KR20150144707A - 점착제 조성물 및 표시 장치 - Google Patents

점착제 조성물 및 표시 장치 Download PDF

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KR20150144707A
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Abstract

본 발명은 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체, 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물, 하기 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물, 및 이온성 화합물을 포함하고, 상기 이온성 화합물의 양이온은 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인 점착제 조성물 및 이를 이용한 표시 장치를 제공한다.
식 중, R1은 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 식 중, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다.
R3 및 R4는 서로 연결하여 고리를 형성해도 된다.

Description

점착제 조성물 및 표시 장치{Adhesive comoposition and display device}
본 발명은 점착제 조성물 및 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치나 유기 일렉트로루미네센스 표시 장치 등 화상을 표시하는 표시 장치로서는 다양한 표시 방식의 장치가 널리 보급되어 있다. 이 중에서 액정 표시 장치는 일반적으로 소정의 방향으로 배향한 액정 성분이 유리 등의 2장의 지지 기판 사이에 개재된 액정 셀과 편광판, 위상차 필름, 휘도 향상 필름 등의 광학 필름을 접합시킨 구조를 갖고 있다. 광학 필름끼리의 적층이나 광학 필름을 액정 셀에 접착할 때에는 투명한 아크릴계 점착제가 이용되는 경우가 많다.
또한 액정 표시 장치에는 입력 장치로서 터치 패널이 탑재되는 경우가 있다. 최근에는 액정 표시 장치의 내부에 터치 패널을 갖는 것도 늘어나고 있다. 터치 패널과 액정 표시 장치를 구성하는 부재(편광판 등)의 접착에도 아크릴계 점착제가 이용되는 경우가 많다. 터치 패널을 구성하는 투명 전극 필름은 점착제에 포함되는 산성 성분에 의해 부식되기 때문에, 편광판과 터치 패널을 접착하는 경우에는 산성 성분을 포함하지 않는 점착제가 요구된다.
그런데, 아크릴계 점착제는 필요한 점착 성능을 얻기 위해 실온에서 1주일 정도의 긴 경화 시간이 필요하고, 장기의 경화 시간에 의해 생산성이 저하되거나 재고량이 증대하기도 하는 과제가 발생하였다. 국제공개 제2011/062127호에는 점착제의 경화 시간을 단축하는 방법으로서 수산기와 카르복실기를 갖는 수지에 가교제로서 이소시아누레이트(isocyanurate) 구조를 갖는 톨릴렌 디이소시아네이트계(tolylene diisocyanate-based) 화합물을 조합하는 방법이 개시되어 있다.
또한 광학 필름은 절연성이 높은 플라스틱 재료로 이루어져 필름끼리의 마찰 등에 의해 정전기를 발생하기 쉽다. 발생한 정전기가 필름에 대전하면, 티끌이나 먼지를 흡착하거나 전자 기기에 오작동을 일으키는 등의 악영향을 미치기도 한다. 일본공개특허 제2004-114665호 공보에는 필름의 대전을 방지하는 수단으로서 필름에 부여하는 점착제에 대전 방지성을 부여하는 것이 개시되어 있고, 일본공개특허 제2009-155585호 공보에는 대전 방지성을 갖는 점착제층을 형성할 수 있는 점착제 조성물로서 대전 방지제를 포함하는 점착제 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 국제공개 제2011/062127호에 기재된 이소시아누레이트 구조를 갖는 톨릴렌 디이소시아네이트계 화합물을 갖는 톨릴렌 디이소시아네이트계 화합물을 포함하는 점착제 조성물에 일본공개특허 제2004-114665호 공보, 및 일본공개특허 제2009-155585호 공보에 기재된 대전 방지제를 배합하면, 점착제 조성물이 백색으로 탁하게 되어(white turbidity) 투명성이 높은 점착제층을 형성하기가 어려운 경우가 있었다.
본 발명은 상기의 관점을 감안하여 이루어진 것으로, 이하의 목적을 달성하는 것을 과제로 한다. 즉, 본 발명은 투명성이 높고 대전 방지성을 가지며, 경화 시간이 짧은 점착제 조성물 및 대전에 의한 오작동이 방지되는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 점착제 조성물을 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리(ring) 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물과, 일반식 (1)로 표시되는 N-이미다졸 화합물을 포함하는 조성으로 하는 경우에, 대전 방지제로서 양이온이 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인 이온성 화합물을 이용함으로써, 경화 시간을 단축할 수 있음과 동시에 투명성을 계속 유지하면서 대전 방지 효과를 부여할 수 있다는 지식을 얻고, 관계되는 지식에 기초하여 완성된 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 구체적 수단은 하기와 같다.
<1> 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체와, 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물, 하기 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물, 및 이온성 화합물을 포함하고, 상기 이온성 화합물의 양이온은 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인, 점착제 조성물.
[화학식 1]
Figure pat00001
일반식 (1)
식 중, R1은 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 식 중, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다.
R3 및 R4는 서로 연결하여 고리를 형성할 수도 있다.
<2> 상기 이온성 화합물의 함유량이 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상인, <1>에 기재된 점착제 조성물.
<3> 상기 N-치환 이미다졸 화합물의 함유량이 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 0.6 질량부인, <1> 또는 <2>에 기재된 점착제 조성물.
<4> 상기 다가 이소시아네이트 화합물의 함유량이 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 0.5 질량부인, <1> 내지 <3> 중 어느 하나에 기재된 점착제 조성물.
<5> 상기 (메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 0.3 질량% ~ 12 질량%을 갖는, <1> 내지 <4> 중 어느 하나에 기재된 점착제 조성물.
<6> 터치 패널, 및 <1> 내지 <5> 중 어느 하나에 기재된 점착제 조성물에 의해 형성된 점착제층을 포함하는 점착제 부착 편광판을 갖는, 표시 장치.
본 발명에 의하면, 투명성이 높고 대전 방지성을 갖고, 경화 시간이 단축된 점착제 조성물, 및 대전에 의한 오작동이 방지되는 표시 장치가 제공된다.
본 명세서에 있어서 「~」를 이용하여 표시되는 수치 범위는 「~」 전후에 기재되는 수치를 각각 최소값 및 최대값으로서 포함하는 범위를 나타낸다. 또한 조성물 중의 각 성분의 함유량은 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 다르게 언급하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 상기 복수 물질의 전체 함량을 의미한다.
또한 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 중 적어도 하나를 의미하고, (메타)아크릴은 아크릴 및 메타크릴 중 적어도 하나를 의미한다.
<점착제 조성물>
본 발명에서 점착제 조성물은 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체와, 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물, 및 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물을 포함하고, 상기 이온성 화합물의 양이온은 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온이다.
본 발명에서 점착제 조성물은 필요에 따라 추가로, 실란 커플링제, 그 외 첨가제 등의 다른 성분을 포함할 수도 있다.
본 발명에서 점착제 조성물의 용도로서는, 예를 들어, 편광판용을 들 수 있고, 편광판과 액정 셀의 점착이나 편광판과 터치 패널의 점착에 이용된다.
본 발명에서 점착제 조성물은 상기와 같은 구성으로써, 투명성을 유지하면서 대전 방지성을 가질 수 있고, 또한, 경화 시간을 단축하는 것이 가능해진다.
본 발명의 효과가 얻어지는 이유는 명확하지는 않지만, 본 발명자들은 하기와 같이 추정하고 있다.
