KR20160089679A - 경화성 조성물 - Google Patents
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Abstract
본 출원은, 경화성 조성물, 경화체 및 경화성 조성물과 경화체의 용도에 관한 것이다. 예시적인 경화성 조성물은 계면과의 기포 발생을 억제하는 특성을 가지는 경화체를 제조할 수 있으므로 디스플레이 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합(Direct Bonding)에 유용하게 사용될 수 있다.
Description
본 출원은 경화성 조성물, 경화체 및 경화성 조성물과 경화체의 용도에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이 표시 패널(301) 상에 탑재하는 터치 패널(302)을 구비할 수 있다. 이 경우, 표시 패널을 보호하기 위해 터치 패널과의 사이에 스페이서(303)를 개재시킴으로써 표시 패널과 터치 패널 사이에 에어갭(304)이 형성되어 있을 수 있다. 그러나, 표시 패널과 터치 패널 사이의 에어갭의 존재에 의해 광 산란이 일어나고 이에 기인하여 콘트라스트가 저하되며 또한 에어갭의 존재는 패널 박형화에 방해가 된다.
이와 같은 문제를 감안하여, 특허문헌 1에 개시된 바와 같이 표시 패널과 터치 패널 사이의 에어갭에 수지, 소위 OCR(Optically Clear Resin)를 충진하는 기술이 제안되고 있다. 이러한 OCR 적용 후 외부 스트레스 발생 또는 고온/고습의 가혹한 조건이 있을 때 OCR과 디스플레이 소자 계면 사이에 기포가 발생할 수 있으며, 이것은 곧 불량으로 이어질 수 있다.
따라서, 기포 발생을 억제할 수 있는 광학 재료가 필요한 실정이다.
본 출원은 경화성 조성물, 경화체 및 경화성 조성물과 경화체의 용도를 제공한다.
본 출원인은 탄성률, 푸쉬-토크 값 및 박리력 간의 상관 관계를 조절함으로써 계면과의 기포 발생을 억제할 수 있도록 OCR(Optically Clear Resin)에 적합하게 사용할 수 있는 경화성 조성물의 제공이 가능하다는 것을 확인하고 본 발명을 완성하였다. 상기 상관 관계는 후술하는 바와 같이 경화성 조성물에 포함되는 성분과 조성을 조절함으로써 만족시킬 수 있다. 경화성 조성물이 상기 상관 관계를 만족하는 경우 계면과의 기포 발생을 억제할 수 있는 특성을 나타내는 경화체를 제조할 수 있다. 이러한 경화성 조성물은, 예를 들면, 하기 일반식 1의 관계를 만족할 수 있다.
[일반식 1]
일반식 1에서 G'는 상기 조성물의 경화 후 탄성률(Pa)이고, T는 상기 조성물의 경화 후 푸쉬-토크(push torque)(kgfㆍcm)이며, S는 상기 조성물의 경화 후 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력(N/mm)이다.
일반식 1에서, 탄성률(G')은, 예를 들면, 조성물의 경화체를 직경 8 mm 및 두께 1 mm의 크기로 절단하여 원형 샘플을 제조한 후, ARES(Advanced Rheometrics Expansion System) 장치를 사용하여 Frequency Sweep mode로 25 ℃ 및 1 Hz 주파수에서 측정될 수 있다.
일반식 1에서, 푸쉬-토크(T) 값은, 예를 들면, 조성물의 경화체를 이용하여, 폭 25 mm 하부 유리판; 상기 하부 유리판에 교차 방향으로 위치하는 상부 유리판; 및 상기 하부 유리판 및 상부 유리판 사이에 위치하는 폭 25 mm 2개의 측판에 의해 형성되는 폭 25 mm, 길이 15 mm, 두께 200㎛의 공간에 형성된 조성물의 경화체로 구성된 시편[1.5 cm x 2.5 cm x 200㎛ (길이 x 폭 x 두께)의 크기를 가지는 OCR 시편]을 포함하는 샘플[도 4]을 제작하고 샘플을 뒤집은 상태[도 5와 같이 상기 상부 유리판이 바닥에 깔린 상태]에서, TA-XT2plus[Tension]을 사용하여 상부 유리판의 길이 방향에서 1 cm 이격된 위치에 힘을 가하여 상온(25℃)에서 6mm/min의 속도에서의 최대하중[일반식 2]을 측정함으로써 계산될 수 있다.
