KR20160065408A - 점착 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재 - Google Patents

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KR20160065408A
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Abstract

본 발명은 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물; 및 연쇄이동제;를 포함하는 점착제 조성물로 형성되고, 가교도가 50% 내지 90%이고, 하기 식 1로 나타내는 가교도와 잔류응력의 비율이 1.5 이상인 점착 필름을 제공한다.
<식 1>
가교도와 잔류응력 비율 = (가교도)/(잔류응력)

Description

점착 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재{Adhesive film and display member comprising the same}
본 발명은 점착 필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재에 관한 것이다.
광학표시장치 중 정전용량방식의 터치패드(Touchpad)는 점착 필름에 의해 윈도우 또는 필름에 부착되어 윈도우 또는 필름의 정전용량의 변화를 감지함으로써 특성을 발휘하며, 터치스크린패널(TSP, Touch screen panel)을 포함한다.
투명 광학 점착 필름(OCA film, optical clear adhesive film)은 광학표시장치에서 부품들을 적층하는 층간 접착 또는 디스플레이 장치의 터치 스크린 부착에 사용될 수 있다. 구체적으로 터치스크린패널에서 점착 필름은 윈도우층과 도전층을 포함한 TSP 센서층 또는 윈도우층의 하부층 사이에 적층되어 두 층을 부착할 수 있다. 이러한 부착을 위하여 한 층에 점착 필름을 적층하고, 다른 한 층을 점착 필름 상에 적층하여 합지공정을 수행할 수 있다. 이러한 합지공정에서, 윈도우 층에 인쇄된 베젤의 단차로 인하여 윈도우층 사이드 영역에 큰 응력이 발생하게 되며, 이로 인해 LCD cell gap이 발생하여 사이드 부분이 노랗게 보이는 황변이 발생할 수 있다.
따라서 이와 같은 황변 현상을 방지할 수 있는 점착 필름에 대한 요구가 존재한다.
한국 공개특허공보 제2014-0029396호는 디스플레이 부재의 표면 또는 계면에 미묘한 요철상 결함으로 인한 시인성 저하를 방지하기 위한 점착제 조성물에 대하여 개시한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 잔류응력이 낮아 합지시 황변 현상이 억제되는 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 가교도가 높아 내구성이 우수한 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 과제는 접착력이 우수한 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 과제는 투명성이 우수한 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점인 점착필름은 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물; 및 연쇄이동제;를 포함하는 점착제 조성물로 형성되고, 가교도가 50% 내지 90%이고, 하기 식 1로 나타내는 가교도와 잔류응력 비율(CS)이 1.5 이상일 수 있다.
<식 1>
CS = (가교도)/(잔류응력)
본 발명의 다른 관점인 디스플레이 부재는 상기 점착 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 또다른 관점인 광학표시장치는 상기 점착 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 잔류응력이 낮아 합지시 황변 현상이 억제되는 점착 필름을 제공할 수 있다.
본 발명은 가교도가 높아 내구성이 우수한 점착 필름을 제공할 수 있다.
본 발명은 점착력이 우수한 점착 필름을 제공할 수 있다.
본 발명은 투명성이 우수한 점착필름을 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명 일실시예에 따른 디스플레이 장치의 단면도를 나타낸 모식도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 출원의 구체예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 개시된 기술은 여기서 설명되는 구체예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 단지, 여기서 소개되는 구체예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 출원의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 각 구성요소를 명확하게 표현하기 위하여 구성요소의 폭이나 두께 등의 크기를 다소 확대하여 나타내었다. 또한, 설명의 편의를 위하여 구성요소의 일부만을 도시하기도 하였으나, 당업자라면 구성요소의 나머지 부분에 대하여도 용이하게 파악할 수 있을 것이다. 또한, 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 출원의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 출원의 사상을 다양한 다른 형태로 구현할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)" 또는 "바로 위"로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 나타낸다.
본 명세서에서 "황변"은 점착필름의 색상이 노랗게 변하는 것이 아니라, 패널에서 나오는 빛이 윈도우층과의 cell gap으로 새어나오면서 노랗게 보이는 현상을 의미한다.
