이트 기재의 감압성 접착제를 사용하는 것이 바람직하다. 물론 예컨대 문헌(참조: "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas(van Nostrand, New York 1989))에 기재된 것과 같은 당업자에게 공지된 다른 모든 감압성 접착제를 사용할 수도 있다.
천연 고무 접착제에 대해서, 각 경우에 사용된 천연 고무는 분쇄되어 첨가될 수 있다. 예를 들어, 천연 고무는 분쇄될 수 있으며, 어느 경우에서도 분쇄는 최대 100,000달톤까지의, 그러나 바람직하게는 500,000달톤 이상의 분자량(중량 평균)으로 실시되어야 한다.
접착제에 대한 출발 물질로 고무 또는 합성 고무를 사용하는 경우에, 다수의 상이한 시스템이 사용될 수 있다. 예를 들어, 천연 고무 또는 합성 고무, 또는 천연 고무 및/또는 합성 고무의 임의의 목적하는 혼합물(배합물)이 사용될 수 있다. 천연 고무는 원칙적으로 모든 입수가능한 등급 및 유형, 예컨대 크레이프(crepe), RSS, ADS, TSR 또는 CV 등급으로부터 선택될 수 있으며, 선택은 일반적으로 요구되는 순도 및 점도의 측면에서의 접착제의 요건 프로파일에 따라 이루어진다.
마찬가지로 임의의 목적하는 합성 고무를 사용할 수 있는데, 하기 합성 고무가 실제로 특히 유리한 것으로 입증되었다: 랜덤하게 공중합된 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 부타디엔 고무(BR), 합성 폴리이소프렌(IR), 부틸 고무(IIR), 할로겐화된 부틸 고무(XIIR), 아크릴레이트 고무(ACM), 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체(EVA), 및 폴리우레탄(각 경우에 개별적으로 및 혼합물로)의 그룹으로부터의 것들.
상기 고무의 특성을 목적에 맞게 조절하기 위해서는, 이들을 첨가제와 혼합할 수 있는데, 그 예로는 가공 특성을 향상시키기 위한 열가소성 엘라스토머가 있고, 이는 첨가제 중에 전체 엘라스토머 분율을 기준으로 약 10중량% 내지 50중량%의 중량 분율로 존재할 수 있다. 순수한 예로, 이 문맥에서 특히 친화성의 스티렌-이소프렌-스티렌 등급(SIS) 및 스티렌-부타디엔-스티렌 등급(SBS)을 참조하길 바란다.
바람직하게는 그러나, 아크릴레이트 기재의 감압성 접착제가 사용된다. 이러한 종류의 접착제는 아크릴 단량체로부터 구성된다. 아크릴 단량체 그룹은 치환되거나 치환되지 않은 아크릴산 또는 메타크릴산의 구조 또는 이들 화합물의 에스테르로부터 유래될 수 있는 구조를 갖는 모든 화합물(이는 총괄적으로 용어 "(메트)아크릴레이트로 칭해짐)로 구성된다. 이러한 단량체는 일반식 CH2=C(R')(COOR")으로 표시될 수 있으며, 여기서 라디칼 R'는 수소 원자 또는 메틸 기일 수 있고 라디칼 R"은 수소 원자일 수 있거나 또는 포화, 분지되지 않거나 분지되고, 치환되거나 치환되지 않은 C1 내지 C30 알킬 기의 그룹으로부터 선택된다.
이러한 감압성 접착제의 (메트)아크릴레이트 기재의 중합체는 예를 들어 자유 라디칼 중합으로부터 입수가능하고, 이 중합체는 빈번하게 50중량% 또는 그 초과의 아크릴 단량체 함량을 갖는다.
단량체는 전형적으로 생성되는 중합체 물질이 실온 또는 그보다 높은 온도에서, 도나타스 사타스에 의한 "감압성 접착제 기술의 핸드북"("Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas"(van Nostrand, New York 1989))에 따라 감압성 접착제 특성을 갖는 감압성 접착제(PSA)로서 사용될 수 있도록 선택된다.
(메트)아크릴레이트 PSA는 바람직하게는, 식 CH2=C(R')(COOR"')(여기서, R'는 H 또는 CH3이고 R"'는 H 또는 탄소수 1 내지 20개의 알킬 사슬이다)으로 표시되는 아크릴산 에스테르 및/또는 메타크릴산 에스테르 및/또는 이들의 유리 산을 포함하는 단량체 혼합물의 중합에 의해 얻을 수 있다. 폴리(메트)아크릴레이트는 전형적으로 200,000g/mol 초과의 분자량(몰 질량) Mw을 갖는다.
예를 들어 4 내지 14개의 탄소 원자, 전형적으로는 4 내지 9개의 탄소 원자로 된 알킬 기를 갖는 아크릴산 및 메타크릴산 에스테르를 포함하는 아크릴산 단량체 또는 메타크릴산 단량체를 단량체로 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, n-펜틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-헵틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 베헤닐 아크릴레이트, 및 이들의 분지된 이성질체, 예컨대 이소부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트 또는 이소옥틸 메타크릴레이트가 있지만, 상기 열거로 제한되는 것은 아니다.
사용될 수 있는 다른 단량체는 6개 이상의 탄소로 구성된 가교된 시클로알킬 알콜의 일작용성 아크릴레이트 및 메타크릴레이트이다. 이 시클로알킬 알콜은 또한 예를 들어 C1 내지 C6 알킬 기, 할로겐 원자 또는 시아노 기로 치환될 수 있다. 구체적인 예로는 시클로헥실 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 및 3,5-디메틸어데맨틸 아크릴레이트가 있다.
또한 극성 기, 예를 들어 카르복실 라디칼, 설폰산, 포스폰산, 히드록실, 락탐, 락톤, N-치환된 아미드, N-치환된 아민, 카르바메이트, 에폭시, 티올, 알콕시 또는 시아노 라디칼, 및 또한 에테르 기 등을 갖는 단량체를 사용할 수 있다.
알맞은 염기성의 적합한 단량체의 예로는 1배 또는 2배(singly or doubly) N-알킬-치환된 아미드, 더욱 구체적으로는 아크릴아미드가 있다. 구체적인 예로는 N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드, N-3차-부틸아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐락탐, 디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸 아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 메타크릴레이트, N-메틸올아크릴아미드, N-메틸올메타크릴아미드, N-(부톡시메틸)메타크릴아미드, N-(에톡시메틸)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드가 있으며, 이러한 열거로 제한되는 것은 아니다.
단량체의 추가 예는 가교에 대해 사용될 수 있는 이들의 작용기를 기초로 선택되며, 그 예로는 히드록시에틸 아크릴레이트, 히드록시에틸 메타크릴레이트, 히드록시프로필 아크릴레이트, 히드록시프로필 메타크릴레이트, 알릴 알콜, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 이타콘산, 글리세리딜 메타크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트, 페녹시에틸 메타크릴레이트, 2-부톡시에틸 아크릴레이트, 2-부톡시에틸 메타크릴레이트, 시아노에틸 아크릴레이트, 시아노에틸 메타크릴레이트, 글리세릴 메타크릴레이트, 6-히드록시헥실 메타크릴레이트, 비닐아세트산, 테트라히드로퍼푸릴 아크릴레이트, β-아크릴로일옥시프로피온산, 트리클로로아크릴산, 푸마르산, 크로톤산, 아코니트산, 디메틸 아크릴산이 있고, 상기 열거로 제한되는 것은 아니다.
또한 비닐 화합물, 더욱 구체적으로는 비닐 에스테르, 비닐 에테르, 비닐 할라이드, 비닐리덴 할라이드, α 위치에 방향족 고리 및 헤테로고리를 갖는 비닐 화합물이 단량체로 추가로 고려된다. 여기서, 특정 예, 예컨대 비닐 아세테이트, 비닐 포름아미드, 비닐 피리딘, 에틸 비닐 에테르, 비닐 클로라이드, 비닐리딘 클로라이드 및 아크릴로니트릴이 비제한적으로 언급될 수 있다.