[일반식 2]
최대하중(kgfㆍcm)=최대강도(kgf) x 1 cm(시료와 측정 포인트 사이의 거리)
일반식 1에서, 박리력(S)은, 예를 들면, 조성물의 경화체를 폭 25 mm, 길이 100 mm 및 두께 250 ㎛의 크기로 절단하여 시편을 제조한 후, 이를 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 TA-XT2plus[Tension]를 사용하여 측정될 수 있다.
본 발명에 따른 경화성 조성물은, 상기 일반식 1로 계산되는 값이 30 이하일 수 있다. 상기 일반식 1로 계산되는 값은, 보다 구체적으로, 29 이하, 28 이하, 25 이하, 24 이하, 23 이하, 22 이하 또는 21 이하일 수 있다. 경화성 조성물은 계면과의 기포 발생을 억제하는 특성을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 일반식 1로 계산되는 값의 하한은 특별히 제한되지 않고 목적하는 용도에 의하여 적절히 설정될 수 있으며, 예를 들면, 1 이상, 2 이상, 3 이상, 4 이상, 5 이상, 6 이상, 7 이상, 8 이상 또는 9 이상일 수 있다.
경화성 조성물은, 경화 후 광학 부재에 기포 발생 억제에 적합한 탄성률(G', elastic modulus)을 나타낸다. 탄성률(G')은 재료의 외력에 대한 복원력을 나타낼 수 있다. 탄성률이 너무 낮은 경우에는 외력이 발생했을 때 변형에 따른 복원이 어려울 수 있으며, 너무 높은 경우에는 딱딱하여 외력에 따라 잘 변형되지 않는다. 이 두 가지 경우 모두 외력이 발생했을 때 기포 발생으로 이어질 수 있다. OCR과 유리 계면 접착력이 유사한 수준이더라도 OCR 수지의 탄성률 값에 따라 외부 스트레스에 의한 기포 발생 수준이 달라진다. 이에 따라 기포가 발생되지 않는 탄성률 값의 범위를 한정하면, 경화 후 탄성률이 25,000Pa 이하, 24,000Pa 이하, 23,000Pa, 이하 또는 22,0000Pa 이하일 수 있다. 또한, 5,000Pa 이상, 6,000Pa 이상, 7,000Pa 이상, 8,000Pa 이상, 9,000 Pa 이상 또는 10,000 Pa 이상일 수 있다. 이러한 범위를 만족하는 탄성률은, 가교도 조절을 통해 조절 가능하며, 가교도가 낮을수록 탄성율이 낮고, 가교도가 높을수록 탄성율이 높아진다. 작용기가 없는(비반응성) 올리고머가 많고 비반응성 러버가 많을수록 가교도가 낮고 탄성율이 낮아지며, 이중결합 작용기가 1개 이상인 반응성 올리고머가 많을수록 가교도가 높아져 탄성율이 높아진다. 또한, 모노머 중에서는 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트가 증가할수록 가교도 및 탄성율이 높아질 수 있으나, 비반응성 러버 성분 함량과 올리고머의 작용기 여부 및 함량으로 인해 영향을 받을 수 있다.