본 발명에서 점착제 조성물은 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물 및 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물을 포함함으로써, 상기 다가 이소시아네이트 화합물 및 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체와의 가교 반응이 촉진되기 때문에, 점착제 조성물의 경화 시간을 단축할 수 있다고 여겨진다.
또한 상기 다가 이소시아네이트 화합물 및 상기 N-치환 이미다졸 화합물을 포함하는 조성물에 대전 방지제로서 양이온이 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인 이온성 화합물을 이용함으로써, 상기 다가 이소시아네이트 화합물과 이온성 화합물이 반응하기 어려워지기 때문에, 투명성을 유지하면서 대전 방지 효과를 부여할 수 있다고 여겨진다.
상기에 추가하여, (메타)아크릴계 공중합체에서 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 함유량이 소정량 이하로 점착제 조성물의 가용 수명(pot life)이 우수하다. 또한 점착제 조성물 중에서 N-치환 이미다졸 화합물의 함유량이 소정량 이하로 점착제 조성물의 가용 수명이 우수하다.
또한 (메타)아크릴계 공중합체가 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 갖고 있고, (메타)아크릴계 공중합체가 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물로 가교되어, 점착제층으로 한 경우의 탄성과 점성의 균형이 뛰어나다고 여겨진다.
≪(메타)아크릴계 공중합체≫
본 발명에서 점착제 조성물은 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 적어도 1종을 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체(이하, 단지 「공중합체」라고도 함)를 포함한다.
(메타)아크릴계 공중합체에서 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위 이외의 성분은 수산기를 갖는 단량체와 공중합 가능한 그 외의 단량체에 유래하는 구성 단위 중에서 선택할 수 있다.
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체는 공중합체의 총 질량에 대하여 (메타)아크릴계 단량체에 유래하는 구성 단위를 50 질량% 이상 포함하는 것이 바람직하다.
여기서 말하는 (메타)아크릴계 단량체는 후술하는 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 알킬(메타)아크릴레이트, 고리기를 갖는 (메타)아크릴레이트 등을 총칭한 것을 의미한다.
(수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위)
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 적어도 1종을 포함한다.
(메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하여, 후술하는 특정 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물과 가교 반응할 수 있다. 이 때문에, 점착제층으로 한 경우에 응집력이 향상되고 점착제층으로 한 경우에 내구성이 우수하게 된다. 또한 본 발명의 점착제 조성물을 표시 장치의 편광판에 적용한 경우에 광 누설을 억제할 수 있다.
(메타)아크릴계 공중합체를 구성하는 수산기를 갖는 단량체는 1 분자 중에 적어도 하나의 수산기를 갖는 단량체로부터 선택된다. 수산기를 갖는 단량체의 1 분자 중에서 수산기의 수는 특별히 제한되지 않으나, 1 개인 것이 바람직하다.
수산기를 갖는 단량체로서, 예를 들어, 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트, (폴리)알킬렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, N-히드록시알킬 (메타)아크릴아미드 등의 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체, 히드록시알킬 비닐에테르, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 알코올 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 수산기를 갖는 단량체는 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체인 것이 바람직하고, 히드록시알킬(메타)아크릴레이트인 것이 보다 바람직하며, 히드록시알킬 아크릴레이트인 것이 더욱 바람직하다.
히드록시알킬 (메타)아크릴레이트에서 알킬기는 직쇄상일 수 있고, 분쇄상일 수도 있다. 알킬기의 탄소수로서는 2 ~ 8인 것이 바람직하고, 2 ~ 6인 것이 보다 바람직하며, 2 ~ 4인 것이 더욱 바람직하다. 또한 수산기의 치환 위치는 특별히 제한되지는 않는다.
수산기를 갖는 단량체로서, 예를 들어, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 3-메틸-3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 1,1-디메틸-3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 1,3-디메틸-3-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 2,2,4-트리메틸-3-히드록시펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸-3-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 글리세린 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜-프로필렌글리콜) 모노(메타)아크릴레이트, N-메틸올 아크릴아미드, N-히드록시에틸 아크릴아미드, 2-히드록시에틸 비닐에테르, 알릴 알코올, 메탈릴 알코올(methallyl alcohol) 등을 들 수 있다.
수산기를 갖는 단량체는 1종을 단독으로 이용할 수 있고 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
(메타)아크릴계 공중합체에서 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 함유 비율은 경화 시간 단축 및 가용 수명의 관점에서 (메타)아크릴계 공중합체의 총 질량에 대하여 0.3 질량% ~ 12 질량%가 바람직하고, 0.5질량% ~ 8질량%가 보다 바람직하다.
(메타)아크릴계 공중합체에서 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 함유 비율이 0.3 질량% 이상이면 가교 반응이 진행되기 쉽고, 경화 시간을 보다 단축할 수 있다. 또한 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 함유 비율이 12 질량% 이하이면 가용 수명이 보다 양호해진다.
(메타)아크릴계 공중합체는 경화 시간 단축, 가용 수명 및 점착제층으로 하는 경우에 내구성의 관점에서 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위로서 알킬기의 탄소수가 2 ~ 6인 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위를 0.3 질량% ~ 12 질량% 포함하는 것이 바람직하고, 알킬기 부분의 탄소수가 2 ~ 4인 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위를 0.3 질량% ~ 12 질량% 포함하는 것이 보다 바람직하며, 알킬기 부분의 탄소수가 2 ~ 4인 히드록시알킬 아크릴레이트에 유래하는 구성 단위를 0.5 질량% ~ 8 질량% 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
(그 외의 단량체에 유래하는 구성 단위)
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체는 그 외의 단량체에 유래하는 구성 단위의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서 그 외의 단량체는 본 발명의 취지를 넘지 않는 한, 상기 수산기를 갖는 단량체와 공중합 가능한 단량체 중에서 선택하여 이용할 수 있다.
그 외의 단량체로서는, 예를 들어, 알킬 (메타)아크릴레이트, 고리기를 갖는 단량체, 산성기를 갖는 단량체, 염기성기를 갖는 단량체, 시안화 비닐 단량체, 및 비닐에스테르 단량체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 알킬 (메타)아크릴레이트, 및 고리기를 갖는 단량체가 바람직하고, 알킬 (메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
그 외의 단량체는 1 종을 단독으로 이용할 수 있고 2 종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
-알킬 (메타)아크릴레이트-
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체는 그 외의 단량체에 유래하는 구성 단위로서 알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위를 포함하는 것이 바람직하다.
알킬 (메타)아크릴레이트의 알킬기의 탄소수는 점착제 조성물의 응집력 및 접착력을 조정하기 쉬운 관점에서 1 ~ 20이 바람직하고, 1 ~ 18이 보다 바람직하며, 1 ~ 12가 더욱 바람직하다. 알킬 (메타)아크릴레이트의 알킬기는 직쇄상일 수 있고 분쇄상일 수도 있다.
알킬 (메타)아크릴레이트로서, 예를 들어, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, n-노닐 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, n-데실 (메타)아크릴레이트, n-도데실 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
-고리기를 갖는 단량체-
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체는 그 외의 단량체에 유래하는 구성 단위로서 고리기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 것이 바람직하다.
고리기를 갖는 단량체는 분자 내에 적어도 하나의 고리기를 가지며, 수산기를 갖는 단량체와 공중합 가능한 중합성 화합물이면 특별히 제한은 없다. 고리기를 갖는 단량체에서 고리기로서 방향족 탄화수소기, 방향족 헤테로고리기, 지방족 탄화수소기 등을 들 수 있고, 그 중에서도 방향족 탄화수소기가 바람직하고, 탄소수 6 ~ 탄소수 10의 방향족 탄화수소기인 것이 보다 바람직하다.