본 발명 일 실시예에 따른 점착필름은 (메트)아크릴계 단량체 혼합물 및 연쇄이동제(chain transfer agent)를 포함하는 점착제 조성물로 형성되고, 가교도가 50% 내지 90%이고, 가교도와 잔류응력 비율(CS)이 1.5 이상일 수 있다.
본 실시예에 따른 점착필름은 하기 식 1로 나타내는 가교도와 잔류응력 비율(CS)이 1.5 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서 점착필름 합지 공정에서 황변 현상이 억제되는 동시에 내구성이 우수할 수 있다. 구체적으로 CS값은 1.7 이상일 수 있으며, 보다 구체적으로 1.8 내지 3.0 일 수 있다.
<식 1>
CS = (가교도)/(잔류응력)
상기 가교도는 점착필름을 용매에 녹인 후, 녹지 않고 남아있는 불용분의 질량을 측정하여 최초 점착필름 질량에 대하여 하기 식 2에 따라 계산할 수 있다.
<식 2>
가교도(%) = (불용분의 질량) / (최초 점착필름 질량) × 100
구체적으로, 상기 가교도는 최초 질량이 측정된 점착필름을 에틸아세테이트 용매에서 72시간 동안 녹인 후, 30분간 150℃ 오븐에서 건조한 뒤 하여 불용분의 질량을 측정하여 상기 식 2에 대입하여 계산할 수 있다.
본 실시예에 따른 점착필름은 가교도가 50% 내지 90%일 수 있으며, 상기 범위 내에서 내구성이 우수할 수 있다.
상기 잔류응력은 점착 필름에 일정 압력을 가한 후, 압력을 제거하였을 때 완화되는 응력 값을 측정하여 나타낸다. 구체적으로, 50mm× 50mm(가로×세로×두께) 의 점착 필름을 두께 1mm 유리 기재에 라미네이터를 사용하여 적층시킨 후, 상온에서 30분 내지 1시간 동안 유지하여 샘플을 제조한다. 상기 샘플에 상온, 상대습도 35%RH 조건에서 볼 프로브(Ball Probe)를 이용하여 두께 40㎛ 깊이로 눌러 240초 동안 유지하면서 TA.XT Plus Texture Analyzer(Stable Micro System사)로 응력을 측정하여 최대 응력(Sm)을 구하고, 상기 볼 프로브를 제거하고 240초 후의 응력(Sr)을 측정한다. 상기 측정값을 하기 식 3에 대입하여 잔류응력(%)을 계산할 수 있다.
<식 3>
잔류응력(%) = ( Sr / Sm ) × 100
본 실시예에 따른 점착필름은 잔류응력이 0.5% 내지 40%일 수 있으며, 구체적으로 0.5% 내지 30%일 수 있다. 상기 범위 내에서 점착필름 합지 공정에서 황변 현상이 억제될 수 있다.
본 실시예에서 점착필름은 상기 (메트)아크릴계 단량체 혼합물에 연쇄이동제를 첨가하고 이를 중합하여 형성되는 (메트)아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 800,000g/mol 내지 2,500,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 내에서 점착필름의 응력 완화 효과를 향상시키고, 황변 현상이 억제될 수 있으며 내구성이 향상될 수 있다.
본 실시예에서 (메트)아크릴계 단량체 혼합물은 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함할 수 있다.
상기 (메트)아크릴계 단량체 혼합물은 상기 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상을 포함하여 점착필름의 초기 접착력과 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 산소, 질소, 또는 황과 같은 헤테로 원자를 갖는 탄소수 2~5의 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, N-(메트)아크릴로일모르폴린일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 헤테로지환족기를 갖는 단량체는 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 대신에 단독으로 사용되는 경우 동일 역할을 구현하되 카르복시산기를 갖지 않아 점착필름에 의해 ITO 필름과 같은 도전성 필름의 부식을 방지할 수 있다.