경화성 조성물은, 또한, 경화 후 광학 부재에 기포 발생 억제에 적합한 푸쉬-토크(push-torque)를 나타낸다. 예를 들면, 경화 후 푸쉬-토크 값이, 예를 들면, 5 kgfㆍcm 이상, 5.1 kgfㆍcm 이상 또는 5.2 kgfㆍcm 이상일 수 있다. 또한, 푸쉬-토크 값의 상한은, 특별히 제한되지 않고 목적하는 용도에 의해 적절히 설정될 수 있으며, 예를 들면, 15 kgfㆍcm 이하, 14 kgfㆍcm 이하, 13 kgfㆍcm 이하, 12 kgfㆍcm 이하, 11 kgfㆍcm 이하 또는 10 kgfㆍcm 이하일 수 있다. 이러한 경화성 조성물은, 우수한 접착 특성을 나타낼 수 있으므로, 예를 들어, 터치 패널과 표시 패널 등과 같은 광학 부재의 접합에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 범위를 만족하는 푸쉬-토크 값은, 예를 들면, 가교도 및 탄성율 조절에 의하여 달성될 수 있다. 가교도 및 탄성율 증가에 따라 푸쉬-토크 값이 증가되며, 특히 이중결합 작용기 2개 이상을 가지는 올리고머 또는 작용기가 없는(비반응성) 올리고머의 양 증가를 통해 푸쉬-토크 값을 증가시킬 수 있다.
경화성 조성물은, 또한, 접착력과 기포 발생 억제에 적합한 박리력(peel strength)을 나타낸다. 예를 들면, 경화성 조성물은 경화 후 25 ℃에서 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력이 0.3 N/mm 이상, 0.35 N/mm 이상, 0.4 N/mm 이상, 0.45 N/mm 이상, 0.5 N/mm 이상 또는 0.55 N/mm 이상일 수 있다. 또한, 박리력의 상한은, 1.2 N/mm 이하, 1.15 N/mm 이하, 1.1 N/mm 이하, 1.05 N/mm 이하, 1.0 N/mm 이하 0.95 N/mm 이하 또는 0.9 N/mm 이하일 수 있다. 이러한 경화성 조성물은, 우수한 접착 특성과 기포 발생 억제 특성을 나타낼 수 있으므로, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널 등과 같은 광학 부재의 접합에 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 범위를 만족하는 박리력은, 예를 들면, 가교도 및 탄성율 조절에 의하여 달성될 수 있다. 가교도 및 탄성율 증가에 따라 박리력이 증가되며, 특히 모노머 중 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 증량에 따라 박리력을 증가시킬 수 있다.
경화성 조성물은, 또한, 우수한 접착 특성 및 기포 발생 억제 특성을 나타낼 수 있다. 이러한 우수한 박리력은 상기 일반식 1의 상관 관계를 만족하는 경화성 조성물을 이용함으로써 달성될 수 있다.
경화성 조성물은, 또한, 투광성이 우수한 경화체를 제조할 수 있다. 경화성 조성물은, 예를 들면, 경화 후 가시광 영역의 투과율이 80% 이상, 82% 이상, 84% 이상 86% 이상, 88% 이상, 90% 이상, 92% 이상, 94% 이상, 96% 이상, 98% 이상 또는 99% 이상일 수 있다. 이러한 경화성 조성물은 투광성이 우수하므로 디스플레이 장치의 광학 부재 간의 접합에 유용하게 사용될 수 있다.
