KR20150084983A - 전도성 트레이스 은폐 재료, 용품, 및 방법 - Google Patents

Abstract

용품은 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 (여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐), 및 기재의 표면의 적어도 일부분 및 무기 전기-전도성 트레이스에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층 - 여기서, 층은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내임 - 을 포함한다.

Description

전도성 트레이스 은폐 재료, 용품, 및 방법{CONDUCTIVE TRACE HIDING MATERIALS, ARTICLES, AND METHODS}

광 투명성 감압 접착제(OCA)는 광학 디스플레이에서 광범위한 응용을 갖는다. 이러한 응용에는 액정 디스플레이(LCD)의 모듈에 편광기를 접합하는 것 및 다양한 광학 필름을 휴대용 핸드헬드 장치(MHH)의 유리 렌즈에 부착하는 것이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 편광기는 OCA와 직접적 또는 간접적 접촉 상태로 있을 수 있다.

더욱이, 널리 사용되는 터치 패널, 즉, 터치 스크린은, 전형적으로 산화인듐주석 (ITO)-코팅된 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 또는 ITO-코팅된 유리를 포함한다. ITO는 전형적으로 패턴화된 트레이스(patterned trace) 형태이며 전기-전도성이다. 이러한 ITO-코팅된 기재는 흔히 OCA를 사용하여 디스플레이 모듈에 부착된다. 일부 터치 패널 설계에서, OCA는 전기-전도성 ITO 트레이스와 직접적 접촉 상태로 있을 수 있다. 이러한 경우에, OCA는 ITO 트레이스와 상용성이 있어야 하며, 즉 OCA가 ITO 트레이스와 접촉한 상태로 있는 동안 OCA는 ITO 트레이스의 전기 저항에 있어서 최소 이하의 변화를 야기해야 한다.

특히 정전식 터치 스크린 응용에서의 주된 문제는 ITO, 기재, 및 사용되는 경우 OCA 사이의 굴절률 부정합(mismatch)으로 인해 ITO 패턴이 흔히 고도로 가시적으로 남아 있다는 점이다. ITO 트레이스는 더 큰 반사로 인해 주위 영역으로부터 두드러진다. 특히 일부 관찰각으로부터 및/또는 특정 광 조건 하에서는, 패턴이 뚜렷하게 가시적인데, 이는 장치 제조자 및 그들의 고객이 싫어하는 것이다. 예를 들어, ITO 트레이스의 굴절률에 정합하는 고굴절률의 코팅의 사용을 통해, 이러한 문제를 해결하는 데 있어서의 다양한 시도의 견지에서, ITO 트레이스 및 다른 전기-전도성 트레이스를 은폐하는 큰 기술적 난제가 여전히 남아 있다.

본 발명은 쉽게 눈에 띄는 전기-전도성 트레이스, 특히 ITO 트레이스의 문제에 대한 해결책을 제공한다.

일 실시 형태에서, 본 발명은, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 -; 및 기재의 표면의 적어도 일부분 및 무기 전기-전도성 트레이스에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 포함하는 층을 포함하는 용품을 제공한다.

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내이다.

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자이다.

소정 실시 형태에서, 용품의 기재는 렌즈, 터치 센서(touch sensor), 발광 디스플레이, 또는 광 반사 디스플레이로부터 선택되는 투명 디스플레이 기재이거나 또는 그 일부이다.

일 실시 형태에서, 본 발명은, 기재 표면을 가지며, 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은(unprimed) PET 및 사이클로-올레핀 공중합체로부터 선택되는 기재; 및 기재 상에 배치된 중합된 아크릴레이트 매트릭스 코팅을 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 N-하이드록시우레아 작용기를 포함하고; N-하이드록시우레아 작용기는 코팅의 기재에의 접착을 촉진하는, 용품을 제공한다.

본 발명은, 패턴화된 기재를 코팅하는 방법을 포함하는, 본 명세서에 기재된 바와 같은 용품의 제조 방법을 또한 제공한다.

일 실시 형태에서, 용품의 제조 방법은, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 갖는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계; 및 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계를 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내이다.

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 적용하는 단계는 라미네이트를 적용하는 것을 포함하며, 라미네이트는 광 투명성 접착제를 포함하는 층; 및 광 투명성 접착제 층에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 포함하는 층을 포함한다. 패턴화된 기재에 적용될 때, 라미네이트는 중합된 아크릴레이트 매트릭스가 패턴화된 기재 표면과 광 투명성 접착제 사이에 배치되도록 위치된다.

소정 실시 형태에서, 라미네이트를 적용한 후에, 본 방법은 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 에너지 (예를 들어, 광 또는 열)를 가하여 아크릴레이트 매트릭스를 가교결합시키거나 또는 아크릴레이트 매트릭스의 가교결합을 증가시키는 것을 추가로 포함한다.

일 실시 형태에서, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계; 중합성 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 포함하는 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및 (코팅 조성물의) 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10%인, 코팅 방법이 제공된다. 소정 실시 형태에서, 본 방법은 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어난다.

일 실시 형태에서, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재를 제공하는 단계; 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및 (코팅 조성물의) 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하는, 코팅 방법이 제공된다. 이러한 방법에서, 코팅 조성물은 N-하이드록시우레아 작용기를 포함하는 중합성 아크릴레이트 매트릭스; 중합성 아크릴레이트 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자; 및 개시제를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 본 방법은 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어난다.

본 발명은 라미네이트를 또한 제공한다.

일 실시 형태에서 라미네이트는 제1 라이너(liner); 제1 라이너에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 층; 고굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 저굴절률 재료를 포함하는 층; 및 저굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한 제2 라이너를 포함한다.

제2 실시 형태에서, 라미네이트는 제1 라이너; 제1 라이너에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 제1 층; 고굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 저굴절률 재료를 포함하는 층; 저굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 고굴절률 재료 (제1 층의 재료와 동일하거나 동일하지 않을 수 있음)를 포함하는 제2 층; 및 고굴절률 재료를 포함하는 제2 층에 인접한 제2 라이너를 포함한다.

라미네이트의 소정 실시 형태에서, 저굴절률 재료는 광 투명성 접착제이며, 고굴절률 재료는 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스이다. 소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제 (예를 들어, 감압 접착제 또는 열-활성화 접착제)이다.

따라서, 소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제로서 기능할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 접착제는 감압 접착제이며, 소정 실시 형태에서, 열-활성화 접착제 (예를 들어, 핫 멜트 접착제)이다.

본 명세서에서, 감압 접착제 (PSA)는 실온에서의 점착성 및 접착제로서의 거동에 대한 달퀴스트(Dahlquist) 기준을 충족하는 (즉, 접착성, 응집성, 유연성(compliance), 및 탄성의 균형을 제공하는) 접착제로서 정의된다.

열-활성화 접착제 ("HA")는 실온에서는 비점착성이지만 승온에서 일시적으로 점착성으로 되어 (즉, 활성화 온도에서 활성화되어) 기재에 접합하는 것이 가능한 접착제로서 정의된다. 이러한 활성화 온도에서 또는 그 초과에서, 이들은 PSA와 동일한 특징 (즉, 접착성, 응집성, 유연성, 및 탄성)을 갖는다. 열-활성화 접착제는 통상 실온보다 높은 유리 전이 온도 (T_g) 또는 융점 (T_m)을 갖는다. 온도가 T_g 또는 T_m 초과로 상승하면, 저장 탄성률은 통상 감소하고 접착제는 점착성이 된다.

대조적으로, 온도가 T_g 또는 T_m 미만으로 낮아지면, 저장 탄성률은 통상 증가하고 접착제 점착성이 감소되지만, 접합 강도는 유지되거나 증가한다.

본 명세서에서, 어구 "고 굴절률" 및 "고굴절률" 및 "높은 굴절률"은 상호 교환가능하게 사용된다.

본 명세서에서, 어구 "저 굴절률" 및 "저굴절률" 및 "낮은 굴절률"은 상호 교환가능하게 사용된다.

본 명세서에서, "인접한"은, 직접적 접촉 상태로 있거나, 또는 프라이머 또는 하드 코팅 층과 같은 하나 이상의 다른 재료에 의해 분리되어 있는, 전형적으로 층의 형태인, 2가지 재료를 지칭하는 데 사용될 수 있다. 흔히, 인접한 층은 직접 접촉하고 있다.

"포함하는" 및 그의 변형 용어는 이들 용어가 상세한 설명 및 청구범위에서 나타나는 경우 제한적 의미를 갖지 않는다.

"바람직한" 및 "바람직하게는"이라는 단어는 소정의 상황 하에서 소정의 이익을 줄 수 있는 본 발명의 실시 형태를 지칭한다. 그러나, 동일한 또는 다른 상황 하에서 다른 실시 형태가 또한 바람직할 수 있다. 나아가, 하나 이상의 바람직한 실시 형태들의 상세한 설명이 다른 실시 형태가 유용하지 않음을 의미하는 것은 아니며, 다른 실시 형태를 본 발명의 범주로부터 제외시키고자 하는 것은 아니다.

본 출원에서, 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")와 같은 용어는 오직 단수의 것만을 지칭하고자 하는 것이 아니라, 구체적인 예가 예시를 위해 사용될 수 있는 일반적인 부류를 포함하고자 하는 것이다. 용어 부정관사("a", "an") 및 정관사("the")는 용어 "적어도 하나"와 상호 교환적으로 사용된다. 목록에 뒤따르는 어구, "~ 중 적어도 하나" 및 "~ 중 적어도 하나를 포함한다"는 목록 내의 임의의 하나의 항목 및 목록 내의 둘 이상의 항목들의 임의의 조합을 지칭한다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이, "또는"이라는 용어는 일반적으로, 명백하게 그 내용이 달리 언급되지 않는 한, "및/또는"을 포함하는 통상적인 의미로 사용된다.

용어 "및/또는"은 열거된 요소들 중 하나 또는 모두를 또는 열거된 요소들 중 임의의 둘 이상의 조합을 의미한다.

또한 본 명세서에서, 모든 숫자는 "약"이라는 용어로, 그리고 바람직하게는 "정확하게"라는 용어로 수식되는 것으로 가정된다. 측정량과 관련하여 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "약"이라는 용어는, 그 측정의 목적 및 사용되는 측정 장비의 정확도에 상응하여 측정을 실시하고 소정 수준으로 주의를 기울이는 당업자에 의해 예측될 수 있는 바와 같은, 측정량에서의 변동을 지칭한다.

또한 본 명세서에서, 종점(endpoint)에 의한 수치 범위의 설명은 종점들과 더불어 그 범위 이내에 포함된 모든 수를 포함한다(예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4, 5 등을 포함한다).

본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "실온"은 약 20℃ 내지 약 25℃ 또는 약 22℃ 내지 약 25℃의 온도를 말한다.

본 발명의 상기의 개요는 본 발명의 각각의 개시되는 실시 형태 또는 모든 구현 형태를 설명하고자 하는 것이 아니다. 이하의 기재는 예시적인 실시 형태를 더 구체적으로 예증한다. 본 출원 전체에 걸쳐 여러 곳에서, 예들의 목록을 통하여 지침이 제공되며, 상기 예들은 다양한 조합으로 사용될 수 있다. 각각의 경우에, 열거된 목록은 단지 대표적인 군으로서의 역할을 하며, 배타적인 목록으로 해석되어서는 안된다.

도 1은 본 발명에 따른 예시적인 용품의 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 용품의 예시적인 제조 방법의 개략도.
도 3은 본 발명에 따른 예시적인 라미네이트의 개략도.
도 4는 본 발명에 따른 다른 예시적인 라미네이트의 개략도.
도 5는 ITO 패턴 은폐 시험에 기재된 바와 같은, 유리 상의 다이아몬드형 ITO 패턴에 대한 휘도 측정을 나타내는 그래프. x-축은 패널을 가로질러 스캔된 거리이고, y-축은 휘도이다.

본 발명은, 예를 들어 터치 스크린을 포함하는, 용품에서의 가시적인 무기 전기-전도성 트레이스, 특히 ITO 트레이스의 문제에 대처하는, 고굴절률 재료, 용품, 및 방법을 제공한다.

일반적으로, 이러한 문제는 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인 굴절률을 갖는 재료를 사용함으로써 대처된다. 이는 무기 전기-전도성 트레이스의 굴절률과 정합하는 굴절률을 갖는 재료를 사용하는 것을 수반하는 다른 방법에 비해 상당한 개선을 제공한다.

유리하게는, 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인 굴절률을 갖는 재료는 또한, 패턴을 은폐하기 위해 보통 사용되는 패턴화된 전도성 트레이스를 위한 고굴절률 언더코팅이 필요 없이, 전도성 트레이스 패턴화된 기재 위에 적용되어 패턴 가시성을 감소시킬 수 있다. 그러한 고굴절률 언더코팅은 전형적으로 전도성 트레이스 재료의 굴절률에 가깝게 정합한다.

예를 들어, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 (여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐)를 포함하는 용품에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층은 기재의 표면의 적어도 일부분 및 무기 전기-전도성 트레이스에 인접하며, 여기서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내이다. 소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±5% 이내이다.

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자를 포함한다. 소정 실시 형태에서, 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자이다. 그러한 실시 형태에서, 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 조합의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내이다. 소정 실시 형태에서, 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 조합의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±5% 이내이다.

전형적으로, 무기 나노입자가 분산되어 있지 않은 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 굴절률이 1.55 이상, 그리고 흔히 1.72 이하이다.

전형적으로, 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 굴절률이 1.55 이상, 그리고 흔히 1.9 이하이다.

아크릴레이트 매트릭스의 이러한 비교적 높은 굴절률은 매트릭스 그 자체로부터 또는 나노입자로부터, 또는 둘 모두로부터 기인할 수 있다. 예를 들어, 무기 나노입자가 비교적 높은 굴절률을 갖기만 한다면, 아크릴레이트 매트릭스는 일반적으로 저굴절률 재료 (예를 들어, 저굴절률 단량체로부터 유래됨)의 것일 수 있다. 대안적으로, 아크릴레이트 매트릭스는 일반적으로 고굴절률 재료의 것일 수 있으며, 이 경우에, 무기 나노입자가 사용될 수 있거나 사용되지 않을 수 있다.

도면을 참조하면, 도 1은 제1 기재(12)를 갖는 예시적인 용품(10)의 단면도를 나타낸다. 무기 전기-전도성 트레이스(14)가 기재의 제1 표면(12a)에 인접하여 있다. 트레이스는 제1 표면(12a) 상에 격자를 형성한다. 트레이스의 에지는 전기 커넥터 패드(16)에서 끝난다.

전형적으로, 기재(12)는 굴절률이 1.45 이상, 그리고 흔히 1.65 이하이다. 예시적인 기재는 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 사이클로-올레핀 공중합체 (COP), 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 또는 편광 필름과 같은 재료로 제조될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 기재는 렌즈, 터치 센서, 발광 디스플레이, 또는 광 반사 디스플레이로부터 선택되는 투명 디스플레이 기재이거나 또는 그 일부이다.

전형적으로, 무기 전기-전도성 트레이스(14)의 무기 재료는 굴절률이 1.65 이상, 그리고 흔히 2.5 이하이다. 무기 전기-전도성 트레이스의 제조에 사용되는 예시적인 재료에는 산화인듐주석, 도핑된(doped) ZnO, 및 산화안티몬주석이 포함된다.

소정 실시 형태에서, 기재 및 무기 전기-전도성 트레이스의 재료는 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률 사이의 차이가 0.2 초과가 되도록 선택된다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 중합된 아크릴레이트 매트릭스(18) (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)는 트레이스(14)에 인접해 있다. 트레이스는 격자 형태로 존재하기 때문에, 중합된 아크릴레이트 매트릭스(18)의 일부분이 제1 기재(12)의 노출된 제1 표면(12a)과 직접적 접촉 상태로 있을 수 있다. 중합된 아크릴레이트 매트릭스(18)는 전형적으로 기재(12)의 표면(12a)의 적어도 일부분 및 무기 전기-전도성 트레이스(14) 상에, 층으로 배치된다. 중합된 아크릴레이트 매트릭스 층의 두께는 트레이스를 완전히 덮기에 충분하다. 이 두께는, 트레이스들 사이에 함몰부(depression) 또는 밸리(valley)가 있을 수 있기 때문에, 전체 표면 전체에 걸쳐 균일하지 않을 수 있다.

도 1에 도시된 것은 아니지만, 소정 실시 형태에서, 무기 전기-전도성 트레이스는 상기 트레이스에 인접해 있는 얇은 장벽 (보호) 층 (도시되지 않음)을 가질 수 있으며, 이 경우, 중합된 아크릴레이트 매트릭스(18)는 트레이스에 직접적으로 접촉하지 않을 것이다. 그러한 보호 재료는 스퍼터링된(sputtered) 이산화규소 또는 탄화규소, 또는 고도로 가교결합된 아크릴레이트 또는 에폭시 기재의 경질 코팅을 포함할 수 있다.