상기 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 0.1중량% 내지 15중량%, 예를 들어 0.5중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 초기 접착력과 신뢰성이 향상될 수 있다.
카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 비닐기를 갖는 카르복시산, 또는 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단량체는 β-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 0.1중량% 내지 15중량%, 예를 들어 0.5 내지 2중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 접착력이 높으며 신뢰성이 우수할 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 1개 이상의 수산기를 갖는, 탄소수 1-20의 알킬기, 탄소수 5-20의 사이클로알킬기 또는 탄소수 6-20의 아릴기를 갖는 (메타)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 단량체는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노(메타)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 모노(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글라이콜 모노(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 디(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로펜틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페닐옥시(메타)아크릴레이트, 4-히드록시사이클로헥실(메타)아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 6중량% 내지 40중량%, 구체적으로 6중량% 내지 23중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 접착력이 우수하며 황변 현상 억제 효과가 우수할 수 있다.
지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 탄소수 4~20의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 구체적으로 탄소수 5~15의 단일환 또는 복소환의 지환족 고리를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있고, 예를 들어, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 사이클로펜틸(메트)아크릴레이트, 사이클로헥실(메트)아크릴레이트 중 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 10중량% 내지 25중량%, 예를 들어 10 중량% 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 우수한 접착력을 가지는 효과가 있을 수 있다.
상기 (메트)아크릴계 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함할 수 있다.
알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 비치환된 탄소수 1~20의 선형 또는 분지형의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들어, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 이소-부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 헵틸(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 라우릴(메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 탄소수 4~8의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 사용함으로써 초기 점착력이 증대될 수 있다.
상기 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 50중량% 내지 85중량%, 예를 들어 55 내지 85중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위 내에서 우수한 점착력과 신뢰성이 우수한 효과가 있을 수 있다.
상기 (메트)아크릴계 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 50 내지 75중량% 예를 들면 55 내지 65중량%, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 11 내지 30중량% 예를 들면 15 내지 25중량%, 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 10 내지 25중량% 예를 들면 15 내지 25중량%, 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상을 0.5 내지 10중량% 예를 들면 1 내지 5중량%로 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 연쇄이동제(chain transfer agent)를 포함할 수 있다. 상기 연쇄이동제(chain transfer agent)는 n-도데실머캡탄, 이소옥틸 3-머캡토프로피오네이트, t-노닐머캡탄, 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캡토아세테이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캡토프로피오네이트), 트리메틸프로판 트리스(3-머캡토프로피오네이트), 에틸벤젠, 브로모트리클로로메탄, 4,4'-티오비스벤젠티올 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 n-도데실머캡탄 및 에틸벤젠 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 연쇄이동제(chain transfer agent)는 (메트)아크릴계 단량체 혼합물의 중합시에 첨가되어 (메트)아크릴계 공중합체의 분자량을 조절하며, 점착필름의 응력 완화 효과를 향상시키고, 황변 현상이 억제될 수 있으며 내구성이 향상될 수 있다. 상기 연쇄이동제(chain transfer agent)는 단량체 중합체의 부분 중합 후, 경화 사이에 첨가될 수도 있으며, 점착필름의 응력 완화 효과를 향상시키고, 황변 현상이 억제될 수 있으며 내구성이 향상될 수 있다.
상기 연쇄이동제(chain transfer agent)는 10ppm 내지 1000ppm으로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내에서 가교도 저해 없이 내구성과 응력 완화 효과를 동시에 달성할 수 있다. 상기 연쇄이동제는 예를 들어 200ppm 내지 600ppm으로 포함될 수 있다.
상기 점착제 조성물은 개시제를 포함할 수 있다. 상기 개시제는 통상의 개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들어 광경화 개시제, 열경화 개시제, 양이온 개시제 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 광경화 개시제, 열경화 개시제는 통상의 것을 사용할 수 있으며, 상기 광경화 개시제의 예로는 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 인계, 옥심계 등을 들 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 구체적으로 상기 광경화 개시제는 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, p-t-부틸 트리클로로 아세토페논, p-t-부틸 디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노 프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노 페닐)-부탄-1-온, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
상기 개시제는 상기 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 0.1중량부 내지 10중량부, 예를 들어 0.1중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 투명도 저하 없이 경화가 충분히 이루어질 수 있다.