경화성 조성물은 활성 에너지선 경화형 올리고머를 포함할 수 있다. 이러한, 올리고머로는, 활성 에너지선, 예를 들면, UV 등의 조사 의하여 경화할 수 있는 작용기를 가지는 올리고머를 선택하여 사용할 수 있고, 예를 들어, (메타)아크릴레이트 올리고머를 선택하여 사용할 수 있다. 본 출원에서 용어 (메타)아크릴레이트 올리고머는 분자 내에 적어도 하나 이상의 (메타)아크릴로일기를 가지는 올리고머를 의미할 수 있다. 경화성의 관점에서 분자 내에 적어도 2개 이상의 (메타)아크릴로일기를 가지는 올리고머를 적합하게 이용할 수 있다. (메타)아크릴레이트 올리고머로는, 예를 들어, 분자 내에 2 내지 6개, 2 내지 4개 또는 2개의 (메타)아크릴로일기를 가지는 올리고머를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
(메타)아크릴로일기를 갖는 올리고머의 주쇄 골격은 특별히 제한은 없지만, 예를 들면, 폴리부타디엔, 폴리부타디엔의 수소 첨가물, 폴리이소프렌, 폴리이소프렌의 수소 첨가물, 폴리에스테르, 디부틸렌글리콜, 폴리카보네이트 및 폴리에테르에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트 올리고머는, 예를 들면, 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 디엔 중합체계 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 디엔 중합체계 (메타)아크릴레이트의 수소 첨가물의 주쇄를 갖는 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 예를 들면 분자 내에 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 올리고머를 의미할 수 있다. 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 예를 들면 폴리부타디엔디올, 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르폴리올, 폴리카보네이트디올 등과 폴리이소시아네이트의 반응에 따라 얻어지는 폴리우레탄 올리고머를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다. 폴리부타디엔을 (메타)아크릴 변성하여 얻어지는 폴리부타디엔 변성 우레탄계 (메타)아크릴레이트도 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머에 포함된다. 수소 첨가한 폴리부타디엔을 (메타)아크릴 변성하여 얻어지는 수소 첨가 폴리부타디엔 변성 우레탄계 (메타)아크릴레이트도 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머에 포함된다. 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머로서는 1,2-폴리부타디엔 변성 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 디부틸렌글리콜 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리카보네이트 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머 등을 들 수 있다.
폴리에스테르계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 예를 들면 다가 카르본산과 다가 알코올의 축합에 의해 얻어지는 양 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르 올리고머의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써, 또는 다가 카르본산에 알킬렌 옥사이드를 부가하여 얻어지는 올리고머의 말단 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다.
폴리에테르계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 예를 들면 폴리에테르폴리올의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다.
에폭시계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 예를 들면 비교적 저분자량의 비스페놀형 에폭시 수지나 노볼락형 에폭시 수지의 옥시란환에 (메타)아크릴산을 반응하고 에스테르화함으로써 얻을 수 있다. 또한, 이 에폭시계 (메타)아크릴레이트 올리고머를 부분적으로 2염기성 카르본산 무수물로 변성한 카르복실 변성형 에폭시 (메타)아크릴레이트 올리고머도 이용할 수 있다.
디엔 중합체계 (메타)아크릴레이트 올리고머로서는 예를 들면 액상 스티렌-부타디엔 공중합체를 (메타)아크릴변성하여 얻어지는 SBR 디(메타)아크릴레이트, 폴리이소프렌을 (메타)아크릴 변성하여 얻어지는 폴리이소프렌디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
디엔 중합체계 (메타)아크릴레이트의 수소 첨가물의 골격을 갖는 올리고머는 예를 들면 양 말단에 수산기를 갖는 수소 첨가 폴리부타디엔 또는 수소 첨가 폴리이소프렌의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다.
이러한 (메타)아크릴로일기를 갖는 올리고머는 1종을 단독으로 사용할 수 있고 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 올리고머 중에서는 경화성 등의 관점에서 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머를 선택하여 사용할 수 있고, 특히 2관능 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머를 선택하여 사용할 수 있다. 2관능 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머란 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머의 1분자 중에 (메타)아크릴로일기가 2개 포함되어 있는 것을 의미할 수 있다.
2관능 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 폴리우레탄 올리고머를 (메타)아크릴산으로 에스테르화함으로써 얻을 수 있다. 폴리우레탄 올리고머는 분자 내에 히드록시기 2개를 갖는 폴리에테르폴리올, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카보네이트디올 등과 폴리이소시아네이트의 반응에 의해 얻을 수 있다.
히드록시기 2개를 갖는 폴리에테르폴리올로서는 예를 들면 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜(폴리부틸렌글리콜), 폴리헥사메틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 시클로헥산디메탄올, 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 비스페놀A 등에 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 등이 부가된 화합물 등을 이용할 수 있다.