선택적으로, 본 실시 형태는 중합된 아크릴레이트 매트릭스(18)에 인접한 제2 기재(11)를 포함한다. 제1 기재 및 사용될 경우 제2 기재는 광 투명성이다.

예시적인 광 투명성 기재에는 디스플레이 패널, 예를 들어, 액정 디스플레이, OLED 디스플레이, 터치 패널, 전기습윤(electrowetting) 디스플레이 또는 음극선관, 창유리 또는 글레이징, 광학 구성요소, 예를 들어, 반사기, 편광기, 회절 격자, 거울, 또는 커버 렌즈, 다른 필름, 예를 들어, 장식 필름 또는 다른 광학 필름이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일부 경우에, 제2 기재(11)가 역시 ITO 패턴화된 기재 (즉, ITO 트레이스(14) 및 커넥터 패드(16)를 갖는 기재(12)와 유사함)일 수 있다.

광 투명성 기재의 대표적인 예에는 유리, 및 폴리카르보네이트, 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리우레탄, 폴리(메트)아크릴레이트 (예를 들어, 폴리메틸 메타크릴레이트), 폴리비닐 알코올, 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 환형 올레핀 공중합체, 및 셀룰로오스 트라이아세테이트를 함유하는 것들을 포함하는 중합체 기재가 포함된다. 전형적으로, 커버 렌즈는 유리, 폴리(메틸 메타크릴레이트), 또는 폴리카르보네이트로 제조될 수 있다.

일부 경우에, 통상적인 광 투명성 접착제 (즉, 저굴절률 재료)는 중합된 아크릴레이트 매트릭스(18)와 제2 기재(11) 사이에 위치될 수 있다.

도 2는 도 1의 용품의 예시적인 제조 방법의 개략도를 도시한다. 본 방법은 제1 표면(22a)을 갖는 제1 기재(22)를 제공하는 단계를 포함한다. 전기 커넥터 패드(26)를 갖는 무기 전기-전도성 트레이스(24)가 제1 표면(22a)에 인접해 있다. 전사 테이프(30)의 롤이 제공된다. 테이프의 롤은 라이너(31) 상에 코팅된 중합된 아크릴레이트 매트릭스(38), 및 라이너(31)와 중합된 아크릴레이트 매트릭스(38) 사이에 배치된 선택적 광 투명성 접착제 (도시되지 않음)를 포함한다. 선택적으로, 라이너는 테이프의 롤이 풀리게 하는 이형 코팅을 포함한다. 전사 테이프는, 중합된 아크릴레이트 매트릭스(38)가 트레이스(24)와 접촉하도록, 제1 기재(22)의 제1 표면(22a)에 라미네이팅된다.

전형적으로, 라이너(31)를 제거하여 폐기하고, 중합된 아크릴레이트 매트릭스 상에, 또는 사용될 경우, 라이너와 중합된 아크릴레이트 매트릭스(38) 사이에 배치된 광 투명성 접착제 (도시되지 않음) 상에 제2 기재를 라미네이팅할 수 있다. 제2 기재 (도 2에는 도시되지 않으나, 도 1의 11과 유사함)는, 사용될 경우, 전형적으로 광 투명성이다. 광 투명성 기재의 예가 상기에 기재되어 있다. 상기 두 기재들의 라미네이션 시에, 전형적으로 접합은 공기 갭 없이 형성된다.

소정 실시 형태에서, 라미네이트를 적용한 후에, 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 에너지 (예를 들어, 광 또는 열)를 가하여 아크릴레이트 매트릭스를 가교결합시키거나 또는 아크릴레이트 매트릭스의 가교결합을 증가시킬 수 있다.

도 2는 전사 테이프의 용도를 도시하고 있으며, 이러한 전사 테이프로 만들어진 절단 시트 또는 다이컷을 사용하여 본 방법이 또한 실시될 수 있다. 또한, 소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스(38)는 그에 인접해 있는 제2 보호 라이너 (도시되지 않음)를 또한 포함할 수 있다.

본 발명은, 예를 들어, 전사 테이프 형태의 라미네이트를 또한 제공한다. 일 실시 형태에서, 그러한 라미네이트는 2개의 라이너 사이에 배치된 고굴절률 재료와 저굴절률 재료의 층상 구조물을 포함한다. 다른 실시 형태에서, 그러한 라미네이트는, 2개의 고굴절률 재료 층, 2개의 고굴절률 재료 층 사이에 배치된 저굴절률 재료 층, 및 각각의 고굴절률 재료 층의 외측 표면 상의 라이너의 층상 구조물을 포함한다. 그러한 실시 형태는 도 3 및 도 4에서 예시된다.

예시적인 전사 테이프가 도 3에서 라미네이트(70)로서 나타나 있다. 테이프의 롤에 대해 도 2와 관련하여 상기에 개시된 바와 같이, 라미네이트(70)는 고굴절률 재료(57) (예를 들어, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스), 및 라이너(41)와 고굴절률 재료(57) 사이에 배치된 저굴절률 재료(55) (예를 들어, 통상적인 광 투명성 접착제)를 포함한다. 따라서, 예시적인 라미네이트(70)는 라이너(41)와 라이너(42) 사이에 배치된 고굴절률 재료(57) 및 저굴절률 재료(55)를 포함하는 구조물(50) (바람직하게는, 접착 구조물(50))을 포함한다.

다른 예시적인 전사 테이프가 도 4에서 라미네이트(80)로서 나타나 있다. 라미네이트(80)는 2개의 고굴절률 재료 층(67, 69) (예를 들어, 본 명세서에 개시된 바와 같이, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스), 및 그들 사이에 배치된 저굴절률 재료(65) (예를 들어, 통상적인 광 투명성 접착제)를 포함하는 구조물(60) (바람직하게는, 접착 구조물(60))을 포함한다. 이러한 구조물(60)은 라이너(41)와 라이너(42) 사이에 배치된다. 층(67) 및 층(69)은 동일한 재료를 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다.

도 3 및 도 4의 라미네이트의 소정 실시 형태에서, 저굴절률 재료는 광 투명성 접착제이며, 고굴절률 재료는 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스이다. 소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제이다. 소정 실시 형태에서, 접착제는 감압 접착제 및 열-활성화 접착제 중 적어도 하나이다.

라이너를 제거함으로써, 전사 테이프를 사용하여, 도 2에 도시된, 단일 층의 고굴절률 층 (예를 들어, 중합된 아크릴레이트 매트릭스)(38)을 전달할 수 있거나, 또는 고굴절률 층과 저굴절률 층의 조합을 (각각, 도 3의 라미네이트(50), 및 도 4의 라미네이트(60)), 전도성 트레이스를 갖는 기재에 전달할 수 있다. 광학 은폐력을 얻기 위하여, 라미네이트의 고굴절률 층은 기재의 전도성 트레이스에 인접하도록 위치된다. 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 단일 층, 예를 들어, 도 2의 층(38)을 사용하는 경우, 층 두께는 바람직하게는 12.5 마이크로미터 이상, 또는 25 마이크로미터 이상, 또는 50 마이크로미터 이상, 또는 75 마이크로미터 이상, 또는 100 마이크로미터 이상, 또는 그 초과이다. 12.5 마이크로미터 미만이면, 단일 층이 전도성 트레이스를 완전히 덮고 디스플레이의 기재들 사이의 공기 갭을 채우기에 충분히 유연하지 않을 수 있다. 중합된 아크릴레이트 매트릭스(38)가 무기 나노입자를 함유하는 경우, 특히 더 큰 로딩의 무기 나노입자가 사용되는 경우, 매트릭스의 유연성 및 유동성이 감소될 수 있다. 그러한 경우에는, 25 마이크로미터 이상의 층 두께가 필요할 수 있다. 또한, 일부 디스플레이 조립체는, 고굴절률 재료가 또한 렌즈의 장식 잉크 스텝(decorative ink step)을 충전하는 것을 필요로 한다. 이러한 잉크 스텝은 높이가 10 내지 100 마이크로미터일 수 있어서, 고굴절률 층 (예를 들어, 중합된 아크릴레이트 매트릭스)(38)의 훨씬 더 두꺼운 코팅을 필요로 한다. 이러한 고굴절률 층에 대한 원료 비용은 상당할 수 있기 때문에, 층 두께를 증가시키는 것은 비용이 매우 많이 들 수 있다. 따라서, 다층 구조물 (예를 들어, 도 3의 구조물(50) 또는 도 4의 구조물(60))을 사용하는 것이 유리할 수 있다.

실제로, 고굴절률 층에 대해 상기에 논의된 것과 동일한 코팅 두께를 여전히 사용할 수 있지만, 고굴절률 층과 저굴절률 층 (예를 들어, 통상적인 OCA 층)을 조합함으로써, 이러한 라미네이트는 접착 특성 및 갭 충전 특성을 유지하거나 개선하는 동시에 전도성 트레이스 은폐의 광학 효과를 여전히 제공할 수 있는 것으로 밝혀졌다. 실제로, 저굴절률 층 (예를 들어, 통상적인 OCA 층)은 라미네이트에 두께 및 유연성을 부가할 수 있는 반면, 고굴절률 층은 전도성 트레이스 패턴화된 기재에 부착될 때 은폐력을 제공한다. 또한, 통상적인 OCA 층은 라미네이트에 상당한 점탄성 특성 및 접착 특성에 부여할 수 있기 때문에, 접착 특성을 저해하지 않으면서 고굴절률 층의 코팅 두께를 감소시키는 것이 가능하다. 통상적인 OCA 층은 전형적인 두께가 25 마이크로미터 이상, 또는 50 마이크로미터 이상, 또는 75 마이크로미터 이상, 또는 100 마이크로미터 이상, 또는 125 마이크로미터 이상, 또는 150 마이크로미터 이상, 또는 심지어 그 초과이다. 유리하게는, 이러한 조합의 결과로서, 고굴절률 층의 두께는 이제 12.5 마이크로미터 이하, 10 마이크로미터 이하, 8 마이크로미터 이하, 또는 심지어 그 미만으로 감소될 수 있다. 고굴절률 층이 기재 상의 전도성 트레이스를 완전히 덮기만 한다면, 광학 은폐력이 얻어질 수 있다. 흔히, 고굴절률 층의 최소한의 코팅 두께는 1 마이크로미터 이상, 또는 2 마이크로미터 이상, 또는 3 마이크로미터 이상, 또는 그 초과이다. 따라서, 도 3 및 도 4에 나타난 라미네이트는 상당한 이점을 제공한다.

적합한 라이너는 테이프 배킹, 광학 필름 또는 이형 라이너로서 통상적으로 사용되는 가요성 배킹 재료를 포함한다. 일반적으로, 임의의 적합한 가요성 재료가 그의 굴절률 또는 광 투명성에 대한 특정한 제한 없이 사용될 수 있는데, 그 이유는 이 재료는 제거되고, 패턴화된 기재를 포함하는 용품의 일부가 되지 않기 때문이다. 본 명세서에 기재된 라미네이트에 유용할 수 있는 테이프 배킹으로서 사용되는 가요성 배킹 재료의 전형적인 예에는 종이 (예를 들어, 크라프트지) 또는 중합체 필름, 예를 들어 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리에스테르 (예를 들어, 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 에틸렌 비닐 아세테이트, 셀룰로오스 아세테이트, 및 에틸 셀룰로오스로 만들어진 것들이 포함된다. 일부 가요성 배킹은 코팅을 가질 수 있다. 예를 들어, 이형 라이너는 실리콘-함유 재료 또는 플루오로탄소-함유 재료와 같은 저 접착력 성분으로 코팅될 수 있다.

소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제로서 기능할 수 있다. 소정 실시 형태에서, 접착제는 감압 접착제이며, 소정 실시 형태에서, 열-활성화 접착제이다.

요구될 경우, 중합된 아크릴레이트 매트릭스 이외의 접착제가 본 발명의 실시 형태에서 포함될 수 있다. 이러한 접착제는 감압 접착제 또는 열-활성화 접착제일 수 있다. 예를 들어, 전도성 트레이스에 면해 있는 고굴절률 층이 이미 경화된 경우에, 전도성 트레이스에 면해 있는 경화된 고굴절률 층과 제2 기재 사이에 액체 광 투명성 접착제 (LOCA)를 적용한 후에, LOCA를 경화시키는 것이 또한 가능하다. 그러한 광 투명성 접착제는 국제특허 공개 WO2010/084405A1호 및 WO2011/119828A1호에 개시된 유형의 것일 수 있다. 대안적으로, 완전히 경화된 광 투명성 접착제가 또한 아크릴레이트 매트릭스에 적용될 수 있다. 그러한 광 투명성 접착제는 미국 특허 출원 공개 제2009//0087629호, 및 국제특허 공개 WO 2010/040014A1호 및 WO 2011/112447A2호에 개시된 유형의 것일 수 있다.

상기에 언급된 바와 같이, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 비교적 높은 굴절률 (무기 나노입자가 분산되어 있는 경우에 예를 들어 1.55 내지 1.9, 또는 무기 나노입자가 분산되어 있지 않은 경우에 예를 들어 1.55 내지 1.72)을 갖는다. 따라서, 그러한 재료는 본 명세서에서 "고굴절률 재료" 또는 "고굴절률 층"으로서 지칭된다.

본 명세서에 사용되는 바와 같이 어구 "고 굴절률" 및 "고굴절률"은, 1.55 이상, 및 소정 실시 형태에서, 1.6 이상의 굴절률을 지칭한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같은 어구 "저 굴절률" 및 "저굴절률"은 1.55 미만, 소정 실시 형태에서, 1.52 이하, 및 소정 실시 형태에서 1.50 이하의 굴절률을 지칭한다.

소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 또한 광 투명성이다. 본 명세서에서, "광 투명성"은 재료 (50 마이크로미터 두께 층)의 광 투과율 값이 85% 이상, 바람직하게는 90% 이상임을 의미한다. 용어 "광 투과율 값"은 400 내지 700 nm의 파장에서의 총 입사광에 대한 백분율로서의, 광원을 향해 다시 반사되지 않은 광의 백분율 (방출된 광/광원 × 100)을 지칭한다. 또한, 소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (50 마이크로미터 두께 층에 대해 측정됨)는 2% 미만, 바람직하게는 1% 미만의 탁도(haze)를 나타낸다. 추가적인 은폐력을 위해 소정 상황에서는 소량의 탁도가 바람직할 수 있다.

전형적으로, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 중성색(neutral color)을 띠지만 (즉, 착색제가 첨가되지 않아서 CIE LAB 스케일에서의 "a" 및 "b" 값이 ±0.5 미만임), 소정 상황에서는 추가적인 은폐력을 위해 또는 디스플레이로부터의 더 우수한 컬러 출력(color output)을 위해 약간의 색을 허용하는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 기재 및 무기 전기-전도성 트레이스에 대해 양호한 접착력을 나타낸다. 이는, 매트릭스가 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 고굴절률 층, 무기 전기-전도성 트레이스를 갖는 기재, 및 (이형 라이너가 아닌) 제2 기재를 포함하는 라미네이트에 대해, 전자 장치에 대해 보통 사용되는 내구성 시험을 통과하기에 충분한 접착력을 가짐을 의미한다.

전형적으로 그러한 내구성 시험은 평가할 각각의 재료의 개별 샘플에 대한 3가지 시험을 포함한다: (시험 1) 65℃ 및 90% 상대 습도에의 노출; (시험 2) 85℃ (수분 첨가 없음)에의 노출; 및 (시험 3) 온도 사이클링 (예를 들어, -40℃에서 8시간, 1시간 만에 85℃로 상승, 85℃에서 8시간 유지, 및 1시간 만에 -40℃로 냉각). 각각의 시험을 "통과"한다는 것은, 열거된 조건에 3일 노출 후에, 접착제 층이 어떠한 탈층 또는 기포 형성의 징후도 나타내지 않음을 의미한다.

또한, 소정 실시 형태에서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 무기 전기-전도성 트레이스의 전도도의 변화를 거의 또는 전혀 나타내지 않는다. 일반적으로, 65℃ 및 90% 상대 습도에 21일 동안 노출될 때, 전기-전도성 트레이스와 직접적 접촉 상태로 있는 고굴절률 층은 트레이스의 전기 저항에 있어서 20% 초과의 변화를 유발해서는 안된다 (바람직하게는, 변화가 없다).

아크릴레이트 매트릭스

중합된 아크릴레이트 매트릭스는 중합성 아크릴레이트 매트릭스로부터 형성된다. 이와 관련하여, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴아미드 단량체, (메트)아크릴레이트-작용성 올리고머, (메트)아크릴아미드-작용성 올리고머, 펜던트(pendant) (메트)아크릴로일 기 및 선택적 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체, 무기 나노입자 상의 (메트)아크릴레이트-유도된 올리고머 또는 중합체 기, 무기 나노입자 상의 (메트)아크릴아미드-유도된 올리고머 또는 중합체 기 또는 그 조합 중 하나 이상으로부터 형성된다.