고리기를 갖는 단량체에서 고리기 함유의 수는 1 ~ 2인 것이 바람직하고, 1인 것이 보다 바람직하다.
고리기를 갖는 단량체로서는, 예를 들어, 고리기를 갖는 (메타)아크릴레이트, 고리기를 갖는 (메타)아크릴아미드 및 스티렌 유도체 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 고리기를 갖는 (메타)아크릴레이트가 바람직하고, 방향족 탄화수소기를 갖는 (메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
방향족 탄화수소기를 갖는 (메타)아크릴레이트는 방향족 탄화수소기가 알킬렌기, 옥시알킬렌기 또는 폴리옥시알킬렌기를 통하여 에스테르 결합한 (메타)아크릴레이트인 것이 바람직하고, 방향족 탄화수소기가 옥시알킬렌기를 통하여 에스테르 결합한 (메타)아크릴레이트인 것이 보다 바람직하다.
고리기를 갖는 단량체로서는, 예를 들어, 페닐 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 페녹시프로필 (메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 크레졸 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(EO) 변성 노닐페놀 (메타)아크릴레이트, β-나프틸옥시에틸 (메타)아크릴레이트, 비페닐 (메타)아크릴레이트 등의 방향족 탄화수소기를 갖는 (메타)아크릴레이트, N-메틸-N-페닐 (메타)아크릴아미드 등의 (메타)아크릴아미드, 스티렌, α-메틸스티렌, t-부틸스티렌, p-클로로스티렌, 클로로메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 스티렌 유도체 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 고리기를 갖는 단량체는 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 페녹시프로필 (메타)아크릴레이트, β-나프틸옥시에틸 (메타)아크릴레이트 등의 방향족 고리기가 옥시알킬렌기를 통하여 에스테르 결합한 (메타)아크릴레이트가 바람직하다.
그 외의 단량체로서, 상기 알킬 (메타)아크릴레이트 및 고리기를 갖는 단량체 외에, 아크릴산, 메타크릴산, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트 등의 산성기를 갖는 단량체; 아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트, 비닐피리딘 등의 염기성기를 갖는 단량체; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 단량체; 포름산 비닐, 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 베르사트산 비닐 등의 비닐에스테르 단량체 등을 이용할 수도 있다.
(메타)아크릴계 공중합체가 알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위를 포함하는 경우, (메타)아크릴계 공중합체를 구성하는 주성분으로서 포함되는 것이 바람직하고, 그 함유 비율은 (메타)아크릴계 공중합체의 전체 질량 중에 75 질량% 이상인 것이 바람직하고, 80 질량% ~ 99.7 질량%인 것이 바람직하며, 90 질량% ~ 99.5 질량%인 것이 보다 바람직하다. (메타)아크릴계 공중합체 중에서 알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위의 함유 비율이 상기 범위 내이면, 탄성률을 적합한 범위로 조정할 수 있고, 점착제층으로 하는 경우 내구성, 점착성(tackiness) 확보의 점에서 유리하다.
(메타)아크릴계 공중합체가 고리기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 경우, 그 함유 비율은 (메타)아크릴계 공중합체의 전체 질량 중에 1 질량% ~ 10 질량%인 것이 바람직하고, 2 질량% ~ 9 질량%인 것이 보다 바람직하며, 3 질량% ~ 7 질량%인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체의 구성 단위 중에 산성기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 함유 비율은 (메타)아크릴계 공중합체의 전체 질량 중 0.5 질량% 이하인 것이 바람직하고, 0.2 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 실질적으로 포함하지 않는 것이 더욱 바람직하다.
여기서 실질적으로 포함하지 않는다라는 것은 불가피하게 혼입되는 산성기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 존재를 허용하는 것을 의미한다.
(메타)아크릴계 공중합체에서 산성기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위의 함유 비율을 0.5 질량% 이하로 하여, 본 발명의 점착제 조성물에 유래하는 점착제층이 터치 패널 등의 투명 전극과 접촉하는 경우에, 전극의 부식을 억제할 수 있다. 이 때문에, 본 발명의 점착제 조성물은 터치 패널이 탑재된 표시 장치용 편광판에 적합하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체의 바람직한 태양으로서 하기 2가지를 들 수 있다.
제1 태양으로서, (메타)아크릴계 공중합체가 수산기를 갖는 (메타)아크릴 단량체에 유래하는 구성 단위와, 알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위를 포함하는 태양을 들 수 있다.
제2 태양으로서, (메타)아크릴계 공중합체가 수산기를 갖는 (메타)아크릴계 단량체에 유래하는 구성 단위와, 알킬 (메타)아크릴레이트에 유래하는 구성 단위와, 고리기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 태양을 들 수 있다.
≪(메타)아크릴계 공중합체의 중합 방법≫
(메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 단량체 및 그 외의 단량체를 포함하는 단량체 조성물을 중합하여 제조할 수 있다. 단량체 조성물의 중합 방법은 특별히 제한되는 것은 아니며, 통상 이용되는 중합 방법에서 적절히 선택할 수 있다. 중합 방법으로서는 용액 중합, 유화 중합, 현탁 중합 등을 들 수 있다. 그 중에서도 제조가 비교적 간단한 용액 중합이 바람직하다.
용액 중합은 일반적으로 중합조 내에 소정의 유기용매, 단량체, 중합 개시제 및 필요에 따라 이용되는 연쇄 이동제를 투입하고, 질소 분위기 중 또는 유기용매의 환류 하에서 교반하면서 수시간 가열 반응시킨다. 상기 중합 개시제로서는 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들어, 아조계 화합물을 이용할 수 있다.
또한 (메타)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은 반응 온도, 반응 시간, 용매량, 촉매의 종류나 양을 조정하여 원하는 분자량으로 조정할 수 있다.
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw)은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어, 80만 ~ 180만으로 할 수 있고, 100만 ~ 180만인 것이 바람직하며, 130만 ~ 180만인 것이 보다 바람직하다. (메타)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량이 상기 범위에서, 점착제 조성물의 도공시에 취급성, 점착제층으로 하는 경우의 내구성이 우수하다.
또한 (메타)아크릴계 공중합체의 분산도(Mw/Mn)는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 2 ~ 10으로 할 수 있고, 4 ~ 9인 것이 바람직하며, 5 ~ 8인 것이 보다 바람직하다. 분산도가 상기 범위여서, 점착제층으로 하는 경우에 내구성이 우수하다.
본 발명에서 (메타)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 하기의 방법에 의해 측정하는 값이다.
(1) (메타)아크릴계 공중합체 용액을 박리 시트(이형 시트) 상에 도포하고, 100 ℃에서 2 분간 건조시켜 필름 형상의 (메타)아크릴계 공중합체를 얻는다.
(2) 상기 (1)에서 얻은 필름 형상의 (메타)아크릴계 공중합체를 테트라히드로푸란에서 고형분 0.2 질량부가 되도록 용해시킨다.
(3) 하기 조건으로 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 이용하여 표준 폴리스티렌 환산값으로서 (메타)아크릴계 공중합체의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)을 측정한다.