상기 점착제 조성물은 가교제를 더 포함할 수 있다. 상기 가교제는 O-헤테로고리를 실온에서 개환시킬 수 있는 루이스 염기 또는 루이스 산일 수 있으며, 점착필름의 숙성 조건을 완화시키고, 숙성시간을 단축시킬 수 있다.
가교제는 다관능 아민 경화제, 다관능 1급, 2급 또는 3급 아민 경화제, 이미다졸, 이소시아네이트, 카보다이이미드 중 1종 이상일 수 있다.
상기 가교제는 상기 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 0.01~15중량부, 예를 들어 0.1~10중량부로 포함할 수 있으나 이제 한정되지 않는다. 상기 범위 내에서 점착력이 높을 수 있다.
가교제와 함께 촉매로서 보론 트리플루오라이드(BF3) 또는 그 착물, p-톨루엔 설폰산, 디에틸 설페이트, 트리페닐포스핀 및 트리페닐아민을 포함할 수도 있다. 상기 촉매는 상기 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 0.1~10중량부로 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함할 수 있다. 상기 실란커플링제는 예를 들어, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필메틸 디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡실란 등의 에폭시 구조를 갖는 규소 화합물; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, (메트)아크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 중합성 불포화기 함유 규소 화합물; 3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 등의 아미노기 함유 규소 화합물; 및 3-클로로프로필트리메톡시실란 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 상기 실란커플링제는 에폭시 구조를 갖는 실란커플링제를 사용할 수 있다.
상기 실란커플링제는 상기 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 2중량부, 예를 들어 0.05중량부 내지 0.1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 내구성이 우수하며, 점착력이 우수한 효과를 나타낼 수 있다.
상기 점착제 조성물은 필요에 따라 경화촉진제, 이온성 액체, 리튬염, 무기충전제, 연화제, 산화방지제, 노화방지제, 안정제, 점착 부여 수지, 개질수지(폴리올 수지, 페놀수지, 아크릴수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 에폭시화 폴리부타다이엔 수지 등), 레벨링제, 소포제, 가소제, 염료, 착색 안료, 체질 안료 등의 안료, 처리제, 자외선차단제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 대전방지제, 윤활제 및 용제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 상기 단량체 혼합물 100중량부에 대하여 0.01-5중량부, 예를 들어 0.03-3중량부, 더욱 바람직하게는 0.05-2중량부로 포함될 수 있다.
상기 점착필름은 상기 (메트)아크릴계 단량체 혼합물 및 연쇄이동제를 포함하는 점착제 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 예를 들어 상기 점착제 조성물을 당업계에서 통상적으로 사용되는 이형필름에 코팅한 후, 자외선으로 경화하여 제조할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 점착필름의 두께는 50㎛ 내지 250㎛, 예를 들어 50㎛ 내지 200㎛일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
본 발명 일 실시예에 따른 점착필름의 제조방법은 상기 아크릴계 단량체 혼합물에 연쇄이동제를 첨가하고 중합하여 (메타)아크릴계 공중합체를 제조하고, (메타)아크릴계 공중합체에 가교제, 개시제를 혼합하여 점착제 조성물을 제조하고, 그리고 점착제 조성물을 자외선으로 경화하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명 다른 실시예에 따른 점착필름의 제조방법은 상기 아크릴계 단량체 혼합물에 연쇄이동제 및 개시제를 첨가하여 부분 중합하고, 여기에 연쇄이동제, 가교제, 개시제를 혼합하여 점착제 조성물을 제조하고, 그리고 점착제 조성물을 자외선으로 경화하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명 또다른 실시예에 따른 점착필름의 제조방법은 상기 아크릴계 단량체 혼합물에 개시제를 첨가하여 부분 중합하고, 여기에 연쇄이동제, 가교제, 개시제를 혼합하여 점착제 조성물을 제조하고, 그리고 점착제 조성물을 자외선으로 경화하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 디스플레이 부재는 본 발명 실시예들에 따른 점착필름을 포함할 수 있으며, 예를 들어 상기 디스플레이 부재는 광학필름 및 상기 광학필름의 일면 또는 양면에 부착되는 점착필름을 포함할 수 있다.