이러한 맥락에서 공단량체 조성물은 또한 PSA가, 단지 온도 노출 및 임의적인 압력 하에서만 감압성 접착제가 되고 접합 및 냉각 후에는 고체화의 결과로 기판에 대한 높은 접합 강도를 나타내게 되는 열 활성화가능한 PSA로서 사용될 수 있도록 선택될 수 있다. 이러한 종류의 시스템은 25℃ 또는 그 초과의 유리 전이 온도 TG를 갖는다.
단량체의 다른 예는 공중합가능한 이중 결합을 갖는 광개시제, 더욱 구체적으로는 노리쉬(Norrish) I 또는 노리쉬 II 광개시제, 예컨대 벤조인 아크릴레이트 또는 아크릴레이트화된 벤조페논(UCB로부터 명칭 에베크릴(Ebecryl) P36®로 시판됨)을 포함하는 군으로부터 선택된 것들일 수 있다. 원칙적으로, UV로 조사되는 경우 중합체 내에서 자유 라디칼 메커니즘을 통해 가교되는 당업자에게 공지된 모든 광개시제를 사용할 수 있다. 사용될 수 있고 그 경우에 하나 이상의 이중 결합으로 작용화될 수 있는 광개시제에 대한 일반적인 개관은 문헌(Fouassier in "Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications" (Hanser-Verlag, Munich 1995; Carroy et al. in "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints" (Oldring (Ed.), 1994, SITA, London)에 주어져 있다.
더욱이, 추가 단량체가 상기한 공단량체에 첨가될 수 있고, 그러한 단량체의 동종중합체는 상대적으로 높은 유리 전이 온도를 보유한다. 적합한 그러한 성분에는 방향족 비닐 화합물, 예컨대 방향족 부분이 바람직하게는 C4 내지 C18 단위의 방향족 코어를 가질 수 있고 임의로 헤테로원자를 함유할 수 있는 스티렌이 포함된다. 그 예로는 4-비닐피리딘, N-비닐프탈이미드, 메틸스티렌, 3,4-디메톡시스티렌, 4-비닐벤조산, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, t-부틸페닐 아크릴레이트, t-부틸페닐 메타크릴레이트, 4-비페닐 아크릴레이트, 4-비페닐 메타크릴레이트, 2-나프틸 아크릴레이트, 2-나프틸 메타크릴레이트, 및 이들 단량체의 혼합물이 있고, 상기 열거로 제한되는 것은 아니다.
일반적으로, 접착제용 조성물은 반응물의 성질 및 비율을 변경시킴으로써 넓은 한계 내에서 가변될 수 있다. 마찬가지로, 추가 생성물 특성, 예컨대 열 또는 전기 전도성은 보조제의 첨가를 통해 신중하게 제어될 수 있다. 이러한 목적을 위해, 첨가제는 제형화를 위한 추가의 성분 및/또는 보조제, 예컨대 가소제, 충전제(예를 들어, 섬유, 속이 꽉 차거나 비어있는 유리 비드, 다른 물질로 제조된 마이크로비드, 실리카, 실리케이트), 핵형성제, 전기 전도성 물질(예를 들어, 도핑되거나 도핑되지 않은 공역화된 중합체 또는 금속 염), 팽창제, 배합제 및/또는 에이징 억제제(예컨대 1차 또는 2차 항산화제), 또는 광 안정화제를 포함할 수 있다. 충전제 및 가소제와 같은 상기한 추가 성분을 지닌 접착제의 제형화 방법은 마찬가지로 당업자에게 공지되어 있다.
접착제의 특정의 기술적인 접착제 특성을 특정 용도로 맞추기 위해서는, PSA를 접합 강도 향상을 위한 수지 또는 점착성 수지와 혼합할 수 있다. 그러한 수지로 사용될 수 있는 수지(점착제 수지로 지칭됨)에는 제한없이 공지되고 문헌에 기재되어 있는 모든 점착제 수지가 포함된다. 전형적인 점착제 수지로는 예를 들어 피넨 수지, 인덴 수지 및 로진(rosin), 이들의 불균형화되고, 수소화되고, 중합되고, 에스테르화된 유도체 및 염, 지방족 및 방향족 탄화수소 수지, 테르펜 수지 및 테르펜-페놀 수지, 및 또한 C5, C9 및 다른 탄화수소 수지가 있다. 이러한 및 추가의 수지는 용도에 따라 생성된 접착제의 특성을 조정하기 위해 개별적으로 또는 임의의 목적하는 조합으로 사용될 수 있다. 일반적으로, 당해 열가소성 물질과 친화성(가용성)인 모든 수지, 더욱 구체적으로는 지방족, 방향족 또는 알킬방향족 탄화수소 수지, 순수 단량체 기재의 탄화수소 수지, 수소화된 탄화수소 수지, 작용성 탄화수소 수지 및 천연 수지를 사용할 수 있다. 기술 상태에 대해서는 특별히 문헌("Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, 1989))을 참고할 수 있다.
본원에서는 중합체에 대해 매우 친화성이 있고 실질적으로 투명한 수지가 합리적으로 사용되도록 해야 한다. 이러한 요건은 몇몇의 수소화되거나 부분 수소화된 수지를 포함하는 수지에 의해 충족된다.
또한 가교제 및 가교용 프로모터를 혼합시킬 수 있다. 전자선 가교 및 UV 가교에 대해 적합한 가교제는 예를 들어, 이작용성 또는 다작용성 아크릴레이트, 이작용성 또는 다작용성 이소시아네이트(블록화된 형태의 것들을 포함하여), 또는 이작용성 또는 다작용성 에폭사이드이다. 더욱이, 열로 활성화가능한 가교제를 반응 혼합물, 예컨대 루이스 산, 금속 킬레이트 또는 다작용성 이소시아네이트에 첨가할 수 있다.
접착제의 임의적인 가교를 위해서는, 임의의 목적하는 적합한 개시제 및/또는 가교제를 접착제에 첨가할 수 있다. 그러므로 접착제는 예를 들어 자외선 광(UV)으로 조사하는 동안 후속하는 가교를 위해 UV 흡수용 광개시제를 함유할 수 있다. 적합한 광개시제의 예로는 벤조인 에테르, 예컨대 벤조인 메틸 에테르 또는 벤조인 이소프로필 에테르, 치환된 아세토페논, 예컨대 디메톡시히드록시아세토페논 또는 2,2-디에톡시아세토페논(시바 게이지로부터 이르가큐어(Irgacure) 651®로 입수가능함), 2,2-디메톡시-2-페닐-1-페닐에타논, 치환된 α-케톨, 예컨대 2-메톡시-2-히드록시프로피오페논, 방향족 설포닐 클로라이드, 예컨대 2-나프틸설포닐 클로라이드, 및 광활성 옥심, 예컨대 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심이 있다.
사용될 수 있는 노리쉬 I 또는 노리쉬 II 유형의 광개시제 및 다른 개시제는 또한 치환될 형태의 것일 수 있고, 이들은 임의의 목적하는 적합한 라디칼을 지닐 수 있는데, 그 라디칼의 예로는 벤조페논, 아세토페논, 벤질, 벤조인, 히드록시알킬페논, 페닐 시클로헥실 케톤, 안트라퀴논, 트리메틸벤조일포스핀 옥사이드, 메틸티오페닐모르폴리노케톤, 아미노케톤, 아조벤조인, 티옥산톤, 헥스아릴비스이미다졸, 트리아진 또는 플루오레논 라디칼이 있으며, 이들 라디칼은 차례로 예를 들어 하나 이상의 할로겐 원자, 알킬옥시 기, 아미노 기 및/또는 히드록시 기로 치환될 수 있다. 이러한 맥락에서 대표적인 개관은 문헌(참조: Fouassier in "Photoinitiation, Photopolymerization and Photocuring: Fundamentals and Applications" (Hanser-Verlag, Munich 1995; Carroy et al. in "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints" (Oldring (Ed.), 1994, SITA, London)에 의해 제시된다.