따라서, 본 명세서에서, "아크릴레이트 매트릭스"는, 단량체, 올리고머, 중합체, 및 작용화된 나노입자를 포함하는, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트뿐만 아니라 아크릴아미드 및 메타크릴아미드를 포함한다. 그러한 재료에는 (메트)아크릴레이트-작용성 재료가 포함될 수 있는데, 그러한 작용기는, 예를 들어, 폴리에스테르, 에폭시, 또는 폴리우레탄으로부터 유도된 골격 상의 말단 또는 펜던트 기이다.

아크릴레이트 단량체의 예에는 (메트)아크릴 에스테르 단량체 (즉, (메트)아크릴산 에스테르 단량체 또는 (메트)아크릴레이트 단량체), 고굴절률 단량체 (전형적으로 방향족 기를 포함함), 극성 단량체, 또는 다른 선택적 단량체가 포함된다.

(메트)아크릴레이트 단량체는 지방족, 지환족, 또는 방향족 기를 포함할 수 있다. 유용한 (메트)아크릴레이트 (즉, (메트)아크릴산 알킬 에스테르 단량체)에는 알킬 기가 1 내지 최대 22개, 특히 1 내지 최대 18개의 탄소 원자를 갖는, 비-3차 알킬 알코올의 선형 또는 분지형 1작용성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트가 포함된다. 유용한 단량체에는, 예를 들어, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, n-노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴 (메트)아크릴레이트, 베헤닐 (메트)아크릴레이트, 및 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 및 그 조합이 포함된다.

소정 실시 형태에서, 적합한 (메트)아크릴 에스테르 단량체에는 아크릴산 또는 메타크릴산과 1-부탄올, 1-펜탄올, 2-펜탄올, 3-펜탄올, 2-메틸-1-부탄올, 1-메틸-1-부탄올, 1-메틸-1-펜탄올, 2-메틸-1-펜탄올, 3-메틸-1-펜탄올, 2-에틸-1-부탄올, 2-에틸-1-헥산올, 3,5,5-트라이메틸-1-헥산올, 3-헵탄올, 2-옥탄올, 1-데칸올, 1-도데칸올 등과 같은 비-3차 알킬 알코올과의 에스테르, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것들이 포함되지만, 이로 한정되지 않는다.

전형적으로 방향족 기를 포함하는, 적합한 고굴절률 단량체에는 2-페녹시에틸 아크릴레이트 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 유에스에이, 엘엘씨(Sartomer USA, LLC)로부터 상표명 SR339로 입수가능함), 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트 (미국 뉴저지주 우드랜드 소재의 사이텍 인더스트리(Cytec Ind.)), 2-페닐페녹시에틸 아크릴레이트 (대만 타이페이 소재의 더블 본드 케미칼 인더스트리 컴퍼니(Double Bond Chemical Ind. Co.)) 및 2-프로펜산 (3-페녹시페닐)메틸 에스테르 (대한민국 소재의 미원 케미칼 컴퍼니(Miwon Chemical Co.)), 에톡실화 비스페놀 A 다이아크릴레이트 (사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 상표명 SR601, SR602, 및 SR349로, 그리고 대만 카오슝 소재의 이터널 케미칼 컴퍼니(Eternal Chemical Co.)로부터 상표명 EM2261 및 EM2263으로 입수가능함), 에톡실화 비스페닐 플루오렌 다이아크릴레이트 및 희석제와의 이의 블렌드 (대한민국 소재의 미원 케미칼 컴퍼니로부터 상표명 HR6040, HR6042, 및 HR6060으로, 그리고 대만 카오슝 소재의 이터널 케미칼 컴퍼니로부터 EM2206으로 입수가능함), 및 다른 단량체, 예를 들어, 대만 타이페이 소재의 더블 본드 케미칼 인더스트리 컴퍼니로부터 상표명 DM R1610으로 입수가능한 것이 포함된다. 고굴절률 단량체에는, 할로겐화될 수 있거나 할로겐화되지 않을 수 있는, 2-바이페닐 아크릴레이트, 2-바이페닐 에틸 아크릴레이트, 2-바이페닐 헥실 아크릴레이트, 및 2-벤질 아크릴레이트가 또한 포함된다.

극성 단량체에는, 하이드록실, 카르복실산, 아미드, 우레탄, 또는 우레아 작용기를 함유하는 아크릴 단량체와 같은 자유-라디칼 공중합성 단량체가 포함된다.

유용한 카르복실산에는 아크릴산 및 메타크릴산이 포함된다.

N-비닐락탐과 같은 단량체가 또한 포함될 수 있다.

유용한 아미드에는 N-비닐 카프로락탐, N-비닐 피롤리돈, (메트)아크릴아미드, N-메틸 (메트)아크릴아미드, N,N-다이메틸 메트(아크릴아미드), N-아이소프로필 (메트)아크릴아미드 및 N-옥틸 (메트)아크릴아미드가 포함된다.

특수 황-함유 수지가 중합성 아크릴레이트 매트릭스에 사용될 수 있다. 그러한 수지에는, 예를 들어, 일본 소재의 스미토모 세이카 케미칼스 컴퍼니(Sumitomo SeiKa Chemicals Co.)로부터의 비스(4-메타크릴로일티오페닐) 설파이드, 비스[4-(2,3-에폭시프로필티오)페닐]설파이드, 및 1,1'-티오비스[4-(에테닐티오)메틸]-벤젠이 포함된다.

적합한 아크릴레이트 올리고머에는 비스페놀 A 에폭시 다이아크릴레이트 (미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 상표명 CN120 및 CN104로 입수가능함), 에폭시 아크릴레이트 올리고머 (대만 타이페이 소재의 더블 본드 케미칼 인더스트리 컴퍼니로부터 상표명 DM 156으로 입수가능함)가 포함된다.

이와 관련하여, 올리고머는 복수의 단량체성 반복 단위를 포함하며, 여기서, 올리고머는 올리고머를 구성하는 조성물의 얽힘 분자량(entanglement molecular weight)보다 작은 분자량을 갖는 재료를 야기하는 중합도를 갖는다. 대조적으로, 중합체는 복수의 단량체성 반복 단위를 포함하며, 여기서, 중합체는 중합체를 구성하는 조성물의 얽힘 분자량을 초과하는 분자량을 야기하는 중합도를 갖는다.

무기 나노입자에 부착된 적합한 아크릴레이트-유도된 올리고머성 또는 중합체성 기에는 상기에 열거된 아크릴레이트 단량체로부터 유도된 것들이 포함된다. 무기 나노입자에 부착된 올리고머성 또는 중합체성 기는, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 무기 나노입자 상에 고정된(anchored) 자유-라디칼 개시제로부터의 개시 및 사슬-성장에 의해 형성될 수 있다 (즉, "성장(grow from)" 기술). 대안적으로 또는 추가적으로, 이들은, 사슬 전달 기 (예를 들어, 메르캅탄)를 함유하는 나노입자의 존재 하에, 상기에 열거된 아크릴레이트 단량체의 자유-라디칼 중합에 의해 형성될 수 있다 (즉, "그래프트(graft to)" 기술).

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 방향족 기, 예를 들어 상기한 고굴절률 단량체로부터 유도된 것들이 포함된다.

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 브로마이드, 인, N-하이드록시우레아, 또는 황 기를 추가로 포함한다. 전형적으로 그러한 기는, 하기와 같은, 아크릴레이트 매트릭스를 제조하는 데 사용될 수 있는 단량체에 존재한다:

(2-(2,4,6-트라이브로모페녹시)에틸 아크릴레이트),

,

및

(미국 특허 출원 공개 제2011/0126734호에 기재됨), 및

(일본 소재의 스미토모 세이카 케미칼스 컴퍼니로부터 구매가능함), 및 비스[4-(아크릴로일옥시 에톡시)페닐 설파이드 (일본 토아고세이(Toagosei)로부터 입수가능한, TO-2066).

유의하게, N-하이드록시우레아 작용기는, 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은 폴리에스테르 (PET), 및 사이클로-올레핀 공중합체와 같은 소정 기재에 대한 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 접착을 촉진할 수 있다.

소정 실시 형태에 대해, 본 발명의 아크릴레이트 매트릭스는 미국 특허 출원 공개 제2010/0222496호 및 제2009/0105437호에 따른 방법을 사용하여 제조될 수 있다. 아크릴레이트 매트릭스는, 고굴절률 단량체, 예를 들어, 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트, 2-페닐페녹시에틸 아크릴레이트, 2-프로펜산 (3-페녹시페닐)메틸 에스테르, 2-바이페닐옥시 헥실 아크릴레이트, 2-(2,4,6-트라이브로모페녹시)에틸 아크릴레이트, 및 다른 방향족 아크릴레이트 단량체 (예를 들어, 사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 입수가능한, CD 590) 및 선택적으로 저굴절률 단량체, 예를 들어, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 및 아이소보르닐 아크릴레이트의 조합으로부터 유도될 수 있다. 전형적으로 이러한 저굴절률 단량체는 고굴절률 아크릴레이트 조성물에서 더 낮은 수준으로 사용된다. 예를 들어, 이러한 저굴절률 단량체는 아크릴레이트 매트릭스 조성물 100 중량부당 30 중량부 미만, 또는 아크릴레이트 매트릭스 조성물 100 중량부당 20 중량부 미만의 수준으로 사용될 수 있다. 더 높은 수준은 전형적으로 조성물의 전체 굴절률의 신속한 강하를 야기한다. 그러나, 이러한 저굴절률 단량체를 사용하여 아크릴레이트 매트릭스의 전체 리올로지(rheology)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 아이소보르닐 아크릴레이트를 사용하여 Tg를 증가시키고 접착제를 비점착성으로 만들어서, 예를 들어, 열-활성화 가능한 특성을 얻을 수 있다. n-부틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트와 같은 단량체를 사용하여 점착성을 증가시킬 수 있는데, 그 이유는 이들이 아크릴레이트 매트릭스 조성물에 더 낮은 Tg 및 더 낮은 모듈러스를 제공하기 때문이다.

소정 실시 형태에서, 나노입자 상에 그래프트된 중합체는, 단일중합체로서 낮은 Tg (30℃ 미만)를 산출하는 고굴절률 (예를 들어, 1.55 이상의 굴절률) 모노-아크릴레이트로부터 유도될 수 있다. 그러한 모노-아크릴레이트에는 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트, 2-페닐페녹시에틸 아크릴레이트, 2-프로펜산 (3-페녹시페닐)메틸 에스테르, 2-바이페닐옥시 헥실 아크릴레이트, 2-(2,4,6-트라이브로모페녹시)에틸 아크릴레이트, 및 다른 방향족 아크릴레이트 단량체 (사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 입수가능한, CD 590)가 포함된다. 이러한 더 낮은 Tg를 산출하는 단량체는 입자 상에 그래프트된 중합체에 점착성을 제공하여, 그래프트된 입자 그 자체가 점착성으로 되어 약간의 접착성을 나타내게 할 수 있다.

나노입자 상에 그래프트된 중합체는 고굴절률 및 고 Tg를 산출하는 모노-아크릴레이트, 예를 들어, 카르바졸 에틸 아크릴레이트 및 나프틸(티오)옥시알킬 아크릴레이트 단량체로부터 또한 유도될 수 있다. 이러한 단량체는, 저굴절률 및 저 Tg를 산출하는 아크릴레이트 단량체, 예를 들어, 아이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 에톡실화 (4) 노닐 페놀 아크릴레이트 (사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 입수가능한, SR504), 및 카프로락톤 아크릴레이트 (사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 입수가능한, SR495B)와 조합될 수 있다. 전형적으로, 나노입자 상에 그래프트된 중합체 내의 저굴절률 단량체 함량은 낮은 농도로, 예를 들어, 입자 상에 중합체를 제조하는 데 사용되는 단량체 100 중량부당 20 중량부 미만으로 사용된다.

소정 실시 형태에 대해, 펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체는 둘 이상의 상이한 유형의 (메트)아크릴레이트 단량체 (즉, 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트 단량체)로부터 형성될 수 있다. 미경화 상태에서, 그러한 공중합체는 중량 평균 분자량이 100,000 달톤 내지 400,000 달톤일 수 있고 (메트)아크릴로일 기들 사이의 평균 거리가 14,000 달톤 이상일 수 있다. 이러한 공중합체는 발명의 명칭이 "펜던트 (메트)아크릴로일 기를 포함하는 접착제, 용품, 및 방법"(ADHESIVE INCLUDING PENDANT (METH)ACRYLOYL GROUPS, ARTICLE, AND METHOD)인 본 출원인의 출원 (대리인 서류 번호 71129US002), 2012년 11월 16일자로 출원된 미국 가출원 제61/727,384호에 기재되어 있다.

소정 실시 형태에서, 펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체는 (예를 들어, 최종 재료의 모듈러스 및 Tg를 제어하기 위한) 하나 이상의 (메트)아크릴 에스테르 단량체, 및 하나 이상의 공중합성 극성 단량체, 및 선택적으로, 하나 이상의 다른 단량체로부터 유도될 수 있다.

소정 실시 형태에서, 펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체는 50 중량부 이상의 (메트)아크릴 에스테르 단량체, 및 0.1 중량부 이상의 공중합성 극성 단량체로부터 유도될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적으로 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체는 95 중량부 이하의 (메트)아크릴 에스테르 단량체, 및 50 중량부 이하의 공중합성 극성 단량체로부터 유도될 수 있다. 다른 선택적 단량체는 0 내지 30 중량부의 양으로 사용될 수 있다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하기 위한 (메트)아크릴레이트 단량체 (즉, (메트)아크릴산 에스테르 단량체는 지방족, 지환족, 또는 방향족 기를 포함할 수 있다. 유용한 (메트)아크릴레이트 단량체에는 알킬 기가 1 내지 최대 22개, 특히 1 내지 최대 18개의 탄소 원자를 갖는, 비-3차 알킬 알코올의 선형 또는 분지형 1작용성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트가 포함된다. 유용한 단량체에는, 예를 들어, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, n-노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴 (메트)아크릴레이트, 베헤닐 (메트)아크릴레이트, 및 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 및 그 조합이 포함된다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하는 다른 유용한 (메트)아크릴레이트 단량체는 방향족 기를 포함하며, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 (사토머 유에스에이, 엘엘씨로부터 상표명 SR339로 입수가능함), 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트 (미국 뉴저지주 우드랜드 소재의 사이텍 인더스트리), 2-페닐페녹시에틸 아크릴레이트 (대만 타이페이 소재의 더블 본드 케미칼 인더스트리 컴퍼니), 프로피온산 (3-페녹시페닐)메틸 에스테르 (대한민국 소재의 미원 케미칼 컴퍼니), 및 그 조합을 포함한다.

본 명세서에 기재된 바와 같은 다른 고굴절률 단량체가, 펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하는 데 사용될 수 있다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하기 위해 유용한 극성 단량체에는 전형적으로 하이드록실 및/또는 카르복실산 작용체가 포함되지만, 다른 작용기, 예를 들어, 우레탄, 우레아, 또는 아미드 작용체가 역시 유용할 수 있다.

유용한 산-작용성 단량체에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 및 그 조합이 포함된다. 무수물, 예를 들어, 말레산 무수물 및 메타크릴산 무수물이 또한 사용될 수 있다.

유용한 하이드록실-작용성 단량체는 전형적으로 하이드록실 당량이 400 미만이다. 하이드록실 당량 분자량은, 단량체성 화합물의 분자량을 단량체성 화합물 내의 하이드록실 기의 개수로 나눈 값으로서 정의된다. 이러한 유형의 유용한 단량체에는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴아미드, 및 3-하이드록시프로필아크릴아미드가 포함된다. 추가로, 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드로부터 유도된 글리콜에 기반한 하이드록실 작용성 단량체가 또한 사용될 수 있다. 이러한 유형의 단량체의 예에는, 독일 소재의 코그니스(Cognis)로부터 상표명 바이소머(Bisomer) PPA 6으로 입수가능한, 하이드록실 종결된 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트가 포함된다. 요구될 경우, 그러한 단량체들의 다양한 조합이 사용될 수 있다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하기 위한 다른 선택적 단량체에는 (메트)아크릴아미드, N-아이소프로필 (메트)아크릴아미드, N,N-다이메틸 (메트)아크릴아미드, N-옥틸 아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트, N-비닐 피롤리돈, N-모르폴리노 아크릴레이트, 다이아세톤 (메트)아크릴아미드, N-비닐 락탐, 비닐 에스테르 (예를 들어, 비닐 아세테이트), 스티렌뿐만 아니라, 고 Tg 거대단량체, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트 또는 폴리스티렌에 기반한 것들이 포함된다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하기 위한 소정 실시 형태에서, (메트)아크릴레이트 단량체는 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴 (메트)아크릴레이트, 베헤닐 (메트)아크릴레이트, 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 및 그 조합으로부터 선택된다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하기 위한 소정 실시 형태에서, 극성 단량체는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴아미드, 3-하이드록시프로필아크릴아미드, 및 그 조합으로부터 선택되는 하이드록실-작용성 단량체이다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 펜던트 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체를 제조하기 위한 소정 실시 형태에서, 선택적 단량체는 (메트)아크릴아미드, N-아이소프로필 (메트)아크릴아미드, N-모르폴리노 아크릴레이트, 다이아세톤 (메트)아크릴아미드, 비닐 아세테이트, 스티렌, 및 그 조합으로부터 선택된다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기를 갖지 않는 공중합체는, 미국 특허 제5,637,646호 (엘리스(Ellis)) 및 제5,986,011호 (엘리스 등)에 개시된 바와 같이, 또는 통상적인 용액 중합에 의해, 단열 조건 하에서 제조될 수 있다.