상기 광학필름은 터치패널, 윈도우, 편광판, 칼라필터, 위상차 필름, 타원 편광필름, 반사필름, 반사방지필름, 보상필름, 휘도 향상필름, 배향막, 광확산 필름, 유리비산 방지 필름, 표면 보호필름, 플라스틱 LCD기판, ITO(indium tin oxide), FTO(fluorinated tin oxide), AZO(aluminum dopped zinc oxide), CNT(carbon nanotube) 포함 필름, Ag 나노와이어(nanowire) 포함 필름, 또는 그래핀(graphene)의 투명 전극 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 광학표시장치는 본 발명 실시예들에 따른 점착필름을 포함할 수 있다. 상기 광학표시장치는 플렉서블 디스플레이 장치일 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 기판(110) 상부에 형성되는 장치용 부재(120), 장치용 부재(120) 상부에 형성되는 제1점착층(130), 제1점착층(130) 상부에 형성되는 투명 도전체(140), 투명 도전체(140) 상부에 형성되는 편광판(150), 편광판(150) 상부에 형성되는 제2점착층(160) 및 제2점착층(160) 상부에 형성되는 윈도우 필름(170)을 포함할 수 있으며, 제1점착층(130) 및 제2점착층(160) 중 하나 이상은 본 발명 실시예들에 따른 점착필름을 포함할 수 있다.
기판(110)은 유연한 특성을 가지는 투명성 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN) 등의 폴리에스테르 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지, 폴리에테르설폰(PES) 수지, 폴리이미드(PI) 수지, 폴리아릴레이트(PAR) 수지, 고리형올레핀공중합체(COC) 수지, 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA) 등의 폴리(메타)아크릴레이트 수지와 같은 고분자 수지, 금속 박막 등을 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
장치용 부재(120)는 유기발광소자 또는 액정과 같은 디스플레이 소자로서 유연성을 갖는 디스플레이 소자를 사용할 수 있으며, 제한되지 않으나 예를 들어 TFT-LCD, TFT-OLED를 사용할 수 있다. 유기발광소자는 제1전극, 제2전극, 제1전극과 제2전극 사이에 형성된 유기발광층을 포함할 수 있으며, 유기발광층은 정공주입층, 정공수송층, 발광층, 전자수송층, 전자주입층이 순차적으로 적층된 것일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.
투명 도전체는(140)은 디스플레이의 외부로부터 특정 위치에 손가락이나 펜 등이 접촉할 때에 접촉에 의한 신호를 감지하여 장치에 전달하는 것으로서, 접촉에 의한 신호는 감압 또는 전기적 신호를 감지한다. 전기적 신호를 감지하는 전극은 도전성 소재로서 유연성을 가지는 것을 사용할 수 있으며, 예를 들어 전도성 고분자, 탄소 나노튜브, 그래핀, 금속 나노와이어 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
편광판(150)은 디스플레이에 편광 성능을 부여하여 외부광 또는 내부광을 편광시키는 역할을 할 수 있으며, 편광자 및 보호필름을 포함할 수 있다.
점착제층(130, 160)은 기판(110)과 장치용 부재(120)의 사이 및 장치용 부재(120)와 투명 도전체(140) 사이에 개재되어 기판(110)과 장치용 부재(120) 및 장치용 부재(120)와 투명 도전체(140)를 점착하며 본 발명 실시예들에 따른 점착필름을 포함할 수 있다.
이하, 실시예, 비교예 및 시험예를 들어 본 발명의 구성 및 효과를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 이들 실시예, 비교예 및 시험예는 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐 본 발명의 범주 및 범위가 하기 실시예, 비교예 및 시험예에 의해 제한되는 것은 아니다.