중합을 위해, 단량체는 생성된 접합가능한 중합체가 실온 또는 그보다 높은 온도에서 PSA(및 임의로 열 활성화가능한 접착제)로 사용될 수 있도록, 더욱 구체적으로는 생성되는 베이스 중합체가 문헌("Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas (van Nostrand, 1989))에 기재된 의미의 감압성 접착제 특성을 갖도록 선택된다. 유리 전이 온도의 목적하는 정도로의 조절은, 이 경우에 예를 들어 중합이 근간으로 하는 단량체 혼합물의 조성을 통해 실현될 수 있다.
PSA에 대해서 25℃ 이하의 Tg의 중합체 유리 전이 온도 TG를 얻기 위해서는, 중합체에 대한 목적하는 유리 전이 온도 Tg 값이 폭스에 의해 제시된 방정식(T.G. Fox, Bull. Am. Phys. Soc. 1 (1956) 123)과 유사한 하기 방정식 (E1)에 따라 얻어지도록 예를 들어 단량체가 선택되고 단량체 혼합물의 정량적 조성이 선택된다.
Figure pct00001
상기 방정식에서, n은 사용된 단량체의 시리얼 넘버를 나타내고, wn은 각 단량체 n의 질량 분율(중량%)이고, Tg ,n은 각 단량체 n의 동종중합체의 각각의 유리 전이 온도(K)이다.
폴리(메트)아크릴레이트 PSA는 그러한 중합체에 대한 통상의 합성 방법, 예를 들어 통상적인 자유 라디칼 중합 또는 제어된 자유 라디칼 중합으로 제조될 수 있다.
자유 라디칼 메커니즘으로 진행되는 중합에 있어서, 중합을 위한 다른 자유 라디칼 개시제, 더욱 구체적으로는 열 분해되는 자유 라디칼 형성 아조 또는 퍼옥소 개시제를 포함하는 개시제 시스템이 사용된다. 그러나 아크릴레이트에 대해 통상적이며 당업자에게 공지된 모든 개시제가 원칙상 적합하다. C 중심의 자유 라디칼의 생성은 예를 들어, 문헌(Houben-Weyl, "Methoden der Organischen Chemie" (vol. E19a, pp. 60-147)에 기재되어 있다. 이러한 방법이 특히 유리하게 사용될 수 있다.
적합한 자유 라디칼 개시제 시스템의 자유 라디칼 공급원의 예로는 예를 들어 퍼옥사이드, 히드로퍼옥사이드, 및 아조 화합물, 예를 들어 칼륨 퍼옥소디설페이트, 디벤조일 퍼옥사이드, 쿠멘 히드로퍼옥사이드, 시클로헥사논 퍼옥사이드, 디-t-부틸 퍼옥사이드, 아조디이소부티로니트릴(AIBN), 시클로헥실설포닐 아세틸 퍼옥사이드, 디이소프로필 퍼카보네이트, t-부틸 퍼옥토에이트, 벤즈피나콜 등이 있다. 따라서, 예를 들어 자유-라디칼 개시제로, 명칭 바조(Vazo) 88TM로 듀퐁으로부터 상업적으로 입수가능한 1,1'-아조비스(시클로헥산카르보니트릴)을 사용할 수 있다.
자유 라디칼 중합으로 형성된 접착제의 수 평균 분자량 Mn은 예를 들어 200,000 내지 4,000,000 g/mol의 범위 내에 있도록 선택된다; 특히 핫멜트(hotmelt) PSA로 사용하기 위해서, 400,000 내지 1,400,000 g/mol의 평균 분자량 Mn을 갖는 PSA가 제조된다. 평균 분자량은 크기 배제 크로마토그래피(SEC 또는 GPC) 또는 질량 분광계가 결합된 매트릭스 보조된 레이저 탈착/이온화 방법(MALDI-MS)으로 측정된다.
중합은 벌크하게(in bulk), 하나 이상의 유기 용매의 존재하에서, 물의 존재하에서 또는 유기 용매와 물의 혼합물 중에서 실시될 수 있다. 이러한 맥락에서, 사용된 용매의 양은 전형적으로 가능한 한 적게 유지된다. 적합한 유기 용매는 예를 들어 순수 알칸(예를 들어, 헥산, 헵탄, 옥탄, 이소옥탄), 방향족 탄화수소(예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 크실렌), 에스테르(예를 들어, 에틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 부틸 아세테이트, 또는 헥실 아세테이트), 할로겐화된 탄화수소(예를 들어, 클로로벤젠), 알칸올(예컨대, 메탄올, 에탄올, 에틸렌 글리콜, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르), 및 에테르(예를 들어, 디에틸 에테르, 디부틸 에테르) 및 또한 이들의 혼합물이다. 반응 혼합물이 단량체 전환 동안에 균일한 상으로 존재하도록 하기 위해서 수성 중합 반응물이 수 혼화성 또는 친수성 보조용매와 혼합될 수 있다. 예를 들어, 지방족 알콜, 글리콜, 에테르, 글리콜 에테르, 피롤리딘, N-알킬피롤리디논, N-알킬피롤리돈, 폴리에틸렌 글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 아미드, 카르복실산 및 이의 염, 에스테르, 유기 설파이드, 설폭사이드, 설폰, 알콜 유도체, 히드록시에테르 유도체, 아미노 알콜, 케톤 등, 및 이들의 유도체 및 혼합물로 구성되는 군으로부터의 공용매를 사용할 수 있다.
(전환율 및 온도에 의존하는) 중합 시간은 2 내지 72시간일 수 있다. 선택될 수 있는 반응 온도가 높을수록(달리 말해, 반응 혼합물의 열 안정성이 높을수록), 반응 시간이 더 단축될 수 있는 것으로 밝혀졌다.
또한 용매를 첨가하지 않고 벌크하게 (메트)아크릴레이트 PSA를 중합시킬 수 있다. 이는 통상적인 방법에 따라, 예를 들어 중합에 의해 실시될 수 있다. 그 경우에, 중합은 스펙트럼의 UV 영역으로부터의 빛으로 개시되고 반응은 약 10 내지 30%의 낮은 전환율이 될 때까지 지속된다. 이와 관련하여 얻어진 높은 점성의 프리폴리머(prepolymer) 물질은 그 후 중합체 시럽의 형태로 추가로 가공될 수 있고, 예를 들어 먼저 필름 내로 용접된(welded) 반응 혼합물을 (예를 들어 아이스 큐브 튜브에) 저장하고 종국적으로 높은 궁극의 전환율이 되도록 물 가운데서 중합을 실시할 수 있다.
이러한 방식으로 얻어진 펠릿을 예를 들어 아크릴레이트 핫멜트 접착제로 사용할 수 있는데, 이 후 용융은 얻어진 폴리아크릴레이트 생성물과 상용성인 유형의 필름 물질 상에서 실시된다.
또한, 폴리(메트)아크릴레이트 PSA에 대한 중합체는 예를 들어 음이온 중합에서와 같은 리빙 중합으로 제조될 수 있고, 이를 위해 전형적으로 불활성 용매, 예를 들어 지방족 및 시클로지방족 탄화수소 또는 방향족 탄화수소가 반응 매체로 사용될 수 있다.
여기서의 리빙 중합체는 전형적으로 일반식 PL(A)-Me로 표시되는데, 여기서 Me는 원소 주기율표의 제 I족으로부터의 금속(예를 들어, 리튬, 나트륨 또는 칼륨)이고, PL(A)는 아크릴레이트 단량체의 성장하는 중합체 블록이다. 중합체의 분자량은 단량체 농도에 대한 개시제 농도의 비로 표시된다.
이러한 목적에 대해 적합한 중합 개시제에는 예를 들어 n-프로필리튬, n-부틸리튬, 2차-부틸리튬, 2-나프틸리튬, 시클로헥실리튬 또는 옥틸리튬이 포함되며, 상기 열거로 제한되는 것은 아니다. 아크릴레이트의 중합에 대해서 사마륨 착물 기재의 개시제가 또한 공지되어 있고(참조: Macromolecules, 1995, 28, 7886) 이것이 또한 사용될 수 있다.