히드록시기 2개를 갖는 폴리에스테르 폴리올은 예를 들면 알코올 성분과 산 성분을 반응시켜 얻을 수 있다. 히드록시기 2개를 갖는 폴리에스테르 폴리올은 예를 들면 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜(폴리부틸렌글리콜), 1,3-부틸렌글리콜, 1,4-부틸렌글리콜, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2,2-비스(4-히드록시시클로헥실)프로판, 비스페놀A 등에 에틸렌 옥사이드 또는 프로필렌 옥사이드 등이 부가된 화합물 혹은 ε-카프로락톤이 부가된 화합물 등을 알코올 성분으로 하고, 아디핀산, 세바신산, 아젤라인산, 도데칸디카르본산 등의 2염기산 및 그 무수물을 산 성분으로 하며, 알코올 성분과 산 성분을 반응시켜 사용할 수 있다. 상기 알코올 성분, 산 성분 및 ε-카프로락톤의 삼자를 동시에 반응시킴으로써 얻어지는 화합물도 폴리에스테르 폴리올로서 사용할 수 있다.
우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머의 중량 평균 분자량이나 수평균 분자량은 핸들링성 등의 관점에서 예를 들면 6,000 내지 30,000 또는 7,000 내지 20,000 범위 내에 있을 수 있다 이러한 평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)법에 의해 측정되는 표준 폴리스티렌 환산의 값이다.
이러한 활성 에너지선 경화형 올리고머의 함량은, 상기 일반식 1의 물성을 만족하는 경화성 조성물을 제조한다는 측면에서, 경화성 조성물 내에, 예를 들면, 15 중량부 이상 또는 16 중량부 이상으로 포함될 수 있고, 70 중량부 이하, 69 중량부 이하 또는 68 중량부 이하로 포함될 수 있다.
본 명세서에서는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 단위 「중량부」는 중량 비율을 의미한다.
경화성 조성물은, 활성 에너지 경화형 올리고머, 예를 들면, 가교도, 탄성률 및 박리력 증가를 목적으로 상기 올리고머 이외에 모노머를 포함할 수 있다. 이러한 모노머의 함량은, 경화성 조성물 내에, 예를 들면, 20 중량부 이상, 21 중량부 이상, 22 중량부 이상 또는 23 중량부 이상으로 포함될 수 있고, 40 중량부 이하, 39 중량부 이하, 38 중량부 이하, 37 중량부 이하 또는 36 중량부 이하로 포함될 수 있다.
상기 모노머로는, 예를 들면, (메타)아크릴레이트 모노머를 사용할 수 있고, 구체적으로 단관능 (메타)아크릴레이트나 2관능, 3관능, 4관능, 5관능, 6관능 등의 다관능 (메타)아크릴레이트 등 다양하게 사용할 수 있고, 예를 들면, 단관능 (메타)아크릴레이트 또는 2관능 (메타)아크릴레이트를 선택하여 사용할 수 있다.
단관능(메타)아크릴레이트로는, 예를 들면, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 프로필 (메타)아크릴레이트, 옥틸 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 스테아릴 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 테트라히드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 페닐 (메타)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시테트라에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 노닐페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 노닐페녹시테트라에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 부톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 부톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 노닐페닐폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 글리세롤 (메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 에피클로로히드린(이하, ECH라고 약기) 변성 부틸 (메타)아크릴레이트, 에피클로로히드린(이하, ECH라고 약기) 변성 페녹시 (메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드(이하, EO라고 약기) 변성 프탈산 (메타)아크릴레이트, EO 변성 호박산 (메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 모르폴리노 (메타)아크릴레이트, EO 변성 인산 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이미드 (메타)아크릴레이트(제품명: M-140, 토아합성사 제품)와 같은 이미드기를 갖는 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
특히, 경화성 조성물은, 단관능 (메타)아크릴레이트로 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트가 포함되어야 한다. 또한, 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 외의 다른 단관능 (메타)아크릴레이트를 추가로 포함할 수 있다. 상기 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트는 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메타)아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl methacrylate) 등을 들 수 있다.