하기 실시예 및 비교예에서 사용된 성분은 다음과 같다.
(A) 단량체 성분:
N-아크릴로일모르폴린(ACMO, KOHJIN社),
2-히드록시에틸아크릴레이트(HEA, Nippon shokubai社),
이소보르닐아크릴레이트(IBOA, OSAKA YUKI社),
2-에틸헥실아크릴레이트(EHA, LG화학社),
아크릴산(AA, LG화학社)
(B) 연쇄이동제(chain transfer agent) : n-도데실머캡탄(DDM, ACROSS社)
(C) 개시제: Irgacure--TM-651 (2,2,-디메톡시-2-페닐아세토페논, Ciba社)
(D) 가교제: UF07DF(Urethane acrylate, Kyoeisha社)
(E) 실란커플링제: KBM-403(SHINETSU社)
실시예 및 비교예
실시예 1
N-아크릴로일모르폴린 2중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 17중량부, 이소보르닐아크릴레이트 13 중량부 및 2-에틸헥실아크릴레이트 68 중량부의 단량체 혼합물에, 개시제 0.04중량부, n-도데실머캡탄 200 ppm을 첨가하여 500㎖ 반응기 내에서 혼합하였다. 반응기 내의 산소를 질소 기체로 교체하고, 저압 UV램프로 자외선을 조사하여 부분 중합된 점성 액체를 수득하였다. 상기 점성 액체에 개시제 0.26중량부, 가교제 0.5중량부 및 실란커플링제 9.1중량부를 첨가하여 혼합하여 혼합물을 얻었다. 혼합물을 이형필름인 폴리에스테르 필름(PET 필름, 두께 75㎛)에 두께 200㎛로 코팅하여 코팅층을 제조한 후 코팅층에 동일한 이형필름을 적층하고, 저압 UV램프로 자외선을 조사하여 두께 100㎛의 투명 점착 필름을 제조하였다.
실시예 2
N-아크릴로일모르폴린 2중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 17중량부, 이소보르닐아크릴레이트 13 중량부 및 2-에틸헥실아크릴레이트 68 중량부의 단량체 혼합물, 개시제 0.04중량부를 첨가하여 유리 용기 내에서 혼합하였다. 유리 용기 내의 산소를 질소 기체로 교체하고, 저압 UV램프로 자외선을 조사하여 부분 중합된 점성 액체를 수득하였다. 상기 점성 액체에 개시제 0.26중량부, 가교제 0.5중량부 및 실란커플링제 9.1중량부, n-도데실머캡탄 400 ppm 를 첨가하여 혼합하여 혼합물을 얻었다. 혼합물을 이형필름인 폴리에스테르 필름(PET 필름, 두께 75㎛)에 두께 200㎛로 코팅하여 코팅층을 제조한 후 코팅층에 동일한 이형필름을 적층하고, 저압 UV램프로 자외선을 조사하여 투명 점착 필름을 제조하였다.
실시예 3~5
각 성분 함량 및 연쇄이동제 첨가 시기가 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변경되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 점착 필름을 제조하였다. 연쇄이동제 첨가 시기가 중합시인 것은 실시예 1에서와 같이 부분중합 전에 첨가하는 것을 의미하고, 코팅시는 실시예 2에서와 같이 부분중합 후 점성액체에 첨가하는 것을 의미한다.
비교예 1~3
각 성분 함량 및 연쇄이동제 첨가 시기가 하기 표 1에 기재된 바와 같이 변경되는 것을 제외하고 실시예 1과 동일한 방법으로 투명 점착 필름을 제조하였다.