뿐만 아니라, 예를 들어 1,1,4,4-테트라페닐-1,4-디리티오부탄 또는 1,1,4,4-테트라페닐-1,4-디리티오이소부탄과 같은 이작용성 개시제를 사용할 수 있다. 마찬가지로 예를 들어 리튬 할라이드, 알칼리 금속 알콕사이드 또는 알킬알루미늄 화합물과 같은 공개시제를 사용할 수 있다. 그러므로, 예를 들어 리간드 및 공개시제는, 아크릴레이트 단량체, 예컨대 t-부틸 아크릴레이트 및 2-에틸헥실 아크릴레이트가 직접 중합될 수 있고 이들이 상응하는 알콜을 사용한 트랜스에스테르화에 의해 중합체 내에서 생성되지 않도록 선택될 수 있다.
통상적인 중합의 개시를 위해, 열에 의해 분해되는 개시제에 대해서는 열 공급이 필수적이다. 이러한 종류의 열에 의해 분해되는 개시제에 있어서, 개시제 유형에 의존하는 중합은 50℃ 내지 160℃에서 가열시킴으로써 개시될 수 있다. 모든 적합한 촉매가 사용될 수 있다.
특히 좁은 분자량 분포를 갖는 폴리(메트)아크릴레이트 PSA를 얻기 위해서, 제어된 자유 라디칼 중합이 또한 실시된다. 중합을 위해, 하기 일반식의 조절용 시약이 바람직하게 사용된다:
Figure pct00002
Figure pct00003
이러한 목적에 대한 R$1 및 R$2는 서로 동일하거나 상이하게 선택될 수 있고, 존재하는 경우 R$3은 하나 또는 둘 모두의 기 R$1 및 R$2에 대해 동일하거나 상이하게 선택될 수 있다. 이러한 라디칼은 하기 기 중 하나로부터 합리적으로 선택된다:
- 각각의 경우에 선형 또는 분지형의, C1 내지 C18 알킬 라디칼, C3 내지 C18 알케닐 라디칼, 및 C3 내지 C18 알키닐 라디칼;
- C1 내지 C18 알콕시 라디칼;
- 각각의 경우에 하나 이상의 OH 기 또는 할로겐 원자 또는 실릴 에테르로 치환된, C1 내지 C18 알킬 라디칼, C3 내지 C18 알케닐 라디칼, 및 C3 내지 C18 알키닐 라디칼;
- 탄소 사슬에 하나 이상의 산소 원자 및/또는 기 NR*(여기서, R*는 임의의 목적하는 라디칼, 더욱 구체적으로는 유기 라디칼이다)을 갖는 C2 내지 C18 헤테로알킬 라디칼;
- 각각의 경우에 하나 이상의 에스테르 기, 아민 기, 카르보네이트 기, 시아노 기, 이소시아노 기, 및/또는 에폭사이드 기, 및/또는 황으로 치환된, C1 내지 C18 알킬 라디칼, C3 내지 C18 알케닐 라디칼, 및 C3 내지 C18 알키닐 라디칼;
- C3 내지 C12 시클로알킬 라디칼;
- C6 내지 C18 아릴 라디칼 및 C6 내지 C18 벤질 라디칼;
- 수소.
TTC I 유형의 조절용 시약은 전형적으로 상기 나열되고 추가로 이하에 특정되어 있는 유형의 화합물 부류로부터 비롯된다:
각각의 할로겐 원자는 염소 및/또는 브롬 및/또는 임의적으로 불소 및/또는 요오드이다.
다양한 치환기에서 알킬, 알케닐 및 알키닐 라디칼은 선형 및/또는 분지형의 사슬을 갖는다.
탄소수 1 내지 18개의 알킬 라디칼의 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, 이소부틸, t-부틸, 펜틸, 2-펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 2-에틸헥실, t-옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 트리데실, 테트라데실, 헥사데실 및 옥타데실이 있다.
탄소수 3 내지 18개의 알케닐 라디칼의 예로는 프로페닐, 2-부테닐, 3-부테닐, 이소부테닐, n-2,4-펜타디에닐, 3-메틸-2-부테닐, n-2-옥테닐, n-2-도데세닐, 이소도데세닐 및 올레일이 있다.
탄소수 2 내지 18개의 알키닐의 예로는 프로피닐, 2-부티닐, 3-부티닐, n-2-옥티닐, 및 n-2-옥타디에닐이 있다.
히드록시 치환된 알킬 라디칼의 예로는 히드록시프로필, 히드록시부틸, 및 히드록시헥실이 있다.
할로겐 치환된 알키닐 라디칼의 예로는 디클로로부틸, 모노브로모부틸, 및 트리클로로헥실이 있다.
탄소 사슬 중에 하나 이상의 산소 원자를 갖는 전형적인 C2 내지 C18 헤테로알킬 라디칼의 예로는 -CH2-CH2-O-CH2-CH3가 있다.
C3 내지 C12 시클로알킬 라디칼의 예에는 시클로프로필, 시클로펜틸, 시클로헥실 및 트리메틸시클로헥실이 포함된다.
C6 내지 C18 아릴 라디칼의 예에는 페닐, 나프틸, 벤질, 4-3차-부틸벤질 또는 다른 치환된 페닐, 예컨대 에틸 기 및/또는 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 이소프로필벤젠, 디클로로벤젠 또는 브로모톨루엔으로 치환된 것들이 포함된다.
이러한 문맥에서 상기 나열된 것들은 단지 특정 부류의 화합물의 예를 제공하는 것이며 완전한 것이 아니다.
추가의 적합한 제조 과정으로, RAFT 중합(가역적인 추가-단편화 사슬 전달 중합)의 변형예를 참조할 수 있다. 이러한 종류의 중합 과정은 예를 들어 WO 98/01478 A1호에 망라되어 기재되어 있다. 이 경우에, 가능한 한 좁은 분자량 분포가 얻어지도록 중합은 대개 단지 낮은 전환율로만 일어난다. 그러나, 낮은 전환율 때문에, 이러한 중합체는 PSA로 사용될 수 없고 더욱 구체적으로는 핫멜트 PSA로 사용될 수 없는데, 그 이유는 남아있는 단량체의 많은 부분이 기술적인 접착제 특성에 유해하게 영향을 미칠 것이고, 남아있는 단량체는 농축된 용매 재사용물을 오염시킬 것이고, 이를 사용하여 제조된 자가 접착 테이프는 심각한 가스방출 특성을 나타낼 것이기 때문이다. 낮은 전환율의 상기 단점들을 회피하기 위해, 중합은 반복적으로 개시될 수 있다.
추가의 조절된 자유 라디칼 중합 방법으로, 니트록사이드 조절된 중합을 수행할 수 있다. 이 경우에 자유 라디칼 안정화를 위해서는, 통상적인 자유 라디칼 안정화제, 예를 들어, 하기 유형 (NIT 1) 또는 (NIT 2)의 니트록사이드를 사용할 수 있다:
Figure pct00004
상기 식에서, R#1, R#2, R#3, R#4, R#5, R#6, R#7, R#8은 서로 독립적으로 하기 원자 또는 기를 나타낼 수 있다:
i) 할라이드, 예컨대 염소, 브롬 또는 요오드;
ii) 탄소수 1 내지 20개의, 포화되거나 포화되지 않은 선형, 분지형, 고리형 및 헤테로고리형, 또는 방향족의 탄화수소;
iii) 에스테르 -COOR#9, 알콕사이드 -OR#10, 및/또는 포스포네이트 -PO(PR#11)2, 여기서 R#9, R#10 및/또는 R#11은 상기 기 ii)로부터의 라디칼을 나타낸다.
구조 (NIT 1) 또는 (NIT 2)의 화합물은 또한 임의 종류(주로 상기 언급한 라디칼 중 하나 이상이 이러한 종류의 중합체 사슬을 구성한다는 점에서)의 중합체 사슬에 부착될 수 있고 그에 따라 블록 공중합체의 합성에서 매크로라디칼 또는 매크로조절제로 사용될 수 있다.