<조건>
·GPC : HLC-8220 GPC(토소(Toso) 주식회사 제품)
·칼럼 : TSK-GEL GMHXL 4개 사용(토소(Toso) 주식회사 제품)
·이동상 용매 : 테트라히드로푸란
·유속 : 0.8 ml/min
·칼럼 온도 : 40 ℃
점착제 조성물에서 (메타)아크릴계 공중합체의 함유 비율은 점착제 조성물의 전체 질량 중에 70 질량% 이상인 것이 바람직하고, 80 질량% 이상인 것이 보다 바람직하다.
≪다가 이소시아네이트 화합물≫
본 발명에서 점착제 조성물은 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물(이하, 단순히 「다가 이소시아네이트 화합물」이라고도 함)의 적어도 1종을 포함한다.
다가 이소시아네이트 화합물은 (메타)아크릴계 공중합체에 대하여 가교제로서 작용한다. 즉, 본 발명의 점착 조성물은 (메타)아크릴계 공중합체가 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위와, 특정 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물을 포함하여, 점착제층으로 하는 경우 우수한 내구성, 및 경화 시간 단축이 양립될 수 있다.
다가 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 화합물에서 선택하여 이용할 수 있다. 그 중에서도 다가 이소시아네이트 화합물은 복수의 방향족 디이소시아네이트 화합물에서 각각 이소시아네이트기가 부가 반응에 의해 이소시아누레이트 고리 구조를 형성한 다가 이소시아네이트 화합물인 것이 바람직하다. 이 경우, 다가 이소시아네이트 화합물을 형성하는 방향족 디이소시아네이트 화합물은 1종 만일 수 있고 2종 이상의 혼합물일 수도 있다.
또한 방향족 디이소시아네이트 화합물은 방향 고리 상에 2 개의 이소시아네이트기를 갖는 화합물이면 가능하며, 벤젠 고리 상에 2 개의 이소시아네이트기를 갖는 화합물인 것이 바람직하고, 톨릴렌 디이소시아네이트인 것이 보다 바람직하며, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트 또는 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트 중 적어도 하나인 것이 더욱 바람직하다.
다가 이소시아네이트 화합물로서 구체적으로는 하기 일반식 (2)로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물의 3 량체인 화합물, 하기 일반식 (3)로 표시되는 방향족 디이소시아네이트 화합물의 5 량체인 화합물, 및 방향족 디이소시아네이트 화합물의 7 량체 등을 들 수 있다. 또한 다가 이소시아네이트 화합물은 방향족 디이소시아네이트 화합물과 알킬렌 디이소시아네이트 화합물로 형성되는 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 화합물일 수도 있고, 톨릴렌 디이소시아네이트와 헥사메틸렌 디이소시아네이트로 형성되는 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 화합물인 것도 또한 바람직하다.
다가 이소시아네이트 화합물은 1 종을 단독으로 이용할 수 있고 2 종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
일반식 (2) 및 일반식 (3)에서, R11~ R25는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다. R11~ R13 중 하나는 메틸기이고 나머지가 수소 원자인 것이 바람직하다. R14~ R16 중 하나는 메틸기이고 나머지가 수소 원자인 것이 바람직하다. R17~ R19 중 하나는 메틸기이고 나머지가 수소 원자인 것이 바람직하다. R20~ R22 중 하나는 메틸기이고 나머지가 수소 원자인 것이 바람직하다. R23~ R25 중 하나는 메틸기이고 나머지가 수소 원자인 것이 바람직하다.
방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물은 통상적인 방법에 의해 제조할 수 있고 시판의 것일 수도 있다. 다가 이소시아네이트 화합물의 시판품으로서는, 예를 들어, 스미토모 바이엘 우레탄 주식회사 제품의 상품명「데스모듈 IL1451CN」, 「데스모듈 ILBA」, 「데스모듈 HL」, 「스미듀르 FL-2」, 「스미듀르 FL-3」 및 「SBU 이소시아네이트 0817」, 니폰 폴리우레탄 공업 주식회사 제품의 상품명「콜로네이트 2030」, 「콜로네이트 2037」과 SAPICI사 제품의 상품명「Polurene KC」 및 「Polurene HR」을 들 수 있다.
점착제 조성물에서 다가 이소시아네이트 화합물의 함유량은 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 0.5 질량부의 범위인 것이 바람직하고, 0.05 질량부 ~ 0.3 질량부의 범위인 것이 보다 바람직하며, 0.05 질량부~ 0.2 질량부의 범위인 것이 더욱 바람직하다.
다가 이소시아네이트 화합물의 함유량이 0.01 질량부 이상이면, 가교 반응이 충분히 진행되어 응집력이 충분히 높아지기 때문에 점착제층으로 하는 경우 접착성 및 내구성이 우수하다. 또한 다가 이소시아네이트 화합물의 함유량이 0.5 질량부 이하이면, 다가 이소시아네이트 화합물과 이온성 화합물이 반응하기 어려워 점착제 조성물의 백색으로 탁하게 됨(white turbidity)을 보다 억제할 수 있고, 점착제 조성물의 투명성이 우수하다.
본 발명에서 점착제 조성물은 상기 다가 이소시아네이트 화합물 외에 그 외의 가교제를 더 포함할 수도 있다. 그 외의 가교제로서는, 예를 들어, 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조, 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물 이외에 이소시아네이트계 가교제, 에폭시계 가교제 등을 들 수 있다.
점착제 조성물이 그 외의 가교제를 포함하는 경우, 그 함유량은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위라면 특별히 제한되지 않는다. 그 외의 가교제의 함유량은 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 5 질량부 이하인 것이 바람직하고, 1 질량부 이하인 것이 보다 바람직하다.
≪이미다졸 화합물≫
본 발명에서 점착제 조성물은 하기 일반식 (1)으로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물의 적어도 1종을 포함한다. 하기 일반식 (1)으로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물은 점착제 조성물에서 경화 촉진제로 기능할 수 있다. 점착제 조성물이 하기 일반식 (1)으로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물을 포함하여, 산성 성분을 실질적으로 포함하지 않아도 점착제층으로 하는 경우 우수한 내구성과 충분한 가용 수명을 유지하면서 경화 시간을 보다 단축할 수 있다.
Figure pat00004
일반식 (1)에서, R1은 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타내고, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 또한 R3 및 R4는 서로 연결되어 이들이 결합하는 탄소 원자와 함께 고리를 형성할 수도 있다.
일반식 (1)에서, 알킬기는 직쇄상일 수 있고 분쇄상일 수도 있다. 또한 알킬기의 탄소수는 1 ~ 2인 것이 바람직하다. 일반식 (1)에서 아릴기는 탄소수가 6 ~ 10인 것이 바람직하고, 페닐기 또는 나프틸기인 것이 보다 바람직하다. 일반식 (1)에서 아랄킬기는 탄소수가 1 ~ 2인 알킬렌기와 탄소수가 6 ~ 10인 아릴기로 이루어지는 것이 바람직하고, 벤질기, 페닐에틸기인 것이 보다 바람직하다.
일반식 (1)으로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물은 가용 수명과 경화 시간 단축의 관점에서 R1이 알킬기 또는 아랄킬기이고, R2가 아릴기, R3, R4가 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기 또는 아릴기인 것이 바람직하고, R1이 아랄킬기이고, R2가 아릴기, R3, R4가 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기인 것이 보다 바람직하며, 1-벤질-2-페닐이미다졸인 것이 더욱 바람직하다.