잔류응력 및 가교도 측정
(1) 잔류응력(%): 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 투명 점착 필름의 이형필름을 제거하여 가로×세로 50mm× 50mm 로 재단하고, 두께 1mm의 유리기재에 라미네이터를 사용하여 적층시킨 후, 상온에서 30분 내지 1시간 동안 유지하여 샘플을 제조한다. 상기 샘플에 상온, 상대습도 25%RH 조건에서 볼 프로브(Ball Probe를 이용하여 두께 40㎛ 깊이로 눌러 240초 동안 유지하면서 TA.XT Plus Texture Analyzer(Stable Micro System사)로 응력을 측정하여 최대 응력(Sm)을 구하고, 상기 볼 프로브를 제거하고 240초 후의 응력(Sr)을 측정한다. 상기 측정값을 하기 식에 대입하여 잔류응력(%)을 계산하였다.
잔류응력(%) = ( Sr / Sm ) × 100
(2) 가교도(%): 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 투명 점착 필름의 이형필름을 제거하고 최초 질량이 측정된 점착필름을 에틸아세테이트(Ethyl acetate)에서 72시간 동안 녹인 후, 30분간 150℃ 오븐에서 건조한 뒤 하여 불용분의 질량을 측정하여 하기 식에 대입하여 가교도(%)를 계산하였다.
가교도(%) = (불용분의 질량) / (최초 점착필름 질량) × 100
(3) 가교도와 잔류응력 비율(CS): 상기 잔류응력과 가교도를 하기 식에 대입하여 계산한다.
CS = (가교도)/(잔류응력)
물성평가
(1) 황변평가: 50mm× 50mm(가로×세로) 크기의 직사각형 유리 상부의 테두리 4변에 단차(단차 두께40um, 폭5mm) 패턴을 인쇄하여 150℃ 에서 12시간 동안 건조하였다. 인쇄된 유리 상에 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 투명 점착 필름을 50mm× 50mm(가로×세로) 크기로 재단하여 적층하고 TA(Texture Analyzer(Stable Micro System사)로 40um 깊이로 압력을 가하여 합지한 샘플을, 25℃, 상대습도 25%RH에서 240초 경과 후, 황변 여부를 육안으로 평가하였다. 황변이 없는 경우 ○, 황변된 경우 ×로 평가하였다.
(2) 내구성: 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 투명 점착 필름을 ITO필름, 유리을 ITO 필름/점착제/유리의 구조로 적층 시킨 후, 85℃, 상대습도 85% RH의 조건에서 24 시간 동안 방치한 다음, 상온에서 15분간 방치 후 피착면에서의 들뜸이나 박리, 기포의 발생여부를 육안으로 관찰하였다. 내구성은 기포나 박리현상 없는 경우 ○, 기포나 박리현상이 다량 발생하는 경우 × 로 평가하여 나타내었다.
(3) 박리강도(gf/in): 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 투명 점착 필름을 이형필름을 제거하여 50 ㎛ 두께의 PET 필름에 전사하고, 샘플을 가로×세로 1.27 cm × 15 cm 스트립으로 절단하였다. 각각의 스트립을 10 cm × 20 cm, 두께 **㎛의 PET 기재에 접착시켰다. 2kg 롤러를 스트립 위에 통과시켜 스트립을 접착시키고, 30분이 경과된 시점에서 TA.XT_Plus Texture Analyzer(Stable Micro System제)를 사용하여, 25℃에서 50㎜/min의 속도로 90° 박리력을 측정하였다.
(4) 헤이즈(%):상기 실시예 및 비교예에서 제조된 투명 점착 필름을 ASTM D1003-95 5에 따라 파장 200nm~800nm에서 (NDH5000, Nippon Denshoku사)를 사용하여 헤이즈를 측정하였다.
(5) 전광선 투과율(%):상기 실시예 및 비교예에서 제조된 투명 점착 필름을 ASTM D1003-95 5에 따라 파장 200nm~800nm에서 (NDH5000, Nippon Denshoku사)를 사용하여 전광선 투과율을 측정하였다.