중합을 위한 조절제로, 마찬가지로 하기 유형의 화합물을 사용할 수 있다:
- 2,2,5,5-테트라메틸-1-피롤리디닐옥실(PROXYL), 3-카르바모일-PROXYL, 2,2-디메틸-4,5-시클로헥실-PROXYL, 3-옥소-PROXYL, 3-히드록시이민-PROXYL, 3-아미노메틸-PROXYL, 3-메톡시-PROXYL, 3-t-부틸-PROXYL, 3,4-디-t-PROXYL,
- 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥실(TEMPO), 4-벤조일옥시-TEMPO, 4-메톡시-TEMPO, 4-클로로-TEMPO, 4-히드록시-TEMPO, 4-옥소-TEMPO, 4-아미노-TEMPO, 2,2,6,6-테트라메틸-1-피페리디닐옥실, 2,2,6-트리메틸-6-에틸-1-피페리디닐옥실,
- N-3차-부틸 1-페닐-2-메틸프로필 니트록사이드,
- N-3차-부틸 1-(2-나프틸)-2-메틸프로필 니트록사이드,
- N-3차-부틸 1-디에틸포스포노-2,2-디메틸프로필 니트록사이드,
- N-3차-부틸 1-디벤질포스포노-2,2-디메틸프로필 니트록사이드,
- N-(1-페닐-2-메틸프로필) 1-디에틸포스포노-1-메틸에틸 니트록사이드,
- 디-t-부틸 니트록사이드,
- 디페닐 니트록사이드,
- t-부틸 t-아밀 니트록사이드.
접착제가 대안적인 과정으로 제조될 수 있는 일련의 추가 중합 방법은 당해 기술 수준으로부터 선택될 수 있다:
이에 따라 US 4,581,429A호는 개시제로 일반식 R'R"N-O-Y(여기서, Y는 불포화된 단량체를 중합시킬 수 있는 자유 라디칼 종이다)의 화합물을 사용하는 조절된 성장 자유 라디칼 중합 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기 반응은 일반적으로 낮은 전환율을 갖는다. 이 반응은 구체적으로, 단지 매우 낮은 수율로 그리고 저분자량으로 진행되는 아크릴레이트 중합의 문제점을 갖는다. WO 98/13392 A1호는 대칭적인 치환 패턴을 갖는 개방된 사슬의 알콕시아민 화합물을 기재하고 있다. EP 735 052 A1호는 좁은 분자량 분포를 갖는 열가소성 엘라스토머를 제조하는 방법을 개시하고 있다. WO 96/24620 A1호는 특정의 자유 라디칼 화합물, 예컨대 인 함유의 이미다졸리딘 기재의 니트록사이드가 사용되는 중합 방법을 기재하고 있다. WO 98/44008 A1호는 모르폴린, 피페라지논 및 피페라진디온 기재의 특정 니트록사이드를 개시하고 있다. DE 199 49 352 A1호는 조절된 성장의 자유 라디칼 중합에서 조절제로 사용되는 헤테로시클릭 알콕시 아민을 기재하고 있다. 또한 알콕시아민 및 상응하는 자유 니트록사이드를 그에 따라 개발함으로써 폴리아크릴레이트의 제조에 대한 효율을 개선시킬 수 있다.
추가의 조절된 중합 방법으로서, 공중합체의 합성을 위해, 사용된 개시제가 전형적으로 일작용성 또는 이작용성의 2차 또는 3차 할라이드이고 이러한 할라이드 또는 할라이드들은 Cu, Ni, Fe, Pd, Pt, Ru, Os, Rh, Co, Ir, Ag 또는 Au의 착물을 이용하여 제거될 수 있는 원자 전달 라디칼 중합(ATRP)를 이용할 수 있다[참조: 예를 들어 EP 824 110 A1호, EP 0 824 111 A1호, EP 826 698 A1호, EP 841 346 A1호, 또는 EP 850 957 A1호]. 또한 ATRP의 다양한 가능성이 US 5,945,491 A호, US 5,854,364 A호, 및 US 5,789,487 A호에 기재되어 있다.
이미 언급한 바와 같이, 제 1 접착제 및 제 2 접착제의 기본 구성은 동일하거나 상이할 수 있다. 이러한 맥락에서, 특정 조성물이 2개의 접착제 중 단 하나에 대해서만 사용될 수 있음을 주지하고 있어야 한다. 예를 들어, 흑색 안료, 흑연 또는 카본 블랙으로서 제공되는 충전제는 오로지 제 2 접착제에서만 존재할 수 있고, 이러한 조치는 대개 고도로 투명하게 하기 위해 선택되는 것이다.
또한, 본 발명에 따르면, 제 1 접착제는 백색 안료를 지녀야 한다. 백색 안료는 접착제의 고분자 성분에 백색의 색채 함유 입자의 형태로 혼합된다. 백색 안료로서, 임의의 통상적인 백색 안료를 사용할 수 있고, 그 예로는 티타늄 디옥사이드, 아연 옥사이드 또는 바륨 설페이트가 있다. 중간 정도 양이 첨가되는(예를 들어 10중량%의 첨가 수준을 상회하는) 영역에서는 확산 산란 뿐만 아니라 높은 빛 세기의 방향성있는 반사가 이루어질 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면 첨가는 10중량% 미만에서 선택되어야 한다.
PSA 층의 최적 착색을 위해서, 백색 안료의 입도 분포는 매우 중요하다. 이에 따라 평균 입자 직경 뿐만 아니라 최대 입자 직경은 또한 접착제 층의 전체 두께보다 작아야 한다. 50nm 내지 5㎛ 범위, 바람직하게는 100nm 내지 3㎛ 범위 또는 심지어는 단지 200nm 내지 1㎛ 범위의 평균 입자 직경을 갖는 입자를 사용하는 것이 좋다. 이러한 종류의 입도는 거시적인 물질을 볼밀에서 분쇄시킨 다음 체분리로 분류하는 소위 하향(top-down) 방법으로 얻을 수 있거나, 습식 화학물질 수단에 의해 용액 중에서 정교하게 입자 성장시키는 소위 상향(bottom-up) 방법에 의해 얻을 수 있다.
이렇게 얻어진 색채의 품질은 또한 PSA 내 색채 입자의 균일한 분포에 의해 결정된다. 최적 결과를 얻기 위해서, PSA 내의 색채 입자에는 예를 들어 고성능 분산 장치(예를 들어, 울트라터락스(Ultraturrax)TM 유형의 장치)를 이용하여 강력한 혼합 작업이 실시될 수 있는데, 상기 분산 장치에 의해서 색채 입자가 더욱 추가로 파괴되고 PSA 매트릭스 내에 균일하게 분포된다.
생성되는 접착제는 제 1 접착제로서 그리고 제 2 접착제로서, 미리 금속화 층 및 흑색 층이 제공된 시트형상 요소에 도포될 수 있다. 특정의 도포 베이스 상에서(다르게는, 캐리어 상에서, 금속화 층 상에서 또는 흑색 층 상에서) 접착제의 고정력을 증가시키기 위해서는, 접착제를 도포하기 전에 도포 베이스에 전처리, 예를 들어 코로나 처리 또는 플라즈마 처리, 용융물 또는 용액으로부터의 프라이머의 도포, 또는 화학적 에칭을 실시할 수 있다. 그러나 특히 흑색 광택제 층의 전처리에서는, 코로나 처리의 경우에, 광택제 내로 핀홀의 타들어감(burning)을 방지하기 위해 코로나 전력을 최소로 선택하는 것이 바람직하다.
적합한 도포 방법에는 모든 통상적이며 적합한 도포 방법이 포함된다. 예를 들어, 접착제는 용액으로부터 도포될 수 있으며, 접착제 내에 남아있는 용매는 예를 들어 건조 터널 중에서의 열 공급에 의해 제거될 수 있다. 그러한 조건 하에서, 열에 의한 후경화가 동시에 개시될 수 있다.