점착제 조성물에서, 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물의 함유량은 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 0.6 질량부가 바람직하고, 0.02 질량부 ~ 0.5 질량부가 보다 바람직하다.
일반식 (1)으로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물의 함유량이 0.01 질량부 이상이면, 경화 시간 단축의 효과가 우수하다. 또한 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물의 함유량이 0.6 질량부 이하이면, 보다 긴 가용 수명을 얻을 수 있다.
≪이온성 화합물≫
본 발명에서 점착제 조성물은 양이온이 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인 이온성 화합물(이하, 특정 이온성 화합물이라고도 함)의 적어도 1종을 포함한다.
점착제 조성물이 특정 이온성 화합물을 함유하여, 점착제 조성물의 투명성을 유지하면서 대전 방지성을 부여할 수 있다.
이하, 양이온이 금속 양이온의 특정 이온성 화합물을 특정 금속염이라고도 한다. 또한 양이온이 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인 특정 이온성 화합물을 특정 유기염이라고도 한다.
점착제 조성물에서, 특정 이온성 화합물의 함유량은 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.2 질량부 이상이 보다 바람직하며, 0.2 질량부 ~ 8 질량부가 보다 바람직하다.
특정 이온성 화합물의 함유량이 0.1 질량부 이상이면, 대전 방지성 향상의 효과가 보다 우수하다.
(금속염)
특정 금속염의 양이온으로서는 예를 들어 알칼리 금속, 알칼리 토류 금속 등의 금속 양이온을 들 수 있다.
양이온으로서 금속 양이온을 포함하는 경우, 예를 들어, Li+, Na+, K+인 것이 바람직하고, Li+인 것이 보다 바람직하다.
또한 특정 금속염의 음이온으로서는 예를 들어 Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SCN-, ClO4 -, CF3COO-, SbF6 -, NbF6 -, TaF6 -, F(HF)n -, C4F9SO3 -, C3F7COO-, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (C2F5SO2)2N-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, AlCl4 -, Al2Cl7 -, ClO4 -, NO3 -, CH3COO-, CH3SO3 -, AsF6 -, (CN)2N-, (C2F5SO2)2N-, (C3F7SO2)2N-, (C4F9SO2)2N-, (CF3SO2)(C2F5SO2)N-, (CF3SO2)(C4F9SO2)N-, (C2F5SO2)(C4FOSO2)N- 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 ClO4 -, (CF3SO2)2N-(이하, TFSI라고도 함)이 바람직하다.
특정 금속염을 이용하는 경우, 이온 전도성 및 대전 방지성이 우수한 점에서 LiBr, LiI, LiBF4, LiPF6, LiSCN, LiClO4, LiCF3SO3, Li(CF3SO2)2N, Li(CF3SO2)3C 등의 리튬염이 바람직하게 이용된다.
또한 특정 금속염은 1종을 단독으로 이용할 수 있고 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
알칼리 토류 금속염으로서, 예를 들어, 칼슘염, 마그네슘염, 및 이들의 할로겐화물을 들 수 있다.
(유기염)
특정 유기염은 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 양이온과 음이온을 포함한다.
양이온이 갖는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상으로, 전술한 다가 이소시아네이트와 병용해도 점착제 조성물의 백색으로 탁하게 됨이 억제되어 투명성을 유지할 수 있다.
특정 유기염의 양이온으로서, 예를 들어, 암모늄, 설포늄, 포스포늄, 피리디늄, 이미다졸륨 등의 백본(backbone)을 갖는 양이온을 이용할 수 있다.
양이온이 갖는 탄화수소기는 전체 탄소수가 7 이상이면, 직쇄상일 수 있고 분쇄상일 수도 있고, 고리상일 수도 있으며, 투명성의 관점에서 직쇄상 또는 분쇄상인 것이 바람직하다. 또한 상기 양이온이 갖는 탄화수소기는 전체 탄소수가 7 이상일 수 있고, 탄소수가 7 이하인 탄화수소기를 복수 개 가질 수도 있다.
양이온이 갖는 탄화수소기는 투명성의 관점에서 탄소수가 11 이상인 것이 바람직하고, 탄소수가 11 이상 25 이하인 것이 보다 바람직하다.
탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 양이온으로서, 예를 들어, 도데실트리메틸암모늄 (탄소수 15), 옥틸트리메틸암모늄 (탄소수 11), 헥실트리메틸암모늄 (탄소수 9), N-헥실-4-메틸피리디늄 (탄소수 7), N-옥틸-4-메틸피리디늄 (탄소수 9), 아밀트리에틸암모늄 (탄소수 11), 트리부틸메틸암모늄 (탄소수 13), 메틸트리-N-옥틸암모늄 (탄소수 25), 시클로헥실 트리메틸암모늄 (탄소수 9) 등을 들 수 있다.
그 중에서도 점착제층으로 하는 경우 투명성의 관점에서 도데실트리메틸암모늄 (탄소수 15), 옥틸트리메틸암모늄 (탄소수 11), 아밀트리에틸암모늄 (탄소수 11), 트리부틸메틸암모늄 (탄소수 13), 메틸트리-N-옥틸암모늄 (탄소수 25)이 바람직하다.
또한 특정 유기염의 음이온으로서, 예를 들어, Cl-, Br-, I-, BF4 -, PF6 -, SCN-, ClO4 -, (FSO2)2N-, CF3COO-, SbF6 -, NbF6 -, TaF6 -, F(HF)n -, C4F9SO3 -, C3F7COO-, CF3SO3 -, (CF3SO2)2N-, (CF3SO2)3C-, (C2F5SO2)2N-, (CF3SO2)(CF3CO)N-, AlCl4 -, Al2Cl7 -, ClO4 -, NO3 -, CH3COO-, CH3SO3 -, AsF6 -, (CN)2N-, (C2F5SO2)2N-, (C3F7SO2)2N-, (C4F9SO2)2N-, (CF3SO2)(C2F5SO2)N-, (CF3SO2)(C4F9SO2)N-, (C2F5SO2)(C4FOSO2)N- 등을 들 수 있다.
이들 중에서도 PF6 -, (CF3SO2)2N-(이하, TFSI라고도 함), (FSO2)2N-(이하, FSI라고도 함)이 바람직하다.
특정 이온성 화합물로서 특정 유기염을 이용하는 경우, 투명성 및 대전 방지성이 우수한 점에서 도데실트리메틸암모늄 FSI, 옥틸트리메틸암모늄 FSI, 헥실트리메틸암모늄 FSI, N-헥실-4-메틸피리디늄 FSI, N-옥틸-4-메틸피리디늄 PF6, 아밀트리에틸암모늄 TFSI, 트리부틸메틸암모늄 TFSI, 메틸트리-N-옥틸암모늄 TFSI가 바람직하다.
또한, 이들은 1종을 단독으로 이용할 수 있고 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
본 발명에서 점착제 조성물은 편광판 등의 제조시에 재작업성(reworkability)의 관점, 금속 부식성의 관점에서 특정 이온성 화합물로서 특정 유기염을 포함하는 것이 바람직하다.
점착제 조성물에서, 특정 유기염의 함유량은 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.2 질량부 이상이 보다 바람직하며, 0.2 질량부 ~ 8질량부가 보다 바람직하다.
특정 유기염의 함유량이 0.1 질량부 이상이면, 대전 방지성 향상의 효과가 보다 우수하다.