(6) 중량평균분자량(g/mol): 상기 실시예 및 비교예에서 부분 중합된 점성액체를 대상으로 시료 0.01 g을 테트라하이드로퓨란(THF) 10㎖에 용해하고, 용해된 시료를 0.45㎛ 시린지 필터(syringe filter)로 여과하여 Waters사의 GPC 장비로 분자량을 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3
(A) ACMO 2 2 2 - 1 2 2 2
HEA 17 17 17 17 17 17 17 17
IBOA 13 13 13 13 13 13 13 13
EHA 68 68 68 68 68 68 68 68
AA - - - 2 1 - - -
(B) DDM(중합시) 200ppm - 200ppm - 300ppm 1100ppm - -
DDM(코팅시) - 400ppm 400ppm 400ppm 300ppm - 1100ppm -
(C) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(D) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
(E) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
잔류응력(%) 37 31 25 25 21 18 21 69.7
가교도(%) 71 62 52 64 57 25 12 83
분자량(g/mol) 130만 200만 130만 215만 100만 40만 200만 200만
CS 1.92 1.35 2.08 1.76 2.71 1.39 1.75 1.19
황변평가 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×
내구성 ○ ○ ○ ○ ○ × × ×
박리강도(gf/in) 1910 1750 1650 1990 1540 880 690 2100
전광선투과율(%) 91 91.2 91 91.2 91 91.1 90.9 91.1
헤이즈(%) 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.42
상기 표 1에서, 가교도가 50~90%이고, 가교도와 잔류응력 비율 CS값이 1.5 이상인 실시예의 점착필름은 황변이 발생하지 않으며, 고온 고습 조건에서의 내구성이 우수하고, 접착력이 우수하며, 투과율이 높고 헤이즈가 낮아 투명성이 우수한 점착필름을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다. 반면, 가교도가 본원 범위 미만이고 CS값이 1.5 미만인 비교예 1의 경우 내구성이 열악하고, 접착력이 저하되며, 가교도가 본원 범위 미만인 비교예 2의 경우 내구성이 열악하고, 접착력이 저하된다. CS값이 1.5 미만인 비교예 2의 경우 잔류응력이 커 황변이 발생하며, 내구성이 열악한 것을 알 수 있다.

Claims (16)

  1. 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물; 및 연쇄이동제;를 포함하는 점착제 조성물로 형성되고,
    가교도가 50% 내지 90%이고,
    하기 식 1로 나타내는 가교도와 잔류응력의 비율(CS)이 1.5 이상인 점착필름:
    <식 1>
    CS = (가교도)/(잔류응력).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 연쇄이동제는 n-도데실머캡탄, 이소옥틸 3-머캡토프로피오네이트, t-노닐머캡탄, 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캡토아세테이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캡토프로피오네이트), 트리메틸프로판 트리스(3-머캡토프로피오네이트), 에틸벤젠, 브로모트리클로로메탄, 4,4'-티오비스벤젠티올 중 1종 이상인 점착필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 점착 필름은 잔류응력이 10% 내지 40%인 점착필름.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물에 상기 연쇄이동제(chain transfer agent)를 첨가하고, 이를 중합하여 제조되는 아크릴계 공중합체를 포함하는 점착 필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 더 포함하는 점착 필름.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 연쇄이동제(chain transfer agent)는 10ppm 내지 1000ppm으로 포함되는 점착필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물 중 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 6중량% 내지 40중량%로 포함하는 점착필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물 중 상기 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 10중량% 내지 25중량%로 포함하는 점착필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물 중 상기 헤테로 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 0.1중량% 내지 15중량%로 포함하는 점착필름.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물 중 상기 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 50중량% 내지 85중량%로 포함하는 점착필름.
  11. 제5항에 있어서,
    상기 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 50중량% 내지 75중량%, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 11중량% 내지 30중량%, 지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 10중량% 내지 25중량%, 및 헤테로지환족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 카르복시산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상을 0.5중량% 내지 10중량%로 포함하는 점착 필름.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 점착제 조성물은 개시제를 더 포함하는 점착필름.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 점착제 조성물은 가교제를 더 포함하는 점착필름.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 점착제 조성물은 실란커플링제를 더 포함하는 점착필름.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 점착필름을 포함하는 디스플레이 부재.
  16. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 기재된 점착필름을 포함하는 광학표시장치.
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