펜던트 (메트)아크릴로일 기를 공중합체 내에 포함시키는 간접적인, 그러나 바람직한 방법은 상기 공중합체의 단량체 단위 중에 극성 단량체 중에 상기에 기재된 반응성 펜던트 작용기를 포함하는 어떤 것을 포함시키는 것이다. 이러한 펜던트 반응성 작용기는 반응성 펜던트 작용기와 공동 반응성(co-reactive)인 작용기를 포함하는 불포화 화합물과 반응한다. 상기 두 작용기가 반응할 때, 펜던트 불포화 결과를 갖는 분자, 즉, 생성된 공중합체는 펜던트 (메트)아크릴로일 기를 가질 것이다. 일반적으로, 상기 반응은 고리 개환, 부가, 또는 축합 메커니즘에 의해 반응하는 친핵성 작용기와 친전자성 작용기 사이에서의 것이다.

펜던트, 자유-라디칼 중합성 작용기를 포함시키는 이러한 "간접적 방법"을 이용하면, 바람직한 반응성 작용기는 하이드록실 및 산 기를 포함한다. 펜던트 반응성 작용기가 하이드록실 기를 포함할 때, 공동 반응성 작용기는 바람직하게는 카르복실산, 아이소시아나토, 에폭시, 또는 무수물 기를 포함한다. 펜던트 반응성 작용기가 카르복실산 기를 포함할 때, 공동 반응성 작용기는 바람직하게는 하이드록실, 아미노, 에폭시, 아이소시아네이트, 아지리딘, 아제티딘, 또는 옥사졸리닐 기를 포함한다. 펜던트 기가 무수물을 포함할 때, 공동 반응성 기는 하이드록실 또는 아민 기일 수 있다.

소정 실시 형태에서, 펜던트 (메트)아크릴로일 기는 공중합체 내의 하이드록실 기와 아이소시아나토에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 사이의 반응으로부터 형성될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 펜던트 (메트)아크릴로일 기는 공중합체 내의 카르복실산과 글리시딜 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 사이의 반응으로부터 형성될 수 있다.

또 다른 실시 형태에서, 펜던트 (메트)아크릴로일 기는 아크릴 공중합체 내의 무수물 기와 하이드록실 작용성 단량체, 예를 들어 2-하이드록스에틸 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 사이에서 형성될 수 있다.

전형적으로 본 발명의 중합성 아크릴레이트 매트릭스는, 예를 들어, UV 방사선 또는 열을 사용하여 경화시키기 위하여 개시제와 배합될 필요가 있을 것이다. 따라서, 소정 실시 형태에서, 본 발명의 (메트)아크릴레이트 공중합체를 포함하는 접착제는 개시제를 또한 포함한다. 적합한 개시제는 자유-라디칼 개시제 (즉, 자유-라디칼 생성 개시제), 예를 들어 열개시제 또는 광개시제이다. 개시제들의 다양한 조합이 본 발명의 접착제 중에 포함될 수 있다.

열개시제의 예에는 다양한 과산화물, 예를 들어, 벤조일 퍼옥사이드, 사이클로헥산 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 다이-tert-아밀 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 다이-쿠밀 퍼옥사이드, 및 아르케마, 인크.(Arkema, Inc.) (미국 펜실베이니아주 킹 오브 프러시아 소재)로부터 상표명 루퍼졸(LUPERSOL)로 구매가능한 과산화물 (예를 들어, 2,5-비스(tert-부틸퍼옥시)-2,5-다이메틸헥산인 루퍼졸 101, 및 2,5-다이메틸-2,5-다이-(tert-부틸퍼옥시)-3-헥신인 루퍼졸 130); 다양한 하이드로퍼옥사이드, 예를 들어 tert-아밀 하이드로퍼옥사이드 및 tert-부틸 하이드로퍼옥사이드; 및 아조 화합물, 예를 들어 2,2'-아조비스(2-메틸부탄 니트릴)인 바조(VAZO) 67, 2,2'-아조비스(아이소부티로니트릴)인 바조 64, (2,2'-아조비스(2,4-다이메틸펜탄니트릴)인 바조 52, 및 1,1'-아조비스(사이클로헥산카르보니트릴)인 바조 88을 비롯하여 상표명 바조로 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E.I. du Pont de Nemours and Co.) (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재)로부터 입수가능한 것; 및 다이메틸-2,2'-아조비스아이소부티레이트인, 와코 스페셜티 케미칼즈(Wako Specialty Chemicals) (미국 버지니아주 리치몬드 소재)로부터의 V-601이 포함된다.

광개시제의 예에는 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 시바 케미칼즈(Ciba Chemicals)로부터 상표명 이르가큐어(IRGACURE) 651 (이는 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논임)로 입수가능한 것, 바스프 코포레이션(BASF Corp.)으로부터 상표명 루시린(LUCIRIN)-TPO-L로 입수가능한 것, 및 시바 스페셜티 케미칼즈(Ciba Specialty Chemicals)로부터 이르가큐어 184 (이는 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤임)로 입수가능한 것이 포함된다.

선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 본질적으로 점착성일 수 있다. 요구될 경우, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 점착제가 첨가될 수 있다. 유용한 점착제에는, 예를 들어, 로진 에스테르 수지, 방향족 탄화수소 수지, 지방족 탄화수소 수지, 및 테르펜 수지가 포함된다. 일반적으로, 수소화 로진 에스테르, 테르펜 또는 방향족 탄화수소 수지로부터 선택되는 연한 색의 점착제가 사용될 수 있다. (메트)아크릴레이트로부터 유도되는 저분자량 (예를 들어, GPC에 의한 Mw에 대해 50,000 달톤 이하) 및 고 Tg (예를 들어, 30℃ 초과) 중합체가 점착제로서 또한 사용될 수 있다. 예를 들어, 그러한 점착제는 미국 특허 제6,783,850호 및 제6,939,911호에 기재되어 있다. 방향족 점착제가, 그의 더 높은 굴절률 때문에 일반적으로 바람직하다.

예를 들어, 오일, 가소제, 산화방지제, UV 안정제, 안료, 경화제, 사슬 전달제, 중합체 첨가제, 및 다른 첨가제를 포함하는 다른 재료가 특정 목적을 위해 본 발명의, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 첨가될 수 있다. 소정 실시 형태에서, 그러한 첨가제는 접착제의 광 투명성 및 굴절률을 유의하게 감소시키지 않는 것이 요구된다. 그러한 선택적 성분들의 아이덴티티(identity) 및 상대적인 양은 당업자에게 잘 알려져 있다.

예를 들어, 산화방지제 및/또는 안정제, 예를 들어 하이드로퀴논 모노메틸 에테르 (p-메톡시페놀, MeHQ), 및 상표명 이르가녹스(IRGANOX) 1010 (테트라키스(메틸렌(3,5-다이-tert-부틸-4-하이드록시하이드로신나메이트))메탄)으로 바스프로부터 입수가능한 것을 (메트)아크릴레이트 공중합체 내에 혼합하여 그의 온도 안정성을 증가시킬 수 있다. 사용될 경우, 전형적으로 산화방지제 및/또는 안정제는 공중합체의 총 중량을 기준으로 0.01 중량% (중량 퍼센트) 내지 1.0 중량%의 범위로 사용된다.

중합 기술 분야에서 잘 알려진 사슬 전달제가 또한 포함되어 분자량 또는 다른 중합체 특성을 제어할 수 있다. 적합한 사슬 전달제에는 사브롬화탄소, 헥산브로모에탄, 브로모트라이클로로메탄, 2-메르캅토에탄올, t-도데실메르캅탄, 아이소옥틸티오글리코에이트, 3-메르캅토-1,2-프로판다이올, 쿠멘, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-메르캅토 부티레이트) (쇼와 덴코(Showa Denko)로부터 상표명 카렌즈(Karenz) MT PE1로 입수가능함), 에틸렌 글리콜 비스티오글리콜레이트, 및 이들의 혼합물의 군으로부터 선택되는 것이 포함되지만, 이에 한정되지 않는다. 특정 사슬 전달제의 반응성 및 요구되는 사슬 전달의 양에 따라, 단량체(들)의 총 중량을 기준으로 0 내지 5 중량%가 사용될 수 있다.

중합성 아크릴레이트 매트릭스가, 전기-전도성 트레이스를 갖는 기재의 적용을 위한 라미네이팅 공정에서의 사용을 위해, 라이너 상에 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 제조하는 데 사용될 수 있다. 대안적으로, 코팅 공정을 사용하여 전기-전도성 트레이스를 갖는 기재에 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 직접 적용할 수 있다.

많은 경우에, 본 발명의, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 제조를 위한 단량체의 자유 라디칼 중합은 용매 없이 일어날 수 있으며, 즉, 상기 단량체 그 자신뿐만 아니라 형성된 공중합체도 전부 혼화가능한 실제 벌크 중합이 일어날 수 있다. 그러나, 상기 단량체는 일부의 경우에 용매를 필요로 할 수 있다. 적합한 용매는 코팅 조성물의 모든 다른 성분들과 혼화가능한 것이다. 이는, 조성물이 희석된 형태에서 그리고 건조 동안 균질한 채로 남아 있어서 용매로부터의 상기 성분의 분리가 없으며, 예를 들어, 나노입자 응집 또는 성분들의 더 큰 상분리가 없음을 의미한다. 또한, 적합한 용매는 코팅 공정 동안 코팅의 경화를 허용하기에 충분히 빠르게 건조되는 것이다. 그리고, 적합한 용매는 코팅 조성물이 적용되는 기재를 손상시키지 않는 것이다 (예를 들어, 이것은 중합체 필름의 잔금(crazing)을 야기할 수 없다). 예시적인 용매에는 메틸 에틸 케톤, 메틸 아이소부틸 케톤, 1-메톡시-2-프로판올, 아이소프로필 알코올, 톨루엔, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 아세톤 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 사용될 경우, 그러한 용매는 반응 혼합물의 총 중량을 기준으로 10 중량% 미만의 양으로, 그리고 흔히, 5 중량% 미만의 양으로 존재한다. 전형적으로 그러한 용매는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 사용 전에 제거된다.

무기 나노입자

소정 실시 형태에서, 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에)는 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자를 갖는다. 그러한 나노입자는, 전형적으로 그의 굴절률이 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률보다 더 높기 때문에, 복합 재료의 굴절률을 상승시키는 수단을 제공한다.

유용한 무기 나노입자는 크기 (평균 입자 크기, 이는 입자의 최장 치수, 예를 들어, 구형 입자의 직경 또는 로드의 길이임)가 150 나노미터 (nm) 이하, 바람직하게는 20 nm 이하이다. 이들은 표면 개질되거나 표면 개질되지 않을 수 있다 (즉, 나노입자의 표면 상에 작용기, 올리고머 또는 중합체를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다).

소정 실시 형태에서, 무기 나노입자는, 표면 개질 없이, 비교적 높은 굴절률을 갖는다. 소정 실시 형태에서, 무기 나노입자는, 표면 개질 없이, 굴절률이 1.8 이상이다.

유기 재료에 의한 무기 나노입자의 표면 개질은 나노입자의 굴절률을 감소시킬 수 있다. 이는, 표면 개질제의 굴절률이 낮고, 코어 무기 입자에 비해 표면 개질제의 부피 백분율이 높은 경우에 특히 그러하다. 따라서, 전형적으로 더 높은 굴절률의 개질제, 예를 들어, 지방족 모이어티(moiety)보다는 방향족 모이어티를 포함하는 것이 바람직하다.

표면-개질된 나노입자가 조성물에 첨가되는 경우에, 그의 바람직한 굴절률은 1.6 이상, 또는 1.65 이상, 또는 1.70 이상이다. 이러한 나노입자는 전형적으로 산화안티몬주석, 이산화지르코늄, 이산화티타늄, 또는 산화아연으로부터 유도된다.

그러한 고굴절률 나노입자의 대표적인 예에는 지르코니아 (ZrO₂), 티타니아 (TiO₂), 황화아연 (ZnS), 안티몬 산화물 (예를 들어, 산화안티몬주석), 산화아연 (ZnO), 주석 산화물 (예를 들어, 산화인듐주석), 단독 또는 조합 (혼합된 금속 산화물을 포함함)이 포함된다. 코팅 조성물에 사용하기 위한 지르코니아는 날코 케미칼 컴퍼니(Nalco Chemical Co.)로부터 상표명 날코(NALCO) OOSSOO8로, 그리고 스위스 우츠빌 소재의 부흘러 아게(Buhler AG)로부터 상표명 부흘러(BUHLER) 지르코니아 Z-WO 졸로 입수가능하다. 지르코니아 나노입자는 또한 미국 특허 출원 공개 제2006/0148950호 및 미국 특허 제6,376,590호에 기재된 바와 같이 제조될 수 있다.

소정 실시 형태에서, 무기 나노입자는 지르코니아, 티타니아, ZnS, ZnO, 주석 산화물, 안티몬 산화물, 또는 그 조합을 포함한다.

소정 실시 형태에서, 무기 나노입자는 하나 이상의 표면 개질제를 포함하며, 본 명세서에서 표면-개질된 무기 나노입자로 지칭된다. 그러한 개질제는 표면 개질기 분자의 나머지 부분에 대한 앵커링(anchoring) 기로서 작용하는 작용기를 가질 수 있다. 대안적으로, 그러한 작용기가 표면 개질 그 자체를 제공할 수 있다.

표면 개질제의 예는 나노입자의 표면 특성을 개질하는 것으로 알려진 다양한 작용기 (예를 들어, 실란 작용기, N-하이드록시우레아 작용기, 산 작용기)를 포함하며, 아크릴레이트 매트릭스의 성분들과 반응성일 수 있는 추가적인 기를 가질 수 있다.

소정 실시 형태에서, 표면-개질된 무기 나노입자는, 예를 들어, 실란 작용체, N-하이드록시우레아 작용체, 산 작용체, 또는 그 조합을 포함하는 표면 개질제를 포함한다.

실란 작용체 (즉, 작용기)의 대표적인 예는 하기와 같은 화합물을 사용하여 나노입자를 작용기화시킴으로써 제공될 수 있다:

아이소옥틸 트라이메톡시-실란, N-(3-트라이에톡시실릴프로필) 메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트,

N-(3-트라이에톡시실릴프로필) 메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트,

3-(메타크릴로일옥시)프로필트라이메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트라이메톡시실란,

3-(메타크릴로일옥시)프로필트라이에톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시) 프로필메틸다이메톡시실란,

3-(아크릴로일옥시프로필)메틸다이메톡시실란, 3-(메타크릴로일옥시)프로필다이메틸에톡시실란,

3-(메타크릴로일옥시) 프로필다이메틸에톡시실란, 비닐다이메틸에톡시실란,

페닐트라이메톡시실란, n-옥틸트라이메톡시실란, 도데실트라이메톡시실란,

옥타데실트라이메톡시실란, 프로필트라이메톡시실란, 헥실트라이메톡시실란,

비닐메틸다이아세톡시실란, 비닐메틸다이에톡시실란, 비닐트라이아세톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐트라이아이소프로폭시실란, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이페녹시실란, 비닐트라이-t-부톡시실란, 비닐트리스-아이소부톡시실란, 비닐트라이아이소프로페녹시실란, 비닐트리스(2- 메톡시에톡시)실란, 스티릴에틸트라이메톡시실란, 메르캅토프로필트라이메톡시실란, 3-글리시독시프로필트라이메톡시실란, 페닐트라이메톡시실란, 및 이들의 혼합물.

N-하이드록시우레아 작용체 (즉, 작용기)의 대표적인 예는 하기와 같은 화합물을 사용하여 나노입자를 작용기화시킴으로써 제공될 수 있다:

및

(미국 특허 출원 공개 제2011/0126734호에 기재됨). 유의하게, N-하이드록시우레아 작용기는, 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은 폴리에스테르, 및 사이클로-올레핀 공중합체와 같은 소정 기재에 대한 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 접착을 촉진할 수 있다. 그러나, 그러한 기는 입자 상의 작용기이기보다는, 아크릴레이트 매트릭스를 제조하는 데 사용되는 하나 이상의 단량체의 일부인 것이 바람직하다.