≪실란 커플링제≫
본 발명의 점착제 조성물은 추가로 실란 커플링제의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
점착제 조성물이 실란 커플링제를 포함하여, 점착제 조성물을 편광판의 점착제층으로서 이용한 표시 장치 (예를 들어, 액정 표시 장치)가 고온 고습 환경 하에 노출되어도 점착제층과 편광판 또는 액정 셀의 사이에 박리가 발생하기 어렵게 된다. 또한 점착제 조성물이 평활한 유리에 보다 우수한 접착성을 나타내게 된다.
실란 커플링제로서는, 예를 들어, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기를 갖는 실란 커플링제; 3-메르캅토프로필 트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필 트리에톡시실란, 3-메르캅토프로필 디메톡시메틸실란 등의 티올기를 갖는 실란 커플링제; 3-글리시독시프로필(glycidoxypropyltrimethoxysilane) 트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실) 에틸 트리메톡시실란 등의 에폭시기를 갖는 커플링제; 3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필 트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸 디메톡시실란 등의 아미노기를 갖는 실란 커플링제, 트리스-(3-트리메톡시실릴프로필)이소시아누레이트 등을 들 수 있다. 이들은 1종을 단독으로 이용할 수 있고, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.
실란 커플링제는 출시되어 있는 시판품을 이용할 수도 있고, 시판품의 예로서는, 신에츠 화학공업 주식회사 제품의 상품명「KBM-803」, 「KBM-802」, 「X-41-1810」, 「X-41-1805」, 「X-41-1818」 등의 티올기를 갖는 실란 커플링제, 신에츠 화학공업 주식회사 제품의 「KBM-403」, 「KBM-303」, 「KBM-402」, 「KBE-402」, 「KBE-403」(상품명) 등의 에폭시기를 갖는 실란 커플링제 등을 적합하게 사용할 수 있다.
실란 커플링제 중에서도 내구성과 재작업성의 관점에서 티올기를 갖는 실란 커플링제에서 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 바람직하고, 티올기를 갖는 올리고머형 실란 커플링제에서 선택되는 적어도 1종을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
티올기를 갖는 올리고머형 실란 커플링제는 티올기를 갖는 부분 구조와 티올기를 갖지 않는 부분 구조를 포함하는 실란커플링제인 것이 바람직하고, 예를 들어, 신에츠 화학공업 주식회사 제품의 상품명「X-41-1810」, 「X-41-1805」, 「X-41-1818」을 들 수 있다.
점착제 조성물이 실란 커플링제를 함유하는 경우, 점착제 조성물 중에서 실란 커플링제의 함유량은 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 5 질량부의 범위가 바람직하고, 0.03 질량부 ~ 3 질량부의 범위가 보다 바람직하며, 0.05 질량부 ~ 1.0 질량부의 범위가 더욱 바람직하다.
≪그 외의 성분≫
점착제 조성물은 상기 성분 외에 또한 필요에 따라, 용매, 자외선 흡수제 등의 내후성 안정제, 택키파이어제(tackfier), 가소제, 연화제, 염료, 안료, 무기 충전제 등을 더 함유할 수도 있다. 점착제 조성물이 그 외의 성분을 함유하는 경우, 그 함유율은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 적절하게 선택할 수 있다.
<표시 장치>
본 발명의 표시 장치는 정보를 입력하는 터치 패널, 및 편광판 상에 전술한 본 발명의 점착제 조성물에 의해 형성된 점착제층을 갖는 점착제 부착 편광판을 적어도 갖는다.
≪터치 패널≫
본 발명에서 터치 패널은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 터치 패널의 구성으로서, 예를 들어, 유리판 및 상기 유리판 상에 증착된 ITO층을 갖는 시트 상의 광학재, 보호재로 되는 커버 필름, 광학재, 및 커버 필름의 사이를 접착하는 점착제층을 겹겹의 층(重層)으로 하는 구성을 들 수 있다.
≪점착제 부착 편광판≫
본 발명의 점착제 부착 편광판은 적어도 편광판, 및 전술한 본 발명의 점착제 조성물에 의해 편광판 상에 형성된 점착제층을 포함한다.
본 발명의 점착제 부착 편광판은 상기 점착제층을 포함하기 때문에, 투명성과 대전 방지성을 양립할 수 있다.
본 발명에서 편광판은 적어도 편광자(polarizer)를 포함하여 구성되는 것이 바람직하며, 편광자만을 이용할 수 있고, 편광자와 보호용 시트를 적층한 것을 이용할 수도 있다.
편광자로서는 일반적으로, 예를 들어, 폴리비닐알코올(PVA) 필름 등이 사용된다.
편광판으로서 편광자와 보호 시트를 적층한 것을 이용하는 경우는, 보호용 시트로서, 예를 들어, 트리아세틸셀룰로오스 (TAC), 폴리시클로올레핀 (COP), 아크릴 필름 등을 이용할 수 있다.
편광자와 보호용 시트를 적층한 것은 예를 들어 2층 구조(예를 들어 TAC/편광자)나 3층 구조(예를 들어 TAC/편광자/TAC)로 구성되어 편광판으로서 이용할 수 있다.
예를 들어, TAC/편광자/TAC의 3층 구조의 편광판의 적어도 일 면에 전술한 본 발명의 점착제 조성물을 부여함으로써 점착제층을 설치하여, 점착제 부착 편광판이 제작된다. 점착제 부착 편광판을 제작하는 경우, 편광판 상에 점착제 조성물을 부여하여 제작할 수 있으나, 후술하는 바와 같이 사용시에 박리되는 보호용 시트 (박리 시트) 상에 부여하여 제작하는 것이 바람직하다. 점착제 조성물의 부여는 액체의 점착제 조성물을 이용한 침적법, 도포법, 잉크젯법 등의 도포 방법에 의해 적합하게 수행할 수 있다. 그 중에서도 도포법에 의한 것이 바람직하다.
구체적으로 본 발명의 점착제 조성물을 박리 시트(점착제층용 보호용 시트) 상에 도포하고 건조시키고 박리 시트 상에 점착제층을 형성한 후, 이 점착제층을 편광판 상에 전사, 경화시켜 점착제 부착 편광판이 제작된다. 또한 본 발명의 점착제 조성물을 박리 시트 상에 도포하고 건조시켜 박리 시트 상에 점착제층을 형성한 후, 점착제층의 노출면을 더욱 박리 시트를 밀착하여 설치하고 지지체가 없는 양면 점착 테이프를 제작하고, 이 점착제층을 경화시킨 후, 한쪽의 박리 시트를 박리하여 노출한 점착제층을 편광판 상에 전사시켜 점착제 부착 편광판이 제작될 수도 있다.
박리 시트 상에 부여된 점착제 조성물은 열풍 건조기 등을 이용하여 70 ℃ ~ 120 ℃으로 1 분 ~ 3 분 정도의 건조 조건에서 건조되는 것이 바람직하다.
또한 편광판 상에 설치된 점착제층의 노출면에는, 피착체에 대한 접촉면을 보호하는 관점에서 노출면을 보호하기 위한 박리 시트를 밀착하여 설치해 두는 것이 바람직하다. 이 박리 시트로서는 점착제층과의 사이의 박리가 용이하게 행할 수 있도록 불소계 수지, 파라핀 왁스, 실리콘 등의 이형제로 이형 처리를 실시한 폴리에스테르 등의 합성 수지 시트가 적합하게 이용된다. 표시 패널의 유리판 등에 페이스트 (paste) 때에는 박리 시트를 박리하여 노출된 점착제층의 표면을 유리 기판 등에 밀착시킨다.