추가의 가능성은 접착제를 핫멜트 시스템으로서 설계하여, 접착제가 용융물로부터 도포될 수 있게 하는 것이다. 접착제로부터 용매를 제거하는 것이 필수적일 수 있는데, 이러한 목적을 위해 원칙적으로 당업자에게 공지된 모든 방법이 사용된다. 바람직하게는, 예를 들어 압출기, 예컨대 이축 또는 단축 압출기에서 농축을 수행할 수 있다. 이축 압출기는 동일한 방향으로 또는 반대 방향으로 회전하도록 작동될 수 있다. 용매 및/또는 적합한 경우 물이 바람직하게는 둘 이상의 진공 단계에 걸쳐 증류된다. 또한, 용매의 증류 온도에 따라 다르지만, 반대 가열(counter-heating)이 실시될 수 있다. 시트형상의 요소에 대해서는, 잔류하는 용매 분율이 1% 미만, 바람직하게는 0.5% 미만, 또는 심지어는 0.2% 미만에 이르는 접착제를 사용하는 것이 유리하다. 고온용융가능한 접착제가 용융물로부터 추가로 가공된다.
이러한 종류의 고온용융가능한 접착제를 사용한 코팅은 임의의 목적하는 적합한 방법으로 실시될 수 있다. 따라서, 예를 들어 그러한 접착제를 롤 코팅 방법으로 도포할 수 있다. 다양한 롤 코팅 방법이 문헌(참조: "Handbook of Pressure Sensitive Adhesive Technology" by Donatas Satas(van Nostrand, New York 1989))에 포괄적으로 기재되어 있다. 말하자면 접착제를 용융물 다이를 통해 또는 압출기에 의해 시트형상 요소에 도포할 수 있다. 압출 코팅은 바람직하게는 특수한 설계의 압출 다이, 예를 들어 흐름 채널의 설계에서 차이가 나는 T형 다이, 물고기꼬리모양 다이(fishtail die) 또는 양복걸이모양 다이를 이용하여 실시된다. 적절한 공정 계획이 제공되면, 배향된 접착제 층을 코팅 작업에서 얻을 수 있다.
접착제를 도포한 후에, 예를 들어 목적하는 점착력에 따라 접착제의 점도를 조절하기 위해 접착제에 후경화(post-crosslinking)를 실시할 수 있다. 그러한 후경화는, PSA를 자외선 광(UV 가교) 및/또는 전자 빔(전자 빔 가교)으로 처리함으로써 개시될 수 있다.
UV 가교의 경우에, 접착제는 일반적으로 200nm 내지 400nm의 파장 범위로부터의 단파장 자외선 광을 이용한 조사에 노출된다. 이는 대개 80 내지 240W/㎠의 출력을 갖는 고압 또는 중압 수은 램프를 사용하여 실시된다. 요구된 특정 파장은 사용된 UV 광개시제에 의존한다. 조사의 세기는 UV 광개시제의 특정 양자 수득량 및 얻고자 하는 가교 정도에 대해 맞춰진다. 접착제를 균일하게 가교시키기 위해서는, UV 광으로 특히 접착제 층의 전체 두께에 걸쳐 접착제를 전체적으로 조명할 수 있다는 것이 중요하다. 이러한 이유로, 제 1 접착제는 완전히 백색은 아니고 그 대신 단지 반투명한 백색으로 전제되는, 제 1 접착제에 대한 본 발명의 구체예는 유리하다.
전자 빔에 의한 가교의 경우에, 접착제는 전자 빔으로 처리된다. 이러한 맥락에서, 전자 빔 가속화기를 기초로 한 다양한 조사 장치를 사용할 수 있는데, 그 장치의 예로는 선형 캐소드 시스템, 스캐너 시스템 또는 분할된 캐소드 시스템이 있다. 관련 기술 수준 및 가장 중요한 공정 파라미터에 대한 포괄적 설명은 문헌(참조: Skelhorne, "Electron Beam Processing" in "Chemistry and Technology of UV and EB Formulation for Coatings, Inks and Paints," vol. 1, 1991, SITA, London)에서 확인된다. 전형적인 가속화 전압은 약 50kV 내지 500kV, 바람직하게는 80kV 내지 300kV의 범위에 위치한다. 각각의 산란된 조사량은 5kGy 내지 150kGy, 더욱 구체적으로는 20kGy 내지 100kGy이다. 또한, 전자 빔 가교와 UV 가교를 조합하여 실시할 수 있다. 대신에 또는 추가로 고에너지 복사선으로 조사할 수 있는 다른 방법을 이용할 수 있다.
감압성 접착 테이프로서 저장 및 취급을 용이하게 하기 위해서, 양면의 접합가능한 시트형상 요소의 접착제를 하나 또는 두개의 임시 캐리어로 라이닝할 수 있는데, 이 임시 캐리어의 예로는 릴리즈 필름(release film) 또는 릴리즈 페이퍼(release paper)가 있다. 이들은 모든 임의의 릴리즈 시스템으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 실리콘첨가되거나 불소첨가된 필름 또는 페이퍼, 예를 들어 실리콘 또는 불소첨가된 중합체를 기재로 한, 접합력 감소 층(릴리즈 층)을 추가로 구비할 수 있는 글라신 또는 HDPE- 또는 LDPE-코팅된 페이퍼일 수 있다.
추가 이점 및 가능한 용도는 이하에서 첨부된 도면을 참고로 더욱 상세하게 기재되는 실시예로부터 자명해진다.
도 1은 양면 접착 테이프를 사용한 액정 디스플레이 시스템을 나타내는 도면도이다.
도 2는 일 구체예에 따른 본 발명의 시트형상 요소를 통한 단면을 나타내는 도면이다.
도 3은 다른 구체예에 따른, 본 발명의 시트형상 요소를 통한 단면을 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 시트형상 요소는 캐리어 필름(12)의 최상부 면 상에 제 1 접착제 코팅으로서 반투명한 백색 접착제(11)를 갖는다. 캐리어 필름(12)의 바닥면 상에는 금속화 층으로서 금속성 층(13)이 배치된다. 이 층의 일측은 흑색 광택제(14)가 흑색 층으로서 커버된다. 이 흑색 광택제(14) 상에는 투명한 접착제(15)가 제 2 접착제 층으로서 배열된다.
도 3에 도시된 접착 테이프는 도 2에 도시된 접착 테이프와 동일한 구성을 지니지만, 반투명의 백색 접착제(11)와 캐리어 필름(12) 사이에 금속화 층으로 추가의 금속 층(13')이 존재한다는 점에서 도 2와 다르다. 일측이 흑색 광택제(14)로 커버되고 상기 흑색 광택제(14) 위에 차례로 투명한 접착제(15)가 배열되는 금속성 층(13)이 캐리어 필름(12)의 하부측 상에 배치된다(도 1에 도시된 도면 구성에서와 같이).
본 발명을 예시를 위해 선택된 다수의 실시예를 참조로 이하에서 추가로 설명할 수 있으며, 이들 실시예의 선택에는 어떠한 불필요한 제한도 부과되지 않는다.
사용된 PSA는 동일한 베이스 접착제를 갖지만 단지 백색 안료의 혼합에서만 상이한 2개의 아크릴레이트 기재의 접착제였다. 베이스 접착제의 제조를 위해서, 자유 라디칼 중합에 대해 통상적인 200L 반응기에 2400g의 아크릴산, 64kg의 2-에틸헥실 아크릴레이트, 6.4kg의 메틸 아크릴레이트, 및 53.3kg의 아세톤과 이소프로판올의 혼합물(95:5의 비로 제조됨)을 충전시켰다. 45분 동안 교반하면서 반응 혼합물로 질소를 통과시킴으로써 반응 혼합물로부터 물과 산소의 임의의 잔여물을 제거하였다. 그 후, 상기 반응기를 58℃의 온도로 가열시키고, 40g의 2,2'-아조-이소부티로니트릴(AIBN)을 첨가하였다.