산 작용체 (즉, 작용기)의 대표적인 예는 하기와 같은 화합물을 사용하여 나노입자를 작용기화시킴으로써 제공될 수 있다: 아크릴산, 메타크릴산, 올레산, 스테아르산, 도데칸산, 2-[2-(2-메톡시에톡시)에톡시]아세트산 (MEEAA), 베타-카르복시에틸아크릴레이트 (BCEA), 2-(2-메톡시에톡시)아세트산, 메톡시페닐 아세트산, 및 이들의 혼합물.

그러한 기는, 예를 들어, 본 명세서에 기재된 바와 같은, 중합성 아크릴레이트 매트릭스의 성분들과 반응성인 기를 위한 앵커링 기로서 기능할 수 있다. 반응성 표면 개질제는, 예를 들어, 아크릴레이트 매트릭스의 성분들과 공중합할 수 있는 기 (예를 들어, 비닐, 알릴, 또는 (메트)아크릴레이트), 사슬 전달 기 또는 광개시제 기를 포함한다. 그러한 사슬 전달 또는 개시제 기는 나노입자 상의 올리고머성 표면 개질제 (예를 들어, (메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 올리고머)를 그래프트시키거나 또는 성장시키는 데 사용될 수 있다. 이러한 유형의 표면 개질제 ((메트)아크릴레이트 또는 (메트)아크릴아미드 올리고머)는 아크릴레이트 매트릭스 중의 나노입자의 분산성에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 일부 실시 형태에서, 그 자체로 아크릴레이트 매트릭스를 형성할 수 있다. 중합 후 추가 반응 및 코팅 또는 라미네이션 중 어느 하나를 통한 기재 상의 배치를 위해, 올리고머는 가교결합이 가능하거나 가능하지 않을 수 있다.

표면 개질제 내에 개시제 기를 지닌 나노입자는 중합성 아크릴레이트 매트릭스 (예를 들어, (메트)아크릴레이트 단량체)의 중합 반응을 개시하는 데 사용될 수 있다. 표면 개질제 내에 사슬 전달 기를 지닌 나노입자는 그래프팅에 의해 중합성 아크릴레이트 매트릭스의 성분들 (예를 들어, (메트)아크릴레이트 단량체)을 성장시키는 데 사용될 수 있다.

사슬 전달 기의 예에는 3-메르캅토프로필트라이메톡시실란으로부터의 티올 기가 포함된다.

광개시제 기의 예에는 다로큐르(DAROCUR) 2959 광개시제와 아이소시아나토프로필 트라이메톡시실란의 반응 생성물이 포함되며, 여기서, 다로큐르 2959는 개시제 기를 형성하고 실란은 나노입자 표면에 대한 앵커링 기이다.

그러한 작용기를 나노입자 표면에 부가하는 방법은 당업자에게 일반적으로 잘 알려져 있다.

표면 개질되거나 표면 개질되지 않은, 무기 나노입자들의 다양한 조합이 본 발명에서 사용될 수 있다.

일반적으로, 사용될 경우, 무기 나노입자는 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에) 중에 60 부피 퍼센트 (부피%) 이하의 양으로 존재한다. 일반적으로, 사용될 경우, 무기 나노입자는 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에) 중에 1 부피% 이상의 양으로 존재한다.

비교적 낮은 굴절률 (예를 들어, 1.55 미만의 굴절률)을 갖는 중합된 아크릴레이트 매트릭스와 조합하여 사용될 경우, 무기 나노입자는 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에) 중에 60 부피 퍼센트 (부피%) 이하의 양으로 존재한다. 비교적 낮은 굴절률을 갖는 중합된 아크릴레이트 매트릭스와 조합하여 사용될 경우, 무기 나노입자는 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에) 중에 5 부피% 이상의 양으로 존재한다.

반드시 필요한 것은 아니지만, 비교적 높은 굴절률 (예를 들어, 1.55 이상의 굴절률)을 갖는 중합된 아크릴레이트 매트릭스와 조합하여 사용될 경우, 무기 나노입자는 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에) 중에 60 부피 퍼센트 (부피%) 이하의 양으로 존재한다. 비교적 높은 굴절률을 갖는 중합된 아크릴레이트 매트릭스와 조합하여 사용될 경우, 무기 나노입자는 아크릴레이트 매트릭스 (중합된 것이든지 또는 중합성이든지 간에) 중에 1 부피 퍼센트 (부피%) 이상, 또는 1 부피% 이상, 또는 10 부피% 이상, 또는 20 부피% 이상의 양으로 존재한다.

방법 및 용도

소정 실시 형태에서, 본 발명의 아크릴레이트 매트릭스는 광학적으로 투명하다.

따라서, 소정의 용품은 광학적으로 투명한 기재 (예를 들어, 필름) 및 광학 필름 또는 기재의 적어도 하나의 주 표면에 인접한 광학적으로 투명한 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 라미네이트일 수 있다. 본 용품은 (예를 들어, 본 발명의 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 영구적으로 또는 일시적으로 부착된) 다른 기재, 다른 접착제 층, 또는 이들의 조합을 추가로 포함할 수 있다.

광학적으로 투명한 중합된 아크릴레이트 매트릭스 층이 두 기재 사이에 위치된 라미네이트의 실시 형태에서, 상기 기재들 중 하나 이상은 광학 필름, 디스플레이 (방출 또는 반사 디스플레이, 예를 들어 OLED 또는 LCD), 또는 렌즈 (예를 들어, 유리, 폴리메틸메타크릴레이트, 또는 폴리카르보네이트)이다. 광학 필름은 필름의 표면 상에 부딪치는 광을 의도적으로 향상, 조작, 제어, 유지, 투과, 반사, 굴절, 흡수, 지연시키거나, 또는 달리 변경시킨다. 라미네이트에 포함되는 필름에는 광학적 기능을 갖는 재료의 부류, 예를 들어, 편광기, 간섭 편광기, 반사 편광기, 확산기, 착색된 광학 필름, 거울, 루버형(louvered) 광학 필름, 광 제어 필름, 투명 시트, 휘도 향상 필름, 눈부심 방지, 및 반사 방지 필름 등이 포함된다. 제공된 라미네이트를 위한 필름은 또한 지연 판, 예를 들어, 1/4 파장 및 반파장 위상 지연 광학 요소를 포함할 수 있다. 다른 광학적으로 투명한 필름에는 파편 방지 필름(anti-splinter film) 및 전자기 간섭 필터가 포함된다. 또한 상기 필름은 터치 센서의 제작에 사용되는 것과 같이 ITO 코팅 또는 패턴화용 기재로서 사용될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 생성된 라미네이트는 광학 요소일 수 있거나 또는 광학 요소를 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "광학 요소"라는 용어는 광학 효과 또는 광학 응용을 갖는 용품을 말한다. 광학 요소는, 예를 들어, 전자 디스플레이, 건축 응용, 운송 응용, 프로젝션 응용, 포토닉스 응용, 및 그래픽 응용에 사용될 수 있다. 적합한 광학 요소에는 글레이징 (예를 들어, 창유리 및 바람막이창), 스크린 또는 디스플레이, 음극선관, ITO-코팅된 터치 센서, 예를 들어 유리 또는 투명 플라스틱 기재를 사용한 것, 및 반사기가 포함되지만, 이에 한정되지 않는다.

아크릴레이트 매트릭스의 재료는 패턴화된 기재에 다수의 방식으로 적용될 수 있다. 이것은 예를 들어 도 2에 나타낸 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 라미네이트를 사용하여 적용될 수 있다. 대안적으로, 이것은 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 코팅 조성물로부터 적용될 수 있다.

일 실시 형태에서, 용품의 제조 방법은, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계; 및 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계를 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내이다.

소정 실시 형태에서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 적용하는 단계는 라미네이트를 적용하는 것을 포함하며, 라미네이트는 광 투명성 접착제를 포함하는 층; 및 광 투명성 접착제 층에 인접한 고굴절률의 중합된 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 포함하는 층을 포함한다. 패턴화된 기재에 적용될 때, 라미네이트는 고굴절률의 중합된 아크릴레이트 매트릭스가 패턴화된 기재 표면과 광 투명성 접착제 사이에 배치되도록 위치된다.

라미네이트는 롤러, 진공 라미네이션 또는 그 조합을 비롯한 통상적인 기술을 이용하여 적용될 수 있다. 전형적으로 라미네이트는 주위 조건 하에서 적용되지만, 승온 (예를 들어, 60 내지 70℃)의 조건 하에서 또한 적용될 수 있다. 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 조립을 완결하기 위하여 오토클레이브 단계가 이용될 수 있다. 라미네이트를 적용한 후, 에너지 (예를 들어, 광 또는 열)를 이용한 추가의 경화 단계를 적용하여 아크릴레이트 매트릭스를 가교결합시키거나 또는 아크릴레이트 매트릭스의 가교결합을 증가시킬 수 있다.

라미네이트는 롤 코팅, 스프레이 코팅, 나이프 코팅, 다이 코팅 등을 포함하는 코팅 기술을 이용하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전사 테이프의 표준 (또는 "정규") OCA 층이, 전사 테이프의 이형 라이너, 예를 들어, 이지 이형 라이너(easy release liner)를 벗겨낸 후, 고굴절률 중합성 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로, 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)로 코팅될 수 있다. 건조 및 중합 후, 고굴절률 코팅은 중합 전 또는 중합 후, 그의 표면에 다른 이형 라이너를 라미네이팅함으로써 보호될 수 있다. 라미네이트를 제조하는 데 사용될 수 있는 다른 방법은 이형 라이너, 예를 들어 타이트 이형 라이너(tight release liner)를 고굴절률 중합성 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)로 코팅하는 단계, 상기 코팅을 중합시키는 단계, 이어서, 표준 OCA 전사 테이프의 이형 라이너를 제거한 후 이 전사 테이프를 고굴절률 코팅 상에 건식-라미네이팅하는 단계를 포함한다. 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 인접한 이형 라이너는 타이트 이형 라이너 또는 이지 이형 라이너일 수 있다.

전형적으로, 라미네이트의 제조를 위한 코팅 조성물은 중합성 아크릴레이트 매트릭스, 선택적으로 개시제, 및 용매를 포함한다. 라미네이트는 또한 중합된 아크릴레이트 조성물 및 표준 용매 기재 OCA를 슬라이드-다이 코팅 또는 이중 층 다이 코팅 기술을 이용하여 이형 라이너 상에 코팅하고, 이어서 건조시키고 경화시킴으로써 제조될 수 있다.

패턴화된 기재 상에의 코팅 방법을 포함하는 실시 형태에서, 본 방법은 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계; 중합성 아크릴레이트 매트릭스 (선택적으로 무기 나노입자가 매트릭스 중에 분산되어 있음)를 포함하는 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내이다. 소정 실시 형태에서, 본 방법은 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어난다.

일 실시 형태에서, 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재를 제공하는 단계; 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하는 코팅 방법이 제공된다. 이러한 방법에서, 코팅 조성물은 N-하이드록시우레아 작용기를 포함하는 중합성 아크릴레이트 매트릭스; 중합성 아크릴레이트 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자; 및 개시제를 포함한다. 소정 실시 형태에서, N-하이드록시우레아 작용기의 중량 백분율은 코팅의 0.5 중량% 이상이다. 소정 실시 형태에서, 본 방법은 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어난다.

그러한 실시 형태에서, N-하이드록시우레아 작용기는 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은 PET, 및 사이클로-올레핀 (COP) 중합체와 같은 기재에 대한 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 접착을 촉진한다. 그러한 기재는 접착이 어려운 것으로 공지되어 있으며, 따라서 흔히 프라이머를 사용하여 접착을 촉진한다.

전형적으로, (라미네이트 제조에서 사용하기 위한 그리고 패턴화된 기재 상에서의 코팅을 위한) 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 코팅 조성물은 개시제를 또한 포함한다. 적합한 개시제는 자유 라디칼 개시제, 예를 들어 열 또는 화학 방사선에 의해 활성화될 수 있는 것이다. 소정 실시 형태에서, (패턴화된 기재 상에서의 코팅을 위한) 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 코팅 조성물은, 본 명세서에 기재된 바와 같이, 용매를 또한 포함한다. 일부 실시 형태 (예를 들어, 중합체 그래프팅된 나노입자)에서, 추가의 중합 단계가 요구되지 않으며, 중합체 그래프팅된 입자는 본 명세서에 기재된 바와 같이 용매를 이용하지 않고서 또는 용매를 이용하여 코팅되고, 건조될 수 있다. 선택적으로, 코팅은 열 또는 방사선에의 노출에 의해 가교결합될 수 있다.

예시적인 코팅 기술에는 롤 코팅, 분무 코팅, 나이프 코팅, 다이 코팅 등이 포함된다. 전형적으로 코팅 조성물은 주위 조건 하에서 적용되지만, 승온 (예를 들어, 60 내지 70℃)의 조건 하에서 또한 적용될 수 있다. 본 기술 분야에 공지된 바와 같이, 조립을 완결하기 위하여 오토클레이브 단계가 이용될 수 있다.

예시적인 실시 형태

1.

무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 -; 및

기재의 표면의 적어도 일부분 및 무기 전기-전도성 트레이스에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층 - 여기서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내임 - 을 포함하는, 용품.

2. 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자를 포함하는, 실시 형태 1의 용품.

3. 무기 나노입자는 중합된 아크릴레이트 매트릭스 중에 60 부피% 이하의 양으로 존재하는, 실시 형태 2의 용품.

4. 무기 나노입자는 지르코니아, 티타니아, ZnS, ZnO, 주석 산화물, 안티몬 산화물 또는 그 조합을 포함하는, 실시 형태 1 또는 실시 형태 2의 용품.

5. 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자인, 실시 형태 2 내지 실시 형태 4 중 어느 한 실시 형태의 용품.

6. 표면-개질된 무기 나노입자는 실란 작용체, 하이드록시우레아 작용체, 산 작용체 또는 그 조합을 포함하는 표면 개질제를 포함하는, 실시 형태 5의 용품.

7. 표면 개질되지 않은 무기 나노입자의 굴절률은 1.8 이상인, 실시 형태 2 내지 실시 형태 6 중 어느 한 실시 형태의 용품.

8. 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±5% 이내인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 7 중 어느 한 실시 형태의 용품.

9. 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴아미드 단량체, (메트)아크릴레이트-작용성 올리고머, (메트)아크릴아미드-작용성 올리고머, 펜던트 (메트)아크릴로일 기 및 선택적 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체, 무기 나노입자 상의 (메트)아크릴레이트-유도된 올리고머 또는 중합체 기, 무기 나노입자 상의 (메트)아크릴아미드-유도된 올리고머 또는 중합체 기 또는 그 조합 중 하나 이상으로부터 형성되는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 8 중 어느 한 실시 형태의 용품.

10. 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 방향족 기를 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 9 중 어느 한 실시 형태의 용품.

11. 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 브로마이드, 인, N-하이드록시우레아, 황 기, 또는 그 조합을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 10 중 어느 한 실시 형태의 용품.

12. 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률 사이의 차이는 0.2 초과인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 11 중 어느 한 실시 형태의 용품.

13. 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층은 트레이스를 완전히 덮기에 충분한 두께를 갖는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 12 중 어느 한 실시 형태의 용품.

14. 무기 전기-전도성 트레이스는 산화인듐주석, 도핑된 ZnO 또는 산화안티몬주석을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 13 중 어느 한 실시 형태의 용품.

15. 기재는 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 사이클로-올레핀 공중합체, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 편광 필름을 포함하는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 14 중 어느 한 실시 형태의 용품.

16. 무기 나노입자가 분산된 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 1.55 내지 1.9의 굴절률을 갖는, 실시 형태 2 내지 실시 형태 15 중 어느 한 실시 형태의 용품.

17. 무기 나노입자를 포함하지 않는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 1.55 내지 1.72의 굴절률을 갖는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 15 중 어느 한 실시 형태의 용품.

18. 기재는 1.45 내지 1.65의 굴절률을 갖는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 17 중 어느 한 실시 형태의 용품.

19. 무기 트레이스 재료는 1.65 이상의 굴절률을 갖는, 실시 형태 1 내지 실시 형태 18 중 어느 한 실시 형태의 용품.

20. 기재는 렌즈, 터치 센서, 발광 디스플레이, 또는 광 반사 디스플레이로부터 선택되는 투명 디스플레이 기재이거나 또는 그 일부인, 실시 형태 1 내지 실시 형태 19 중 어느 한 실시 형태의 용품.

21.

무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계; 및

중합된 아크릴레이트 매트릭스를 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계를 포함하며;

중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인, 용품의 제조 방법.

22. 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 적용하는 단계는 라미네이트를 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하는 것을 포함하며, 라미네이트는

광 투명성 접착제를 포함하는 층; 및

광 투명성 접착제를 포함하는 층에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 포함하고;

라미네이트는 중합된 아크릴레이트 매트릭스가 패턴화된 기재 표면과 광 투명성 접착제 사이에 배치되도록 위치된, 실시 형태 21의 방법.