또한, 편광판의 점착제층이 설치되지 않은 측의 표면(노출면)에는 그 표면을 보호하는 표면 보호 시트를 추가로 설치할 수 있다. 표면 보호 시트에는 PET 필름의 일 면에 점착 가공된 프로텍트 필름 등이 적합하게 이용된다.
점착제층의 층두께로서는 특별히 제한되는 것은 아니지만, 건조 후의 두께로 1 ㎛ 이상 100 ㎛ 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 ㎛ 이상 50 ㎛ 이하이며, 더욱 바람직하게는 15 ㎛ 이상 30 ㎛ 이하이다.
≪표시 장치의 구성≫
본 발명의 표시 장치의 구성예로서 아웃 셀형(out-cell type) 터치 패널 부착 액정 표시 장치, 및 온 셀형(on-cell type) 터치 패널 부착 액정 표시 장치 등을 들 수 있다.
아웃 셀형 터치 패널 부착 액정 표시 장치는 액정 표시 패널의 양면에 본 발명의 점착제 부착 편광판을 각각에 대하여 점착제층이 액정 표시 패널의 표면 (예를 들어, 유리 기판의 표면)에 접촉하도록 배치하고, 점착제층을 통하여 액정 표시 패널의 양면에 편광판을 접착하고, 어느 한쪽의 편광판의 액정 표시 패널측이 아닌 면에 터치 패널을 외부 부착한 구조(터치 패널/점착제층/편광판/점착제층/액정 표시 패널/점착제층/편광판의 구조)를 구비하는 것이 바람직하다.
온 셀형 터치 패널 부착 액정 표시 장치는 편광판과 액정 표시 패널 사이에 터치 패널을 조립한 구조(편광판/점착제층/터치 패널/점착제층/액정 표시 패널/점착제층/편광판의 구조)를 구비하는 것이 바람직하다. 본 발명의 표시 장치로서는 온 셀형 터치 패널 부착 표시 장치가 바람직하다.
실시예
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다. 또, 특별히 언급이 없는 한 「부」는 질량 기준이다.
(제조예 1)
온도계, 교반기, 질소 도입관 및 환류 냉각관을 구비한 반응기 내에 n-부틸아크릴레이트(BA) 98부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 (2HEA) 2부, 아세트산 에틸 (EAc) 70부를 넣고 혼합한 후, 반응 용기 내를 질소 치환하였다. 그 후, 교반 하에 질소 분위기 중에서 반응 용기 내의 혼합물을 70℃로 승온한 후에, 아조비스 디메틸발레로니트릴 (ABVN) 0.02 부, 및 아세트산 에틸 (EAc) 200부를 순차로 첨가하고 6시간 반응시켰다. 반응 종료 후, 반응 혼합물을 아세트산 에틸로 희석하고, (메타)아크릴계 공중합체 1의 용액 (고형분 16 질량%)을 얻었다.
얻은 (메타)아크릴계 공중합체 1의 중량 평균 분자량 (Mw) 및 수평균 분자량 (Mn)을 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)를 이용하여 전술한 조건으로 측정할 때, 중량 평균 분자량 (Mw)은 152만, 분산도 (Mw/Mn)는 6.8이었다.
(제조예 2 ~ 제조예 9)
제조예 1에서, (메타)아크릴계 공중합체 1의 합성에 이용한 단량체의 종류 및 비율을 하기 표 1에 표시한 바와 같이 변경한 것 이외에는, 제조예 1과 동일하게 하여 (메타)아크릴계 공중합체 2 ~ (메타)아크릴계 공중합체 9의 용액 (고형분 16 질량%)을 각각 얻었다.
또한 얻은 각 (메타)아크릴계 공중합체에 대하여 제조예 1과 동일하게 하여 Mw 및 Mn 측정을 행하였다. 결과는 하기 표 1에 나타낸다.
표 1 중, 「BA」는 n-부틸아크릴레이트, 「PHEA」는 페녹시에틸아크릴레이트, 「MA」는 메틸아크릴레이트, 「t-BA」는 t-부틸아크릴레이트, 「2HEA」는 2-히드록시에틸아크릴레이트를 나타낸다.
Figure pat00005
<실시예 1>
-점착제 조성물의 제조-
(메타)아크릴계 공중합체로서 상기 제조예 1에서 얻은 (메타)아크릴계 공중합체 1의 용액을 고형분으로서 100 부, 다가 이소시아네이트 화합물 (가교제)로서 콜로네이트 2037 (니폰 폴리우레탄 공업 주식회사 제품)을 고형분으로서 0.125 부, 이미다졸 화합물 (경화 촉진제)로서 큐아졸 1B2PZ (시코쿠 화성 주식회사 제품, 1-벤질-2-페닐이미다졸)를 고형분으로서 0.05부, 실란 커플링제로서 X-41-1810 (신에츠 화학공업 주식회사 제품, 티올기를 갖는 올리고머형)을 고형분으로서 0.1부, 이온성 화합물로서 도데실트리메틸암모늄 FSI (탄소수가 15인 탄화수소기를 갖는 양이온 함유)를 고형분으로서 0.1부를 충분히 교반 혼합하여 점착제 조성물을 얻었다.
(경화 시간)
상기에서 얻은 점착제 조성물이 경화에 필요한 시간(경화 시간)을 이하와 같이 하여 겔 분율을 측정하여 평가하였다.
점착제 조성물을 실리콘계 이형제로 표면 처리한 박리 필름 (후지모리 공업 주식회사 제품, 100E-0010N023) 상에 건조 후의 두께가 20 ㎛가 되도록 필름 형상의 점착제층을 제작하였다. 다음으로 제작한 점착제층을 23℃, 50% RH 환경 하에 이동한 후, 168 시간 경과 후까지 보관하였다. 점착제층의 겔 분율을 보관 개시부터 24 시간마다 이하와 같이 하여 각각 측정하였다. 소정의 보관 시간이 경과한 후의 겔 분율과 168 시간 (7 일간) 경과 후의 겔 분율을 비교하고, 양자의 겔 분율의 차이가 3% 이하가 되는 데 필요한 보관 시간을 경화 종료 시간으로 하여, 하기 평가 기준에 따라 평가하였다.
겔 분율은 하기 방법에 의해 측정하였다.
1. 정밀 천칭으로 질량을 정확하게 측정한 250 메쉬의 금속망(100mm×100mm)에 필름 형상 점착제층을 약 0.25g 페이스트(paste)하고 겔분이 누설되지 않도록 둘러싼다. 그 후, 정밀 천칭으로 질량을 정확하게 측정하여 시료를 제작한다.
2. 얻은 시료를 아세트산 에틸 80 ml에 3 일간 침지한다.
3. 시료를 취출하여 소량의 아세트산 에틸로 세정하고, 120℃에서 24 시간 건조시킨다. 그 후, 정밀 천칭으로 질량을 정확하게 측정한다.
4. 아래 식에 의해 겔 분율을 계산한다.
겔 분율 (질량%)=(Z-X)/(Y-X)×100
단, X는 금속망의 질량 (g), Y는 점착제층을 페이스트한 금속망의 침지 전의 질량 (g), Z는 침지 후, 건조시킨 점착제층을 페이스트한 금속망의 질량 (g)이다.
-평가 기준-
A: 경화 종료 시간이 24 시간 미만이다.