첨가를 종료한 후에, 75℃에서 가열시킨 가열조를 이용하여 플라스크를 가열시키고, 상기 플라스크에서 나타난 온도에서 반응을 실시하였다. 1시간의 반응 시간 후에, 40g의 AIBN을 추가로 첨가하였다. 반응 시작으로부터 5시간 및 반응 시작으로부터 10시간 후에 반응 혼합물을 각각 15kg의 아세톤과 이소프로판올의 혼합물(95:5)로 희석하였다. 반응 시작으로부터 6시간 및 반응 시작으로부터 8시간 후에 반응 혼합물을, 미리 80g의 아세톤에 용해시킨 각각 100g의 디시클로헥실 퍼옥시디카르보네이트(퍼카독스(Perkadox) 16®, 아크조 노벨(Akzo Nobel))와 혼합하였다. 24시간의 전체 반응 시간 후에, 반응을 종결하고 반응 혼합물을 실온으로 냉각시켰다.
조성물을 캐리어에 도포하기 전에, 생성된 접착제를 25%의 고형물 함량이 디도록 이소프로판올로 희석하였다. 후속하여, 세게 교반시키면서 접착제의 전체 질량에 대해 0.3중량%의 알루미늄(III) 아세틸아세토네이트(이소프로판올 중의 3% 농도 용액으로서)를 첨가하였다.
이렇게 하여 얻어진 베이스 접착제를 추가로 변경시키거나 첨가하지 않고 제 2 접착제에 대한 또는 제 1 접착제의 비교예에 대한 혼합물 1로 사용하였다. 제 1 접착제에 대한 추가 혼합물을 백색 안료를 혼합시킴으로써 베이스 접착제로부터 얻었다. 이러한 목적을 위해 베이스 접착제와 다양한 분율의 티타늄 디옥사이드(주로 루타일(rutile) 입자; 평균 입도: ＜ 5㎛; 순도: 99.9+ %)의 혼합물을 강력한 교반기를 사용하여 1시간 동안 혼합하고, 생성된 혼합물을 고성능 분산 장치(Ultraturrax 제품)에서 약 30분 동안 균질화하였다. 혼합물 2에 대해서는, 3중량%의 티타늄 디옥사이드를 베이스 접착제에 첨가하고, 혼합물 3에 대해서는 6중량%, 혼합물 4에 대해서는 10중량%, 및 혼합물 5에 대해서는 25중량%를 베이스 접착제에 첨가하였는데, 각각의 경우에 상기 첨가되는 혼합물의 중량은 폴리아크릴레이트의 질량을 기준으로 한 것이었다. 이렇게 하여 얻어진 제 1 접착제를 균질화시킨 직후에 이 접착제를 50㎛의 다공 크기를 갖는 필터를 통과시켜 여과한 다음, 용액으로부터 코팅하였다.
가교를 위해, 제 1 접착제 및 제 2 접착제를 각각의 경우에 용액으로부터, 미리 실리콘첨가한 릴리즈 페이퍼(로파렉스(Loparex) 제품인 폴리에틸렌 코팅된 릴리즈 페이퍼) 상으로 코팅시키고, 10분 동안 건조 캐비넷 중의 100℃에서 건조시켰다.
백색 캐리어를 얻기 위해서, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 공중합체를 20중량%의 티타늄 디옥사이드 입자(평균 입도 약 0.25㎛)와 180℃의 혼합 장치 중에서 2시간 동안 혼합한 후에, 혼합물을 진공 하에서 건조시켰다. 생성된 필름 물질을 280℃의 온도에서 단축 압출기 내에서 슬롯 다이(T형, 300㎛ 슬롯 갭이 있음)를 통해 압출시켰다. 생성된 필름을 거울 코팅된 냉각된 롤로 옮긴 후에, 90℃ 내지 95℃의 온도로 가열시킴으로써 길이 방향으로 신장시켰다(대략 3.5배로 신장시킴). 길이 방향으로의 배향 후에, 필름을 신장 장치(tensioning apparatus) 내로 도입시키는데, 여기서는 필름이 브래킷을 이용하여 고정되고 100℃ 내지 110℃의 온도에서 폭 방향으로 배향된다(대략 4배로 신장됨). 종국적으로 이축으로 배향된 필름을 210℃의 온도에서 10초 동안 가열하고 롤 코어 상으로 감았다: 필름 층의 블록킹을 방지하기 위해, 페이퍼 웹(13g/㎡)을 개별의 필름 층 사이에 삽입시켰다. 이러한 방식으로 얻어진 백색의 PET 필름은 38㎛의 전체 두께를 지닌다.
백색 PET 필름 대신에, 상업적으로 입수가능한 폴리에스테르 필름(SKC 폴리에스테르 필름 SC 51)을 캐리어로 사용하였다.
각각의 경우에 사용된 캐리어 필름의 일측 또는 양측을 그 후, 각각의 경우에 연속된 알루미늄 층이 전면 위로 도포될 때까지 알루미늄으로 증기 코팅시켰다. 필름을 300mm의 폭 위로 알루미늄으로 코팅시키는 작업은 스퍼터링 과정에서 실시되었다. 이러한 목적을 위해, 코팅시킬 필름을 진공 챔버 중의 마운트 상에 고정시키고 챔버를 배기시켰다. 그 후 양으로 이온화된 아르곤 가스를 고진공 챔버 내로 이동시키는 경우, 아르곤 이온은 음으로 대전된 알루미늄 판 위로 부딪히고, 분자 수준에서 폴리에스테르 필름 상에 증착된 알루미늄의 제거된 클러스터는 그러한 목적을 위해 상기 판을 통해 안내되었다. 이렇게 얻어진 알루미늄 층은 매우 균일한 동시에 스펙트럼의 가시 영역으로부터의 빛에 대해 높은 반사 능력을 나타낸다.
흑색 층에 있어서, 우선 흑색 광택제가 제조되었다. 이 층은 35중량부의 주 성분(다이니폰 잉크 앤드 케미컬스, 인코포레이티드(Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)로부터의 다이리두서(Daireducer)TM V No. 20)에 대해, 4중량부의 경화제(다이니폰 잉크 앤드 케미컬스 인코포레이티드로부터의 CVL No. 10), 및 또한 100중량부의 색채 안료(다이니폰 잉크 앤드 케미컬스, 인코포레이티드로부터의 파나시아(PanaceaTM CVL-SPR805); 비닐 클로라이드/비닐 아세테이트 기재의 잉크임)를 함유하였다.
이렇게 얻어진 컬러 광택제를 캐리어 필름의 금속화된 측면(이 경우에, 이 측면들은 알루미늄으로 증기 코팅됨) 중 하나에 평탄하게 도포하고 45℃에서 48시간 동안 건조시켰다. 이 과정에서 얻어진 피복 중량(coat weight)은 대략 2g/㎡이었다. 흑색 광택제로 코팅된 시트형상 요소의 이 부분은 각각의 경우에 전면 위로 균질하게 새까맣게 착색되어 있었다.
실시예 1에 있어서, 백색 PET 캐리어 필름의 양측을 알루미늄으로 코팅하고, 흑색 광택제를 2개의 알루미늄 층 중 하나에 도포하였다. 2개의 알루미늄 층 중 나머지 하나에는, 혼합물 2를 제 1 접착제 층으로 도포하고, 혼합물 1을 적층 공정에서 제 2 접착제 층으로서 흑색 광택제에 도포하였다. 제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅에 대한 접착제 피복 중량은 50g/㎡였다.
실시예 2에 있어서, 상업적인 캐리어 필름 SC 51의 일측을 알루미늄으로 코팅하고, 흑색 광택제를 이러한 2개의 알루미늄 층에 도포하였다. 캐리어 필름의 코팅되지 않은 측에 혼합물 3을 도포하였고, 적층 공정에서 흑색 광택제에 혼합물 1을 제 2 접착제 층으로 도포하였다. 제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅에 대한 접착제 피복 중량은 20g/㎡였다.