23. 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자를 포함하는, 실시 형태 21 또는 실시 형태 22의 방법.

24. 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자인, 실시 형태 23의 방법.

25. 라미네이트를 적용한 후에, 본 방법은 중합된 아크릴레이트 매트릭스에 방사선을 가하여 아크릴레이트 매트릭스를 가교결합시키거나 또는 아크릴레이트 매트릭스의 가교결합을 증가시키는 것을 추가로 포함하는, 실시 형태 21 내지 실시 형태 24 중 어느 한 실시 형태의 방법.

26.

무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계;

중합성 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및

중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하며;

중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인, 코팅 방법.

27. 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어나는, 실시 형태 26의 방법.

28. 코팅 조성물은 코팅 조성물 중에 분산된 무기 나노입자를 추가로 포함하는, 실시 형태 26 또는 실시 형태 27의 방법.

29. 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자인, 실시 형태 28의 방법.

30. 코팅 조성물은 개시제를 추가로 포함하는, 실시 형태 26 또는 실시 형태 29 중 어느 한 실시 형태의 방법.

31. 개시제는 자유-라디칼 개시제인, 실시 형태 30의 방법.

32. 코팅 조성물은 용매를 추가로 포함하는, 실시 형태 26 내지 실시 형태 31 중 어느 한 실시 형태의 방법.

33.

무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재를 제공하는 단계;

N-하이드록시우레아 작용기를 포함하는 중합성 아크릴레이트 매트릭스;

중합성 아크릴레이트 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자; 및

개시제를 포함하는 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및

중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하는, 코팅 방법.

34. 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어나는, 실시 형태 33의 방법.

35. 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 굴절률을 가지며, 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인, 실시 형태 33 또는 실시 형태 34의 방법.

36. 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자인, 실시 형태 33 내지 실시 형태 35 중 어느 한 실시 형태의 방법.

37. 코팅 조성물은 개시제를 추가로 포함하는, 실시 형태 33 내지 실시 형태 36 중 어느 한 실시 형태의 방법.

38. 개시제는 자유-라디칼 개시제인, 실시 형태 37의 방법.

39. 코팅 조성물은 용매를 추가로 포함하는, 실시 형태 33 내지 실시 형태 38 중 어느 한 실시 형태의 방법.

40. N-하이드록시우레아 작용기는 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은 PET, 및 사이클로-올레핀 공중합체로부터 선택되는 기재에의 코팅의 접착을 촉진하는, 실시 형태 33 내지 실시 형태 39 중 어느 한 실시 형태의 방법.

41. N-하이드록시우레아 작용기의 중량 백분율은 코팅의 0.5 중량% 이상인, 실시 형태 33 내지 실시 형태 40 중 어느 한 실시 형태의 방법.

42. N-하이드록시우레아 작용기가 무기 나노입자 상에 작용기로서 제공되지 않은, 실시 형태 33 내지 실시 형태 41 중 어느 한 실시 형태의 방법.

43. N-하이드록시우레아 작용기는 중합성 아크릴레이트 매트릭스 또는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 하나 이상의 단량체 중 작용기로서 제공되는, 실시 형태 33 내지 실시 형태 42 중 어느 한 실시 형태의 방법.

44.

기재 표면을 포함하며, 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은 PET 및 사이클로-올레핀 공중합체로부터 선택되는 기재; 및

기재 상에 배치된 중합된 아크릴레이트 매트릭스 코팅을 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 N-하이드록시우레아 작용기를 포함하고;

N-하이드록시우레아 작용기는 코팅의 기재에의 접착을 촉진하는, 용품.

45. N-하이드록시우레아 작용기의 중량 백분율은 코팅의 0.5 중량% 이상인, 청구항 44의 용품.

46. N-하이드록시우레아 작용기가 무기 나노입자 상에 작용기로서 제공되지 않은, 실시 형태 44 또는 실시 형태 45의 용품.

47. N-하이드록시우레아 작용기는 중합성 아크릴레이트 매트릭스 또는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 하나 이상의 단량체 중 작용기로서 제공되는, 실시 형태 44 내지 실시 형태 46 중 어느 한 실시 형태의 용품.

48.

제1 라이너;

제1 라이너에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 층;

고굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 저굴절률 재료를 포함하는 층; 및

저굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한 제2 라이너를 포함하는, 라미네이트.

49. 저굴절률 재료는 광 투명성 접착제이며, 고굴절률 재료는 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스인, 실시 형태 48의 라미네이트.

50. 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제인, 실시 형태 48 또는 실시 형태 49의 라미네이트.

51. 접착제는 감압 접착제 및 열-활성화 접착제 중 적어도 하나인, 실시 형태 50의 라미네이트.

52.

제1 라이너;

제1 라이너에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 제1 층;

고굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 저굴절률 재료를 포함하는 층;

저굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 제2 층; 및

고굴절률 재료를 포함하는 제2 층에 인접한 제2 라이너를 포함하는, 라미네이트.

53. 저굴절률 재료는 광 투명성 접착제이며, 고굴절률 재료는 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스인, 실시 형태 52의 라미네이트.

54. 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제인, 실시 형태 52 또는 실시 형태 53의 라미네이트.

55. 접착제는 감압 접착제 및 열-활성화 접착제 중 적어도 하나인, 실시 형태 54의 라미네이트.

실시예

본 발명의 목적 및 이점은 하기의 실시예에 의해 추가로 예시되지만, 이들 실시예에 인용된 특정 물질 및 그 양뿐만 아니라 기타 조건이나 상세 사항은 본 발명을 부당하게 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.

재료

시험 방법 및 제조 절차

패턴화된 ITO의 광학 시험

ITO 패턴화된 유리 기재 또는 ITO 패턴화된 폴리에스테르 (PET) 필름 기재를 패턴화된 ITO의 광학 시험에서 사용하여 고굴절률 코팅 층이 시각적 탐지로부터 ITO 패턴을 은폐하는 능력을 결정하였다. ITO 패턴은 일반적인 마름모꼴 형상이었으며, ITO 두께는 탭핑 모드(tapping mode) 원자력 현미경(atomic force microscope, AFM)을 이용하여 측정할 때 약 29 nm였다. 반사 타원 편광 해석법(reflective spectral ellipsometry)을 이용하여 측정한 ITO 트레이스의 굴절률은 600 nm 파장에서 1.83이었으며, 노출된 유리 기재의 굴절률은 600 nm 파장에서 1.53이었다. 전사 테이프 (타이트 라이너/8265 OCA/고굴절률 접착제/이지 이형 라이너) 한 조각을, 이지 이형 라이너를 제거하고 고굴절률 접착제 층을 ITO 패턴화 유리 기재와 접촉시킴으로써 ITO 패턴화 유리 또는 PET 기재에 라미네이팅하였다. 그 후, 전사 테이프의 타이트 이형 라이너를 제거하고, 투명한 5 mil (127 마이크로미터) 두께의 PET (미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터 상표명 멜리넥스(MELINEX) 617로 입수가능함)의 조각을 노출된 8265 OCA 접착제 표면 상에 라미네이팅하였다. 그 후, ITO 패턴화 유리 기재를 시각적으로 관찰하여 전사 테이프의 고굴절률 접착제 코팅이 ITO 패턴을 은폐할 수 있는지를 보았다.

패턴화된 ITO의 상용성 시험

ITO 트레이스를 포함하는 유리 기재를 미국 매사추세츠주 메듀엔 소재의 쓰리엠 컴퍼니에서 내부적으로 제조한, ITO 트레이스를 포함하는 PET 필름으로 대체한 것을 제외하고는 패턴화된 ITO의 광학 시험에서 설명한 바와 같이 라미네이트 샘플을 제조하였다. 이는 카본 코팅된 커넥터 패드 내에서 끝나는 5개의 평행 ITO 트레이스로 이루어진 일반적인 시험 스트립이다. 트레이스는 길이가 약 15 cm이고, 평균 전기 저항이 60 Ohm/square이다. 보호 코팅은 ITO 트레이스 위에 적용되지 않는다. 전기 리드(electrical lead)가 커넥터 패드들을 가로질러 위치하는 저항 측정기(ohm meter)를 사용하여 ITO 트레이스에 대해 초기 표면 저항을 측정하였다. 생성된 라미네이트를 65℃ 및 90% 상대 습도로 설정된 오븐에서 컨디셔닝하였다. 저항 측정기를 사용하여 100시간의 기간에 걸쳐 주기적으로 각 트레이스의 표면 저항을 측정하였다. 5회 표면 저항 측정의 평균을 기록하였다. 대조군 (분위기에 직접적으로 노출된 ITO 표면)에 대한 저항 변화율 (%)을 기록한다.

굴절률 측정

메트리콘 모델(Metricon Model) 2010 프리즘 커플러(Prism Coupler)(미국 뉴저지주 페닝턴 소재의 메트리콘 코포레이션 인크.(Metricon Corporation Inc.))를 사용하여 632.8 nm에서 광학 코팅의 굴절률을 측정하였다. 샘플은 PET 필름, 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니로부터의 멜리넥스 617 상에 고굴절률 코팅을 적용하고, 주위 조건에서 공기 중에서 건조시킴으로써 제조하였다.

광학 특성 측정

탁도 (%) 및 투과도 (%)를 미국 메릴랜드주 컬럼비아 소재의 비와이케이-가드너 유에스에이(BYK-Gardner USA)로부터의 헤이즈-가드 플러스(Haze-Gard Plus)를 사용하여 측정하였다. 시험 전에, 전사 테이프를 유리 슬라이드에 라미네이팅하였으며, 이때 중합된 고굴절률 재료 또는, 사용될 경우, 8265 OCA가 슬라이드에 접착된다. 경질 코트가 사용될 경우, PET 필름 상의 경질 코팅을 시험하였으며, 이는 특정 실시예에서 제작한 바와 같았다.

ITO 패턴 은폐 시험

ITO 패턴 은폐 성능 시험 방법을 하기와 같이 확립하였다. 화이트 스크린이 밑면으로부터 조명되고 있는 노트북 디스플레이 상에 샘플들을 장착하였다. 샘플의 성능은 프로메트릭(Prometric) 카메라 PM-1453F-1 (미국 워싱턴주 레드몬드 소재의 라디언트 이미징(Radiant Imaging)으로부터 입수가능함)을 이용하여 측정하였다. ITO 패턴 은폐 성능을 ITO 패턴의 콘트라스트 비 (CR)에 의해 결정하며, 여기서,

_. I는 칸델라(Candela)/m² 단위로 측정되는 휘도를 나타낸다. CR이 더 작을수록 주어진 코팅의 ITO 트레이스 은폐 성능은 더 양호해진다.

크로스해치 접착력(Cross-Hatch Adhesion) 시험

ITO 패턴화 유리 기재, 유리, PET, 멜리넥스 617, 사이클로-올레핀 공중합체 필름 (미국 켄터키주 루이스빌 소재의 제온 케미칼즈 엘.피.(Zeon Chemicals L.P.)로부터 상표명 "제오노르(ZEONOR) COP"로 입수가능함)을 포함하는 다양한 기재 상에서의 광학 코팅의 접착력을 평가하기 위하여 표준 크로스해치 접착력 시험을 이용하였다. 면도날을 사용하여 정사각형의 3개의 크로스해치 패턴을 생성하였다. 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 테이프인 "쓰리엠 스카치(SCOTCH) 810"을 크로스해치 영역에 적용하였다. 상기 테이프를 빠르게 당겨서 테이프를 기재로부터 제거하고, 크로스해치 패턴의 정사각형으로부터 제거된 코팅의 면적 분율에 의해 접착 퍼센트를 정량화하였다. 샘플은 코팅 중 어떠한 것도 기재로부터 제거되지 않을 경우 접착력 시험에 "합격"한 것으로 나타냈다.

중합체-그래프팅된 ZrO ₂ 나노입자 고굴절률 접착제 I의 제조

응축기, 온도 제어기 및 질소 퍼지 튜브를 갖춘 250 mL 3구 플라스크에 50.1 g의 ZrO₂-DISP1을 충전시켰다. 이 분산액에, 60 g의 1-메톡시-2-프로판올을 빠른 교반 하에 첨가하였다. 상기 혼합물을 30분 동안 N₂ 퍼지하였다. 다음, 3.145 g의 PhTMOxS 및 1.33 g의 3-MPTMOxS를 첨가하였다. 상기 혼합물을 50℃로 가열하고, 이어서 20 g의 추가의 1-메톡시-2-프로판올 및 100 g의 톨루엔을 첨가하였다. 상기 혼합물을 교반하고, N₂ 퍼지 하에서 16시간 동안 80℃로 가열하여 상기 온도에서 유지하였다.

상기 혼합물을 실온으로 냉각시키고, 이어서 2.24 g의 IOA, 10.16 g의 2-PhThEA, 및 0.075 g의 바조 67을 상기 혼합물에 첨가하였다. 30분의 혼합 후, 상기 반응을 N₂ 퍼지 하에서 70℃에서 16시간 동안 진행시켰다.

용매를 50℃ 수조를 이용하여 회전 증발기를 통하여 제거하였다. 추가의 톨루엔을 첨가하여 회수된 고형물을 용해시켜서, 36.4% 고형물 (wt.)의 약간 반투명한, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 분산액, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 I을 형성하였다. 상기 분산액을 PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하고, 주위 온도에서 공기 중에서 건조시켜서 반투명한 점착성 접착제, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 I을 생성하였다. 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 I의 굴절률은 1.67이었다.

중합체-그래프팅된 ZrO ₂ 나노입자 고굴절률 접착제 II의 제조

응축기, 온도 제어기 및 질소 퍼지 튜브를 갖춘 250 mL 3구 플라스크에 60 g의 ZrO₂-DISP1을 충전시켰다. 이 분산액에, 60 g의 1-메톡시-2-프로판올을 빠른 교반 하에 첨가하였다. 상기 혼합물을 30분 동안 N₂ 퍼지하였다. 다음, 3.78 g의 PhTMOxS 및 1.59 g의 3-MPTMOxS를 첨가하였다. 상기 혼합물을 50℃로 가열하고, 이어서 20 g의 추가의 1-메톡시-2-프로판올 및 100 g의 톨루엔을 첨가하였다. 상기 혼합물을 교반하고, N₂ 퍼지 하에서 16시간 동안 80℃로 가열하여 상기 온도에서 유지하였다.

상기 온도를 70℃로 낮추고, 이어서 2.68 g의 IOA, 6.08 g의 2-BiPhOxHA 및 6.09 g의 2-PhThEA, 및 0.075 g의 바조 67을 첨가하였다. 상기 반응을 N₂ 퍼지 하에서 70℃에서 16시간 동안 진행시켰다.

용매를 50℃ 수조를 이용하여 회전 증발기를 통하여 제거하여 백색 고형물을 형성하였다. 다음, 100 g의 테트라하이드로푸란을 첨가하여 상기 고형물을 용해시켜서, 약간 반투명한 분산액을 형성하고, 이어서 80 g의 톨루엔을 첨가하였다. 용매를 회전 증발기를 사용하여 추가로 제거하여 36.63% 고형물 (wt.)의 약간 불투명한, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 분산액, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 II를 형성하였다. 상기 분산액을 PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하고, 주위 온도에서 공기 중에서 건조시켜 투명한 점착성 접착제, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 II를 생성하였다. 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 II의 굴절률은 1.662였다.

중합체-그래프팅된 ZrO ₂ 나노입자 고굴절률 접착제 III의 제조

응축기, 온도 제어기 및 질소 퍼지 튜브를 갖춘 250 mL 3구 플라스크에 59.2 g의 ZrO₂-DISP1을 충전시켰다. 이 분산액에, 60 g의 1-메톡시-2-프로판올을 빠른 교반 하에 첨가하였다. 상기 혼합물을 30분 동안 N₂ 퍼지하였다. 3.7 g의 PhTMOxS 및 1.59 g의 3-MPTMOxS를 작은 비커에서 칭량하고, 상기 플라스크에 첨가하였다. 상기 비커를 20 g의 1-메톡시-2-프로판올로 헹구고, 이를 상기 플라스크에 첨가하였다. 상기 혼합물을 50℃로 가열하고, 60 g의 톨루엔을 첨가하였다. 상기 혼합물을 교반하고, N₂ 퍼지 하에서 16시간 동안 78℃로 가열하여 상기 온도에서 유지하였다.

상기 용액을 실온으로 냉각시키고, 이어서 40 g의 톨루엔, 1.6 g의 IOA, 13.37g의 2-PhThEA, 1.39 g의 ABP/IOA 24/76 (wt./wt.) 프리믹스(premix), 0.045 g HDDA 및 0.09 g의 바조 67을 첨가하였다. 30분간의 혼합 후, 교반 혼합물을 N₂ 퍼지 하에서 16시간 동안 70℃로 가열하여 상기 온도에서 유지하였다.