B: 경화 종료 시간이 24 시간 이상 48 시간 미만이다.
C: 경화 종료 시간이 48 시간 이상이다.
(시험용 점착 시트의 제작)
상기에서 얻은 점착제 조성물을 실리콘계 이형제로 표면 처리한 박리 필름(후지모리 공업 주식회사 제품, 100E-0010N023) 상에 도포한 후, 100℃, 1 분간의 건조 조건으로 건조하고, 23℃, 50% RH의 환경 하에서 1일간 경화하였다. 경화 종료 후의 점착제층의 두께는 20 ㎛이었다. 다음으로 점착제층의 박리 필름과 반대측 표면에 이형 처리가 실시되지 않은 두께 100 ㎛의 PET 필름(상품명: A4100, 토요 방적 주식회사 제품)을 겹치고, 가압 니프 롤(nip roll)을 통해 압착하여 시험용 점착 시트를 제작하였다.
(대전 방지성)
상기에서 얻은 시험용 점착 시트의 박리 필름을 박리하여 점착제층의 표면 저항값을 R12704 RESISTIVITY CHAMBER(주식회사 어드반테스트 제품)를 이용하여 23℃, 50% RH, 인가 전압 100 V의 조건 하에서 측정하고, 하기 평가 기준에 따라 대전 방지성을 평가하였다. 표면 저항값이 작을수록 정전기의 발생 억제 효과가 높고 대전 방지성이 우수하다. 평가 기준의 A 및 B가 실용상 문제 없는 레벨이다.
-평가 기준-
A: 표면 저항값이 1×1012Ω/square 미만이다.
B: 표면 저항값이 1×1012Ω/square 이상 1×1013Ω/square 미만이다.
C: 표면 저항값이 1×1013Ω/square 이상이다.
(투명성)
상기에서 얻은 시험용 점착 시트를 80mm × 60mm로 커트하여 샘플편으로 하고, 얻은 샘플편의 박리 필름을 박리하여 노출한 점착제층의 표면을 두께 1.8 mm의 유리판(상품명: 광학 소다 유리, 마츠나미 가라스 주식회사 제품)에 겹치고, 탁상 라미네이트기를 이용하여 압착하여 투명성 평가용 시험 샘플로 하였다. 얻은 투명성 평가용 시험 샘플의 헤이즈를 분광 측색계 CM-3500d(코니카 미놀타 주식회사 제품)를 이용하여 측정하고, 하기 평가 기준에 따라 투명성을 평가하였다. 평가 기준의 A 및 B가 실용상 문제 없는 레벨이다.
-평가 기준-
A: 헤이즈가 0.5 미만이다.
B: 헤이즈가 0.5 이상 1.0 미만이다.
C: 헤이즈가 1.0 이상이다.
(가용 수명)
상기에서 얻은 점착제 조성물의 가용 수명을 이하와 같이 하여 점도를 측정하고 점도 상승률을 산출하여 평가하였다.
점착제 조성물을 점도 1500 mPa·s가 되도록 아세트산 에틸을 이용하여 조정한 후, BH형 회전 점도계로 25℃, 1분, 10 rpm에서 점도(a)를 측정하였다. 또한 25℃, 50% RH의 조건 하에서 밀폐 용기에서 24시간 방치한 후, BH형 회전 점도계로 25℃, 1분, 10rpm에서 점도(b)를 측정하였다.
얻은 점도(a)와 점도(b)를 이용하여 아래 식에 의해 점도 상승률(%)을 산출하였다.
점도 상승률(%)=24시간 방치 후의 점도(b)/배합 직후의 점도(a)×100
-평가 기준-
A: 점도 상승률(%)이 110% 미만이다.
B: 점도 상승률(%)이 110% 이상 120% 미만이다.
C: 점도 상승률(%)이 120% 이상이다.
<실시예 2~실시예 18 및 비교예 1~비교예 5>
실시예 1에서 점착제 조성물의 조성을 하기 표 2, 하기 표 3에 나타난 바와 같이 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 점착제 조성물을 제작하고, 실시예 1과 동일하게 하여 평가를 행하였다. 평가 결과를 표 2, 표 3에 나타낸다.
Figure pat00006
Figure pat00007
표 2 및 표 3 중의 약칭은 이하에 나타내는 바와 같고, 배합량은 고형분 환산값이다.
(가교제)
콜로네이트 2037: 니폰 폴리우레탄 공업 주식회사 제품, 톨릴렌 디이소시아네이트의 이소시아누레이트체
콜로네이트 L: 니폰 폴리우레탄 공업 주식회사 제품, 톨릴렌 디이소시아네이트의 트리메티롤프로판 어덕트체
(경화 촉진제)
1B2PZ: 시코쿠 화성공업 주식회사 제품, 1-벤질-2-페닐이미다졸
(실란 커플링제)
X-41-1810: 신에츠 화학공업 주식회사 제품, 티올기를 갖는 올리고머형
(이온성 화합물)
표 2 및 표 3 중, FSI는 플루오로설포닐이미드 ((FSO2)2N-), TFSI는 트리플루오로메탄설포닐이미드 ((CF3SO2)2N-)를 나타낸다.
표 2 및 표 3 중, 예를 들어 「탄소수 C15」로 표시된 기재는 양이온이 갖는 탄화수소기의 전체 탄소수가 15인 것을 나타낸다.
표 2 및 표 3에 나타내는 바와 같이, 실시예에서는 투명성 및 대전 방지성이 우수하고 경화 시간이 단축된 것을 알 수 있다. 비교예 2 및 비교예 3과 같이 양이온이 갖는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 미만인 이온성 화합물을 이용하면, 투명성이 저하되는 것을 알 수 있다. 비교예 4와 같이, 방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조, 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물 이외의 가교제를 이용하면, 경화 시간을 단축할 수 없는 것을 알 수 있다. 비교예 5와 같이 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물(경화 촉진제)을 함유하지 않는 조성에서는, 경화 시간을 단축할 수 없는 것을 알 수 있다.

Claims (6)

  1. 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 포함하는 (메타)아크릴계 공중합체;
    방향족 디이소시아네이트 화합물에 유래하는 부분 구조 및 이소시아누레이트 고리 구조를 갖는 다가 이소시아네이트 화합물;
    하기 일반식 (1)로 표시되는 N-치환 이미다졸 화합물; 및
    이온성 화합물;을 포함하고,
    상기 이온성 화합물의 양이온은 금속 양이온 또는 탄화수소기의 전체 탄소수가 7 이상인 유기 양이온인 점착제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00008
    일반식 (1)
    식 중, R1은 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다. 식 중, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기를 나타낸다.
    R3 및 R4는 서로 연결하여 고리를 형성할 수 있다.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 이온성 화합물의 함유량이 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.1 질량부 이상인 점착제 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 N-치환 이미다졸 화합물의 함유량이 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 0.6 질량부인 점착제 조성물.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다가 이소시아네이트 화합물의 함유량이 상기 (메타)아크릴계 공중합체 100 질량부에 대하여 0.01 질량부 ~ 0.5 질량부인 점착제 조성물.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 (메타)아크릴계 공중합체는 수산기를 갖는 단량체에 유래하는 구성 단위를 0.3 질량% ~ 12 질량% 갖는 점착제 조성물.
  6. 터치 패널;
    청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 점착제 조성물에 의해 형성된 점착제층을 포함하는 점착제 부착 편광판;을 갖는 표시 장치.
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