실시예 3에 있어서, 상업적인 캐리어 필름 SC 51의 양측을 알루미늄으로 코팅하고, 흑색 광택제를 2개의 알루미늄 층 중 하나에 도포하였다. 2개의 알루미늄 층의 나머지 층에는 혼합물 4를 제 1 접착제 층으로 그리고 혼합물 1을 적층 공정에서 제 2 접착제 층으로서 흑색 광택제에 도포하였다. 제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅에 대한 접착제 피복 중량은 20g/㎡였다.
비교예 1에 있어서, 상업적인 캐리어 필름 SC 51의 양측을 알루미늄으로 코팅하고, 흑색 광택제를 2개의 알루미늄 층 중 하나에 도포하였다. 2개의 알루미늄 층의 나머지 하나에는 혼합물 1을 제 1 접착제 층으로 그리고 마찬가지로 혼합물 1을 적층 공정에서 제 2 접착제 층으로서 흑색 광택제에 도포하였다. 제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅에 대한 접착제 피복 중량은 50g/㎡였다.
비교예 2에 있어서, 백색의 PET 캐리어 필름의 일측을 알루미늄으로 코팅하고, 흑색 광택제를 상기 알루미늄 층에 도포하였다. 캐리어 필름의 코팅되지 않은 면에 혼합물 5를 제 1 접착제 층으로서 도포하고, 혼합물 1을 적층 공정에서 제 2 접착제 층으로서 흑색 광택제에 도포하였다. 제 1 접착제 코팅 및 제 2 접착제 코팅에 대한 접착제 피복 중량은 50g/㎡였다.
이렇게 하여 얻어진 5개의 상이한 시트형상 요소를 이들의 광학적 특성에 대해 조사하였다.
투과율을 측정하기 위해, UV/가시광선/NIR 흡수 분광계(바이오테크 콘트론(Biotek Kontron)으로부터의 유비콘(Uvikon) 923)를 사용하여 190nm 내지 900nm의 파장 범위에서 투과율 스펙트럼을 측정하였다. 비교를 위해 사용된 값은 550nm에서의 절대 투과율(조사된 빛의 퍼센트로 특정됨)이었다.
광학적 결함(핀홀)을 측정하기 위해서, 강력한 광원이 필요하였다. 따라서 빛 화살(light arrow) 가운데에 있는 직경 5cm의 원형 샘플 개구를 제외하고 마스크로 충분히 내광성있게 마스킹하면서 오버헤드형 투광기(overhead projector)로부터 빛 화살을 공급하였다. 분석할 샘플을 이 개구부 상으로 옮기고, 결함을 어두운 환경에서 빛 얼룩(light spot)으로 검출하여 계수하였다. 검출 및 계수는 시각적으로 또는 전자적으로 실시될 수 있었다.
또한, 샘플의 반사율을 울브리히트 스피어(Ulbricht sphere)(LMT 타입)를 이용하여 DIN 표준 5063 파트 3에 따라 측정하였다. 조사된 각각의 샘플에 대하여, 모든 반사율, 즉 입사되고 산란된 빛 분율의 합으로서 측정된 전체 반사율, 및 또한 별도로 산란되고 확산된 빛 분율을 기록하였다(각 경우에 퍼센트로서).
시험 결과가 하기 표 1에 기재되어 있다:
샘플
 투과율 홀의 수 반사율 (전체) 반사율
(산란/확산)
실시예 1
 ＜ 0.1% 0 83.4% 36.1%
실시예 2
 ＜ 0.1% 0 81.7% 42.4%
실시예 3
 ＜ 0.1% 0 80.2% 49.3%
비교예 1
 ＜ 0.1% 0 86.6% 24.8%
비교예 2
 ＜ 0.1% 0 76.9% 68.1%
실험으로부터, 조사된 시스템 중 어느 것도 광학적 결함을 지니지 않는 것으로 나타났다. 동시에, 시스템 모두는 가시 영역에서 매우 낮은 투과율을 나타내었다. 그러나, 반사율 값에서는 차이가 있었다: 따라서, 시트형상 요소의 오로지 기계적으로 반사되는 측면을 이용하는 경우, 전체적으로 얻어진 반사율은 매우 높았음을 알 수 있다. 그러나 착색된 접착제를 사용하지 않는 비교예 1에 있어서는, 산란된 빛의 분율이 매우 작았다. 따라서, 이러한 종래 시스템의 경우에는, 디스플레이 영역에서 불균일한 조명이 존재할 수 있다. 시트형상 요소의 오로지 백색인 측면만을 이용하는 경우에, 전체적으로 얻어진 반사율은 다른 시스템의 경우에서보다 참으로 낮았지만, 확산에 의해 산란된 부분의 분율은 비교적 높았다(비교예 2). 한편, 본 발명의 시트형상 요소를 사용하는 실시예 1, 2 및 3으로부터는, 80% 초과의 높은 반사율을 대체로 얻을 수 있었고, 산란된 부분의 분율은 비교적 높았음(30% 내지 50%)이 입증되었다.
더욱이, 보충 실험으로부터, 30% 미만의 산란된 빛 분율에서는 디스플레이 영역의 조명이 불량할 수 있어 얼룩 형태의 빛 이미지(빛 얼룩) 형태로 불균일 현상이 발생할 수 있는 반면, 50% 초과의 산란된 빛 분율에서는 인지가능한 색 변화가 일어날 수 있는 것으로 나타났다. 이러한 2가지 유해한 효과는 본 발명의 시트형상 요소를 이용함으로써 회피될 수 있다.

Claims (10)

  1. 제 1 접착제 층(11); 캐리어(12); 금속화 층(13); 실온에서 감압성 접착제가 아닌 흑색 광택제(black color varnish) 및/또는 프라이머(primer)를 포함하는 흑색 층(blacking layer: 14); 및 제 2 접착제 코팅(15)의 층 순서를 포함하는, 액정 디스플레이 시스템을 생산하기 위한 감압성 접착제 시트형상 요소에 있어서,
    제 1 접착제 층(11)이, 이의 전체 두께에 걸쳐 2중량% 이상 10중량% 이하, 바람직하게는 4중량% 이상 8중량% 이하 범위의 질량 분율에서 백색 안료를 지님을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  2. 제 1항에 있어서, 흑색 층(14)이 경화된 중합체 매트릭스 내 카본 블랙 입자 및/또는 흑연 입자를 포함함을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  3. 제 2항에 있어서, 중합체 매트릭스 내 카본 블랙 입자 및/또는 흑연 입자가 20중량% 초과의 질량 분율로 존재함을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 흑색 층(14)이 300nm 내지 800nm의 파장 범위에서 0.5% 미만, 바람직하게는 0.1% 미만, 더욱 바람직하게는 0.01% 미만의 투과율을 지님을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 금속화 층(13)과 접하는 캐리어(12)의 최상부 면이 4000ppm 미만, 바람직하게는 500ppm 미만의 블록킹 방지제(antiblocking agent) 함량을 지님을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 캐리어(12)가 PET 필름임을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  7. 제 6항에 있어서, 금속화 층(13)과 접하는 PET 필름의 최상부 면이 높이가 400nm 이하인 상승부(elevation)를 갖는 구조를 나타냄을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 금속화 층(13)이 알루미늄 또는 은의 금속 층 및/또는 금속성 광택제 층을 포함함을 특징으로 하는 감압성 접착제 시트형상 요소.
  9. 액정 디스플레이 시스템을 생산하고/하거나 접착제로 접합하기 위한 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 감압성 접착제 시트형상 요소의 용도로서, 제 2 접착제(15)가 액정 디스플레이 요소(1)의 표면에 접합되는 용도.
  10. 액정 디스플레이 요소(1), 보호용 요소, 및 프레임 요소를 포함하는 액정 디스플레이 시스템으로서, 상기 요소들 중 둘 이상이 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 기재된 감압성 접착제 시트형상 요소를 사용하여 접합되는, 액정 디스플레이 시스템.
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