용매를 50℃ 수조를 이용하여 회전 증발기를 이용하여 제거하고, 이어서 80 g의 톨루엔을 첨가하였다. 용매를 추가로 제거하여 35% 고형물 (wt.)의 약간 불투명한, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 분산액, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 III을 형성하였다. 상기 분산액을 PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하고, 주위 온도에서 공기 중에서 건조시켜 투명한 점착성 접착제, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 III을 생성하였다. 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 III의 굴절률은 1.656이었다.

중합체-그래프팅된 ZrO ₂ 나노입자 고굴절률 접착제 IV의 제조

8온스 갈색병 내에, 30.48 g의 2-PhThEA, 7.24 g의 IOA, 0.38 g의 HEA, 0.19 g의 바조 67, 0.64 g의 3-MPTMOxS, 및 120 g의 톨루엔을 첨가하였다. 상기 혼합물을 20분 동안 N₂ 퍼지하고, 그 후, 상기 병을 밀봉하였다. 상기 병을 70℃ 수조 내에 24시간 동안 두어서 단량체들을 중합시켜 실란 말단화 중합체 용액을 형성하였다.

응축기, 온도 제어기 및 질소 퍼지 튜브를 갖춘 500 ml 3구 플라스크에 129.2 g의 ZrO₂-DISP2, 156 g의 1-메톡시-2-프로판올, 9.66 g의 PhTMOxS, 1.78 g의 3-MPTMOxS 및 상기에서 제조한 실란 말단화 중합체 용액을 충전시켰다. 상기 용액들을 빠른 교반 하에서 함께 혼합하였다. 30분 후, 상기 혼합물을 16시간 동안 78℃로 가열하였다. 전체 반응 공정을 N₂ 퍼지 하에서 행하였다.

반응 후에, 상기 혼합물을 둥근 플라스크로 옮기고, 온도가 53℃인 수조를 이용하여 회전 증발에 의해 용매를 제거하였다. 회전 증발 동안, 백색 고형물이 용액 중에 형성되었다. 200 g의 톨루엔의 과량의 분취물을 첨가하여 균질한 불투명 현탁액을 형성하였다. 물이 완전히 제거될 때까지 회전 증발을 계속하여 용매를 제거하였다. 상기 용액은 더 투명해졌다. 추가의 톨루엔을 첨가하여서 35% (wt.) 고형물을 갖는 투명한 중합체-그래프팅된 ZO₂ 졸을 생성하였다. 상기 분산액을 PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하고, 주위 온도에서 공기 중에서 건조시켜 투명한 점착성 접착제, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 IV를 생성하였다. 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 IV의 굴절률은 1.66이었다.

실시예 1

미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 8265 OCA의 한 조각을 12 cm × 40 cm의 직사각형 스트립으로 절단하였다. "이지" 이형 라이너를 제거하고, 상기 직사각형 스트립을 노출된 접착제 표면이 위로 향하게 하여 유리 슬라이드 상에 두었다. 미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알.디. 스페셜티즈(R.D. Specialties)로부터 입수가능한 #10 와이어-권취 로드(wire-wound rod)를 이용하여, 중합체 그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 I을 8265 OCA의 노출된 접착제 표면 상에 코팅하였다. 상기 코팅을 주위 온도에서 공기 중에서 15분 동안 건조시켜서 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 I의 층을 형성하였다. 건조된 코팅의 두께는 약 3 마이크로미터였다. 이지 이형 라이너를 노출된, 건조된 접착제 층에 라미네이팅하여 실시예 1의 전사 테이프를 형성하였다.

상기에 설명한 패턴화된 ITO의 광학 시험에 따라, ITO 트레이스를 실시예 1로부터 제조된 ITO 패턴화 유리/접착제 라미네이트에 대하여 조사하고, 비교예 4 (단지 8265 OCA)에서 제조한 ITO 패턴화 유리/접착제 라미네이트와 비교하였다. ITO 패턴은, 비교예 4를 포함하는 패턴화된 기재/접착제 라미네이트에 비하여, 실시예 1을 포함하는 ITO 패턴화 기재/접착제 라미네이트에 있어서 더욱 더 덜 보였다. ITO 상용성에 대하여 시험할 때, 패턴화 ITO 상용성 시험에 따르면, 저항 변화율은 1% 미만이었다.

실시예 2

중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 II를 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 I 대신 사용하여, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 II, 실시예 2의 층을 갖는 전사 테이프를 생성한 것을 제외하고는 실시예 1의 것과 동일하게 실시예 2를 제조하였다.

상기에 설명한 패턴화된 ITO의 광학 시험에 따라, ITO 트레이스를 실시예 2로부터 제조된 ITO 패턴화 기재/접착제 라미네이트에 대하여 조사하고, 비교예 4 (8265 OCA)에서 제조한 ITO 패턴화 기재/접착제 라미네이트와 비교하였다. ITO 패턴은, 비교예 4를 포함하는 패턴화된 유리/접착제 라미네이트에 비하여, 실시예 2를 포함하는 ITO 패턴화 유리/접착제 라미네이트에 있어서 더욱 더 덜 보였다. ITO 상용성에 대하여 시험할 때, 패턴화 ITO 상용성 시험에 따르면, 저항 변화율은 1% 미만이었다.

실시예 3

중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 III을 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 접착제 코팅 I 대신 사용하여, 중합체-그래프팅된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 접착제 III, 실시예 3의 층을 갖는 전사 테이프를 생성한 것을 제외하고는 실시예 1의 것과 동일하게 실시예 3을 제조하였다. 상기 고굴절률 접착제의 두께는 약 3 마이크로미터였다.

상기에 설명한 패턴화된 ITO의 광학 시험에 따라, ITO 트레이스를 실시예 1로부터 제조된 ITO 패턴화 PET 기재/접착제 라미네이트에 대하여 조사하고, 비교예 4 (단지 8265 OCA)에서 제조한 ITO 패턴화 PET 기재/접착제 라미네이트와 비교하였다. ITO 패턴은, 비교예 4를 포함하는 패턴화된 기재/접착제 라미네이트에 비하여, 실시예 3을 포함하는 ITO 패턴화 PET 기재/접착제 라미네이트에 있어서 더욱 더 덜 보였다.

비교예 4

8265 OCA의 단층을 ITO-패턴화 유리 기재 상에 라미네이팅하였다. OCA의 굴절률, 1.49는 ITO-패턴화 기재용으로 사용한 유리의 굴절률, 약 1.50에 가깝게 정합되는 것이었다. ITO 상용성에 대하여 시험할 때, 패턴화 ITO 상용성 시험에 따르면, 저항 변화율은 1% 미만이었다. 그러나, ITO 트레이스는 패턴화된 ITO의 광학 시험에서 매우 잘 보였으며, 이에 따라 이러한 샘플은 트레이스 은폐력을 갖지 않는다.

비교예 5

비교예 5는 ITO-패턴화된 유리 기재를 ITO-패턴화된 PET 필름 기재로 대체한 것을 제외하고는 비교예 4와 동일하였다.

결과가 표 1에 요약되어 있다.

[표 1]

A-174 표면 개질 ZrO ₂ 나노입자 고굴절률 경질 코트 용액의 제조

첨가 깔때기, 온도 조절기, 패들 교반기, 오일조 및 증류 헤드를 갖춘 2000 ml 3구 플라스크에 500 g의 47.7% 고형물 (wt.) ZrO₂-DISP2 분산액을 충전시켰다. 이 분산액에, 교반하면서 358.6 g의 탈이온수와 0.54g의 5% (wt.) 프로스탑 5198 (수용액)의 프리믹스를 첨가하였다. 다음으로, 758.6 g의 1-메톡시-2-프로판올을 배치(batch)에 첨가한 후에, 63.9 g의 3 A-174 및 100 g의 1-메톡시-2-프로판올을 첨가하였다. 배치를 80℃로 가열하고 약 16시간 동안 유지하였다. 얻어진 혼합물은 점성의, 불투명한, 백색 액체였다. 혼합물을 실온으로 냉각시켰다. 진공 증류 및 1.782 g의 1-메톡시-2-프로판올 첨가를 교대로 행하여 배치로부터 물을 제거하였다. 진공 증류에 의해 배치를 추가로 농축하여 59.1% 고형물 (wt.)을 갖는 저점도의, 반투명한 분산액을 얻어서, A-174 개질된 ZrO₂ 나노입자 분산액을 형성하였다.

나노입자 (10 g의 A-174 개질된 ZrO₂ 나노입자 분산액), 1.48 g의 SR601, 0.14 g의 127 및 13 g의 MEK (메틸 에틸 케톤)을 함께 혼합하여 균질한 하드 코트 용액을 형성하였다.

실시예 6

미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알.디. 스페셜티즈로부터의 #8 와이어-권취 로드를 이용하여, 상기 하드 코트 용액을 ITO 패턴화된 유리 기재 상에 코팅하였다. 미국 메릴랜드주 가이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈, 인크.(Fusion UV Systems, Inc.)로부터 입수가능한 "라이트 햄머(LIGHT HAMMER) 6" UV 시스템을 사용하여, N₂ 하에서, 코팅을 완전히 경화시켰다. 램프 출력은 100%였고 라인 속도는 30 ft/min (9.1 m/min)이었다. ITO-패턴 유리 기재는 상기 "패턴화된 ITO의 광학 시험"에 기재된 것이었다. 경화된 코팅의 굴절률은 1.69였다.

시각적 조사에서, 8265 OCA로 코팅된 ITO 트레이스, 비교예 4와 비교할 때, 1.69 굴절률 코팅을 갖는 ITO 트레이스, 실시예 6은 상당히 덜 보였다.

하이드록시우레아-리간드1A 개질된 ZrO ₂ 나노입자 수지 용액 1의 제조

리간드1A를 하기와 같이 제조하였다. 자석 교반 막대를 갖춘 1 L 플라스크에, 250 mL의 테트라하이드로푸란 및 16.2 g의, 하이드록실아민의 50% 수용액을 첨가하였다. 얼음조에서, 용액을 2℃로 냉각하였다. 교반하면서, 39.5 g의 IEM을 천천히 첨가하여, 용액 온도를 8℃ 미만으로 유지하였다. 2시간 후에, 얼음조를 제거하였다. 용액을 추가로 1시간 동안 실온에서 추가로 교반하였다. 리간드1A의 화학 구조가 하기에 나타나 있다.

미국 특허 출원 공개 제2011/0126734호의 실시예 1에 따라 리간드1A 개질된 ZrO₂ 나노입자 용액을 제조하였다. 낮은 점성의, 반투명한 표면 처리된 ZrO₂ 용액은 1-메톡시-2-프로판올 중에 분산된 53.2% (wt) 지르코니아였다.

4 온스 병에서, 30 g의 리간드1A 개질된 ZrO2 나노입자 용액, 3.99 g의 (2-PhThEA), 16 g의 MEK, 0.14 g의 이르가큐어 127을 함께 혼합하여 균질한 코팅 용액인, 하이드록시우레아-리간드1A 개질된 ZrO₂ 나노입자 수지 용액을 형성하였다.

광학 측정을 위해, 미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알.디. 스페셜티즈로부터 입수가능한 #12 와이어-권취 로드를 이용하여, 하이드록시우레아-리간드1A 개질된 ZrO₂ 나노입자 수지 용액 1을 2 mil PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하였다. 생성된 코팅을 공기 중에서 15분 동안 건조하고, 이어서, 미국 메릴랜드주 가이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈, 인크.로부터 입수가능한 "라이트 햄머 6" UV 시스템을 사용하여 경화시켰다. 램프 출력은 100%였고 라인 속도는 30 ft/min (9.1 m/min)이었다. 이러한 경화된 코팅의 굴절률은 1.702였다.

실시예 7

알.디. 스페셜티즈로부터의 #12 와이어-권취 로드를 이용하여, 하이드록시우레아-리간드1A 개질된 ZrO₂ 나노입자 수지 용액 1을 ITO 패턴화된 유리 표면 상에 코팅하였다. 미국 메릴랜드주 가이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈, 인크.로부터 입수가능한 "라이트 햄머 6" UV 시스템을 사용하여, N₂ 하에서, 코팅을 완전히 경화시켰다. 램프 출력은 100%였고 라인 속도는 30 ft/min (9.1 m/min)이었다. ITO-패턴 유리 기재는 "패턴화된 ITO의 광학 시험"에 기재된 것이었다. 8265 OCA의 조각의 "이지" 이형 라이너를 제거하고, 해당 접착제를 경화된 리간드1A 개질된 ZrO₂ 나노입자 수지 코팅의 노출된 표면에 라미네이팅하였다. OCA로부터 "타이트" 이형 라이너를 제거하고, 일본 도쿄 소재의 후지필름 코포레이션(FUJIFILM Corporation)으로부터 입수가능한 투명한, TAC 필름을 노출된 OCA 표면 상에 적용하였다.

비교예 8

비교예 8에서는, ITO 패턴화된 유리 기재의 다른 영역 상에, 타이트 이형 라이너가 TAC 필름으로 교체된 8265 OCA만을 적용하였다. 비교예 8 (8265 OCA)의 굴절률은 1.49였다.

실시예 7 및 비교예 8의 시각적 관찰은, ITO 패턴화된 트레이스를 은폐하는 데 있어서, 비교예 8과 비교하여, 고굴절률 코팅을 갖는 실시예 7이 상당히 더 우수하였음을 나타내었다. ITO 패턴 은폐 시험으로부터 결정된 바와 같은 콘트라스트 비는 비교예 8 및 ITO 대조군 샘플과 비교하여 실시예 7의 개선된 ITO 트레이스 은폐 능력을 분명하게 나타내었다. 비교예 9의 경우, ITO 트레이스가 보이지 않지만, 코팅 외관이 허용가능하지 않은 강한 간섭 프린징(interference fringing)을 포함한다. 시험 결과가 도 5 및 표 2에 요약되어 있다.

도 5는 ITO 패턴 은폐 시험에 기재된 바와 같은, 유리 상의 다이아몬드형 ITO 패턴에 대한 휘도 측정을 나타낸다. 3개의 트레이스는, 대조군 (코팅되지 않은 ITO 패턴), ITO 트레이스 위에 적용된 RI 1.48의 정규 OCA (RI 1.48인 비교예 7에 기재됨), 또는 본 발명의 RI 1.7의 코팅의 적용 후 (실시예 7)의 각각의 휘도 측정에 해당하다. x-축은 검사 스캔(inspection scan)의 거리를 나타낸다. 검사 빔이 ITO 트레이스에 부딪칠 때, 휘도는 비-ITO 영역에 비해 감소한다. 따라서, 기복이 더 적은 선이 더 낮은 콘트라스트 비를 나타내고, 이는 ITO 트레이스의 더 우수한 은폐를 가져온다.

표 2는 하기 식을 따르는 콘트라스트 비 (CR)의 계산으로 상기와 동일한 것을 나타낸다:

,

여기서, I는 칸델라/m² 단위로 측정되는 휘도를 나타낸다. CR이 더 작을수록 주어진 코팅의 ITO 트레이스 은폐 성능은 더 우수해진다.

A-174/A-1230 표면 개질 TiO ₂ 나노입자 고굴절률 경질 코트 용액의 제조

표면 처리된 TiO₂ 나노입자를 하기와 같이 제조하였다; 42.8 g의 NTB-1을 250 ml 3구 플라스크에 첨가하였다. 15 g의 추가적인 물 및 45 g의 1-메톡시-2-프로판올을 빠른 교반 하에 첨가하였다. 5 g의 1-메톡시-2-프로판올 중 1.432 g의 A-174와 0.318 g의 A-1230의 혼합물을 천천히 첨가하였다. 용액을 80℃로 가열하였고, 16시간 동안 빠른 교반 하에 유지하였다. 이어서, 회전 증발기를 사용하여 대부분의 용매를 제거하였다. 생성된 백색/페일형(pale like) 물질을 1-메톡시-2-프로판올/MEK의 1:1 혼합물에 희석하였다. 용액이 더욱 반투명/투명하게 되었고, 이어서 회전 증발기를 사용하여 용매를 추가로 제거하여, 47% (wt) 고형물을 갖는, 반투명한, 안정한 나노입자 분산액을 수득하였다.

나노입자 (10 g의 A-174/A-1230 개질된 TiO₂ 입자 분산액), 1.17 g의 EM2206, 0.1 g의 Irg127 및 8.4 g의 MEK를 함께 혼합하여 A-174/A-1230 표면 개질 TiO₂ 나노입자 고굴절률 경질 코트 용액을 형성하였다.

비교예 9

실시예 6에 기재된 바와 같이, A-174/A-1230 표면 개질 TiO₂ 나노입자 고굴절률 경질 코트 용액을 ITO 패턴화된 유리 기재 상에 코팅하고 경화시켜서, 비교예 9를 형성하였다. 경화된 코팅의 굴절률은 1.92였다.

[표 2]

실시예 10

하이드록시우레아-리간드1A 개질된 ZrO ₂ 나노입자 수지 용액 2의 제조

4 온스 병에서, 30 g의 N-하이드록시우레아 리간드1A 개질된 ZrO2 나노입자 (1-메톡시-2-프로판올 중에 53.2 중량%로 분산됨), 3.99 g의 CN120, 16 g의 MEK, 0.14 g의 Irg127을 함께 혼합하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.

굴절률 및 탁도, 광학 측정을 위해, #12 와이어-권취 로드 (미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알.디. 스페셜티즈로부터 입수가능함)를 사용하여, 하이드록시우레아-리간드1A 개질된 ZrO₂ 나노입자 수지 용액 1 (실시예 7의 용액) 및 용액 2 (실시예 10의 용액)를 PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하였다. 이어서, 생성된 필름을 공기 중에서 15분 동안 건조하고, 이어서 상기한 라이트 햄머 6 UV 시스템을 사용하여 100% 램프 출력 및 30 피트/분의 라인 속도에서 경화시켜, 실시예 10을 생성하였다. 크로스해치 접착력 시험을 위해, 코팅 용액을 ITO 패턴화된 유리 및 플레인 유리 기재에 적용하고, 이어서, PET 필름과 동일한 방식으로 건조 및 경화시켰다. 광학 측정 및 접착력에 대한 결과가 표 3에 나타나 있다.

[표 3]

하이드록시우레아-리간드1B의 제조

리간드1B를 다음과 같이 제조하였다. 자석 교반 막대를 갖춘 1 L 플라스크에, 250 mL의 테트라하이드로푸란 및 16.2 g의, 하이드록실아민의 50% 수용액을 첨가하였다. 얼음조에서, 용액을 2℃로 냉각하였다. 교반하면서, 39.5 g의 IEM을 천천히 첨가하여, 용액 온도를 8℃ 미만으로 유지하였다. 2시간 후에, 얼음조를 제거하였다. 용액을 추가로 1시간 동안 실온에서 추가로 교반하였다. 이어서, 60 g의 1-메톡시-2-프로판올을 첨가하였다. 혼합 후에, 회전 증발기를 사용하여 THF (테트라하이드로푸란), 물, 및 일부의 1-메톡시프로판올을 포함하는 용매를 제거하였다. 20 g의 추가의 THF를 첨가하여, 55.5% 고형물 (wt)의 리간드1B를 갖는, THF/1-메톡시-2-프로판올 중 리간드1B의 투명한 용액을 수득하였다.

실시예 11

하이드록시우레아-리간드1B 수지 용액의 제조

4 온스 병에서, 4.04 g의 HR6042, 1.64 g의, 앞서 제조된 N-하이드록시우레아 작용화된 리간드1B, 3 g의 1-메톡시-2-프로판올, 4 g의 MEK, 및 0.09 g의 Irg127을 함께 혼합하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.

비교예 12

4 온스 병에서, 6.45 g의 HR6042, 5 g의 1-메톡시-2-프로판올, 5 g의 MEK, 및 0.13 g의 Irg 127을 함께 혼합하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.

굴절률 및 탁도, 광학 측정을 위해, #12 와이어-권취 로드 (미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알.디. 스페셜티즈로부터 입수가능함)를 사용하여, 실시예 11 및 비교예 12의 용액을 PET 필름, 멜리넥스 617 상에 코팅하였다. 이어서, 생성된 필름을 공기 중에서 15분 동안 건조하고, 이어서 상기한 라이트 햄머 6 UV 시스템을 사용하여 100% 램프 출력 및 30 피트/분의 라인 속도에서 경화시켜, 실시예 10을 생성하였다. 크로스해치 접착력 시험을 위해, 코팅 용액을 ITO 패턴화된 유리, PET 필름, 멜리넥스 617, 및 COP 필름 기재에 적용하고, 이어서 실시예 10에 기재된 바와 같이 건조 및 경화시켰다. 광학 측정 및 접착력에 대한 결과가 표 4에 나타나 있다.

[표 4]

A-174 개질된 ZrO ₂ 나노입자 고굴절률 핫 멜트 OCA 용액의 제조

첨가 깔때기, 온도 조절기, 패들 교반기, 오일조 및 증류 헤드를 갖춘 2000 ml 3구 플라스크에 500 g의 47.7% 고형물 (wt.) ZrO₂-DISP2 분산액을 충전시켰다. 이 분산액에, 교반하면서 358.6 g의 탈이온수와 0.54g의 5% (wt.) 프로스탑 5198 (수용액)의 프리믹스를 첨가하였다. 다음으로, 758.6 g의 1-메톡시-2-프로판올을 배치에 첨가한 후에, 63.9 g의 3 A-174 및 100 g의 1-메톡시-2-프로판올을 첨가하였다. 배치를 80℃로 가열하고 약 16시간 동안 유지하였다. 얻어진 혼합물은 점성의, 불투명한, 백색 액체였다. 혼합물을 실온으로 냉각하였다. 진공 증류 및 1.782 g의 1-메톡시-2-프로판올 첨가를 교대로 행하여 배치로부터 물을 제거하였다. 진공 증류에 의해 배치를 추가로 농축하여 59.1% 고형물 (wt.)을 갖는 저점도의, 반투명한 분산액을 얻어서, A-174 개질된 ZrO₂ 나노입자 분산액을 형성하였다.

5 리터 스테인리스 강 반응기에, 843.0 g의 2-EHA, 1125.0 g의 BA, 375.0 g의 HEA, 125.0 g의 Acm, 2.50 g의 Irg1010 산화방지제, 7.25 g의 EGBTG, 및 20.5 g의, 2-EHA 중 4.76 중량% MEHQ를 첨가하였다. 혼합물을 교반하면서 60℃로 가열하고, 이어서 12.0 g의, 2-EHA 중 0.25 중량% 고형물 바조 52를 반응기에 첨가하고 교반하였다. 반응기를 가열하면서 산소로 퍼지하였고, 이어서 63℃의 유도 온도에 도달하기 전에 6 psi의 질소 가스로 가압하였고, 130℃의 피크 반응 온도까지 반응을 단열적으로 진행하였다.

1.0 g의 바조 52, 0.10 g의 바조 88, 0.05 g의 Lup101, 0.15 g의 Lup130 및 48.70 g의 에틸 아세테이트를 4 oz 유리 병에 혼합하고 왕복동 혼합기에서 진탕하여 고체를 용해시킴으로써 용액을 제조하였다. 이어서 17.5 g의 에틸 아세테이트 용액 및 2.42 g의 EGBTG를 반응기 내에서 교반하였다. 반응기를 가열하면서 산소로 퍼지하였고; 이어서 59℃의 유도 온도에 도달하기 전에 6 psi의 질소 가스로 가압하였고, 181℃의 피크 반응 온도까지 반응을 단열적으로 진행하였다. 잔류 단량체를 부분적으로 진공 스트리핑하면서 반응기를 135℃로 냉각하였고, 이어서, 90/10 질소/산소 제어 가스로 30분 동안 퍼지하였다. 이어서, 2.84 g의 IEM을 반응기에 첨가하고 135℃에서 등온으로 2시간 동안 유지하였다. 마지막으로 2.84 g의 TPO-L 광개시제를 반응기에 첨가하고 30분 동안 교반하였고, 혼합물을 1 lb 실리콘 라이닝된 박스 내로 배출시켰다. 이 단계로부터의 반응 혼합물로부터 샘플을 취하였고, 미반응 단량체는 혼합물의 총 중량을 기준으로 6.81%이었다.

50 mL 병에서, 2 g의 핫 멜트 OCA를 MEK 중에 용해하여 30% (wt.) 고형물 용액을 형성하였다. 13.6 g의 A-174 개질된 ZrO₂ 나노입자 분산액을 핫 멜트 OCA 용액에 첨가하고 철저히 혼합하여, A-174 개질된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 핫 멜트 OCA 용액을 형성하였다. 오븐 건조 및 용매 제거 후에, 핫 멜트 가공성 OCA를 얻었다.

클리어실(CLEARSIL) T10 이형 라이너 상의 핫 멜트 OCA 코팅의 UV 경화 후에, 미국 메릴랜드주 가이터스버그 소재의 퓨젼 유브이 시스템즈, 인크.로부터 입수가능한 "라이트 햄머 6" UV 시스템을 사용하여, 핫 멜트 OCA의 굴절률을 측정하였다. 램프 출력은 100%였고 라인 속도는 30 ft/min (9.1 m/min)이었다. 이러한 측정을 행하기 위하여, 핫 멜트 OCA의 추가 샘플을 (8265 OCA 층 없이) 제조하였다. 굴절률을 측정하였고 1.64였다.

실시예 13

미국 뉴욕주 웹스터 소재의 알.디. 스페셜티즈로부터의 #33 와이어-권취 로드를 이용하여, A-174 개질된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 핫 멜트 OCA 용액을, 미국 버지니아주 필데일 소재의 씨피필름즈, 인크.(CPFilms, Inc.)로부터 상표명 "클리어실 T10"으로 입수가능한, 실리콘 이형 라이너 상에 코팅하였다. 상기 코팅을 주위 온도에서 공기 중에서 15분 동안 건조시켜서, 개질된 ZrO₂ 나노입자 고굴절률 핫 멜트 OCA를 형성하였다. 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴퍼니로부터 입수가능한 8265 OCA의 조각의 "이지" 이형 라이너를 8265 OCA로부터 제거하고 이것을 핫 멜트 OCA의 노출된 표면에 라미네이팅하여, 전사 접착제, 실시예 13을 형성하였다.

상기에 설명한 패턴화된 ITO의 광학 시험에 따라, ITO 트레이스를 실시예 1로부터 제조된 ITO 패턴화 유리 기재/접착제 라미네이트에 대하여 조사하고, 비교예 4 (단지 8265 OCA)에서 제조한 ITO 패턴화 PET 기재/접착제 라미네이트와 비교하였다. ITO 패턴은, 비교예 4를 포함하는 패턴화된 기재/접착제 라미네이트에 비하여, 실시예 13을 포함하는 ITO 패턴화 유리 기재/접착제 라미네이트에 있어서 더욱 더 덜 보였다.

본 명세서에 인용된 특허, 특허 문헌, 및 공보의 전체 개시 내용은 각각이 개별적으로 포함된 것처럼 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다. 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어남이 없이 본 발명에 대한 다양한 변형 및 변경이 당업자에게 명백하게 될 것이다. 본 발명은 본 명세서에 기술된 예시적인 실시 형태들 및 실시예들로 부당하게 제한되고자 하지 않으며, 그러한 실시예들 및 실시 형태들은 단지 예로서 제시되고 본 발명의 범주는 하기와 같이 본 명세서에 기술된 청구범위에 의해서만 제한되고자 함을 이해하여야 한다.

Claims (28)

1. 무기 전기-전도성 트레이스(trace)가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 -; 및
   기재의 표면의 적어도 일부분 및 무기 전기-전도성 트레이스에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층 - 여기서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내임 - 을 포함하는, 용품.
2. 제1항에 있어서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자를 포함하는, 용품.
3. 제2항에 있어서, 무기 나노입자는 중합된 아크릴레이트 매트릭스 중에 60 부피% 이하의 양으로 존재하는, 용품.
4. 제2항에 있어서, 무기 나노입자는 지르코니아, 티타니아, ZnS, ZnO, 주석 산화물, 안티몬 산화물 또는 그 조합을 포함하는, 용품.
5. 제2항에 있어서, 무기 나노입자는 표면-개질된 무기 나노입자인, 용품.
6. 제5항에 있어서, 표면-개질된 무기 나노입자는 실란 작용체, 하이드록시우레아 작용체, 산 작용체 또는 그 조합을 포함하는 표면 개질제를 포함하는, 용품.
7. 제1항에 있어서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±5%인, 용품.
8. 제1항에 있어서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 (메트)아크릴레이트 단량체, (메트)아크릴아미드 단량체, (메트)아크릴레이트-작용성 올리고머, (메트)아크릴아미드-작용성 올리고머, 펜던트(pendant) (메트)아크릴로일 기 및 선택적 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴레이트 공중합체, 무기 나노입자 상의 (메트)아크릴레이트-유도된 올리고머 또는 중합체 기, 무기 나노입자 상의 (메트)아크릴아미드-유도된 올리고머 또는 중합체 기 또는 그 조합 중 하나 이상으로부터 형성되는, 용품.
9. 제1항에 있어서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 방향족 기를 포함하는, 용품.
10. 제1항에 있어서, 무기 전기-전도성 트레이스는 산화인듐주석, 도핑된(doped) ZnO 또는 산화안티몬주석을 포함하는, 용품.
11. 제1항에 있어서, 기재는 유리, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 사이클로-올레핀 공중합체, 폴리카르보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 편광 필름을 포함하는, 용품.
12. 제1항에 있어서, 기재는 렌즈, 터치 센서(touch sensor), 발광 디스플레이, 또는 광 반사 디스플레이로부터 선택되는 투명 디스플레이 기재이거나 또는 그 일부인, 용품.
13. 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계; 및
    중합된 아크릴레이트 매트릭스를 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하는 단계를 포함하며;
    중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인, 용품의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 적용하는 단계는 라미네이트를 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하는 것을 포함하며, 라미네이트는
    광 투명성 접착제를 포함하는 층; 및
    광 투명성 접착제를 포함하는 층에 인접한 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 포함하고;
    라미네이트는 중합된 아크릴레이트 매트릭스가 패턴화된 기재 표면과 광 투명성 접착제 사이에 배치되도록 위치된, 용품의 제조 방법.
15. 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재 - 여기서, 기재 및 무기 트레이스 재료 각각은 소정의 굴절률을 가짐 - 를 제공하는 단계;
    중합성 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및
    중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하며;
    중합된 아크릴레이트 매트릭스의 굴절률은 기재의 굴절률과 무기 트레이스 재료의 굴절률의 평균의 ±10% 이내인, 코팅 방법.
16. 제15항에 있어서, 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어나는, 코팅 방법.
17. 무기 전기-전도성 트레이스가 인접하여 있는 기재 표면을 포함하는 패턴화된 기재를 제공하는 단계;
    N-하이드록시우레아 작용기를 포함하는 중합성 아크릴레이트 매트릭스;
    중합성 아크릴레이트 매트릭스 중에 분산된 무기 나노입자; 및
    개시제를 포함하는 코팅 조성물을 패턴화된 기재 표면의 적어도 일부분에 적용하여 코팅된 표면을 형성하는 단계; 및
    중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시켜 중합된 아크릴레이트 매트릭스를 포함하는 층을 형성하는 단계를 포함하는, 코팅 방법.
18. 제17항에 있어서, 광 투명성 접착제를 코팅된 표면 상에 적용하는 단계를 추가로 포함하며, 중합성 아크릴레이트 매트릭스를 중합시키는 단계는 광 투명성 접착제를 적용하는 단계 전 또는 후에 일어나는, 코팅 방법.
19. 기재 표면을 포함하며, 유리, ITO-패턴화된 유리, 프라이밍되지 않은(unprimed) PET 및 사이클로-올레핀 공중합체로부터 선택되는 기재; 및
    기재 상에 배치된 중합된 아크릴레이트 매트릭스 코팅을 포함하며; 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 N-하이드록시우레아 작용기를 포함하고;
    N-하이드록시우레아 작용기는 코팅의 기재에의 접착을 촉진하는, 용품.
20. 제19항에 있어서, N-하이드록시우레아 작용기는 중합성 아크릴레이트 매트릭스 또는 중합된 아크릴레이트 매트릭스의 하나 이상의 단량체 중 작용기로서 제공되는, 용품.
21. 제1 라이너(liner);
    제1 라이너에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 층;
    고굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 저굴절률 재료를 포함하는 층; 및
    저굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한 제2 라이너를 포함하는, 라미네이트.
22. 제21항에 있어서, 저굴절률 재료는 광 투명성 접착제이며, 고굴절률 재료는 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스인, 라미네이트.
23. 제22항에 있어서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제인, 라미네이트.
24. 제23항에 있어서, 접착제는 감압 접착제 및 열-활성화 접착제 중 적어도 하나인, 라미네이트.
25. 제1 라이너;
    제1 라이너에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 제1 층;
    고굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 저굴절률 재료를 포함하는 층;
    저굴절률 재료를 포함하는 층에 인접한, 고굴절률 재료를 포함하는 제2 층; 및
    고굴절률 재료를 포함하는 제2 층에 인접한 제2 라이너를 포함하는, 라미네이트.
26. 제25항에 있어서, 저굴절률 재료는 광 투명성 접착제이며, 고굴절률 재료는 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스인, 라미네이트.
27. 제26항에 있어서, 선택적 무기 나노입자가 분산되어 있는 중합된 아크릴레이트 매트릭스는 접착제인, 라미네이트.
28. 제27항에 있어서, 접착제는 감압 접착제 및 열-활성화 접착제 중 적어도 하나인, 라미네이트.

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