다관능 (메타)아크릴레이트로서는 디(메타)아크릴화 이소시아누레이트, 트리(메타)아크릴화 이소시아누레이트, 1,3-디부틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올 디(메타)아크릴레이트, EO(에틸렌옥사이드) 변성 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, ECH(에피클로로히드린)변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, EO 변성 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 히드록시피바린산 에스테르 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 스테아린산 변성 펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, ECH 변성 프탈산 디아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜-테트라메틸렌글리콜) 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, ECH 변성 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리글리세롤 디(메타)아크릴레이트, ECH 변성글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, EO 변성 인산 트리(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트,EO 변성 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, P0 변성 트리메티롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스((메타)아크릴록시에틸) 이소시아누레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨에톡시 테트라(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
경화성 조성물은, 또한, 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 광중합 개시제로는, 활성 에너지선 경화형 올리고머, 예를 들면, (메타)아크릴레이트 올리고머의 중합을 개시할 수 있는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 자외선 중합 개시제나 가시광 중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 자외선 중합 개시제로서는, 예를 들면, 벤조인계, 벤조페논계, 아세토페논계 등을 사용할 수 있고, 가시광 중합 개시제로서는, 예를 들면, 아실포스핀옥사이드계, 티옥산톤계, 메탈로센계, 퀴논계, α-아미노알킬페논계 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 광중합 개시제로서, 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 벤조일 안식향산, 2,2-디에톡시아세토페논, 비스디에틸아미노벤조페논, 벤질, 벤조인, 벤조일이소프로필에테르, 벤질디메틸케탈, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디이소프로필티옥산톤, 1-(4-이소프로필페닐)2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-(4-(2-히드록시에톡시)-페닐)-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 캠퍼퀴논, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논-1,2-디메틸아미노-2-(4-메틸-벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸-펜틸포스핀옥사이드 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 광중합 개시제의 함량은, 상기 일반식 1의 물성을 만족하는 경화성 조성물을 제조한다는 측면에서, 경화성 조성물 내에, 예를 들면, 0.1 중량부 이상, 0.2 중량부 이상 또는 0.3 중량부 이상으로 포함될 수 있고, 3 중량부 이하, 2.5 중량부 이하 또는 2 중량부 이하로 포함될 수 있다. 경화성 조성물은, 광중합 개시제를 상기 함량으로 포함함으로써 상기 일반식 1을 만족하는 물성을 나타낼 수 있다.
경화성 조성물은, 또한 비반응성 러버(rubber) 성분을 추가로 포함할 수 있다. 상기 러버 성분으로는, 예를 들면, 폴리이소프렌 골격 또는 폴리부타디엔 골격, 스티렌-부타디엔 골격를 가지는 화합물, 에틸렌과 프로필렌의 공중합체(EPM) 또는 에틸렌, 프로필렌 및 비공액 디엔의 삼원공중합체(EPDM) 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 러버 성분은 중량 평균 분자량이 500 내지 5,000 또는 1,000 내지 4,000 범위 내에 있을 수 있다.
이러한 러버 성분의 함량은, 경화성 조성물 내에, 예를 들면, 5 중량부 이상, 15 중량부 이상, 25 중량부 이상, 35 중량부 이상, 45 중량부 이상 또는 50 중량부 이상으로 포함될 수 있고, 65 중량부 이하, 64 중량부 이하, 63 중량부 이하, 62 중량부 이하, 61 중량부 이하 또는 60 중량부 이하로 포함될 수 있다.
경화성 조성물은, 피착체에 대한 밀착력, 예를 들면, 유리에 대한 밀착력을 향상시키기 위하여 공지의 실란 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 경화성 조성물은, 공기에 접하고 있는 부분의 경화를 촉진하기 위하여 공지의 파라핀류를 추가로 포함할 수 있다. 또한, 경화성 조성물은, 저장 안정성을 유지하는 목적으로 중합 금지제를 포함하는 공지의 산화 방지제 등을 추가로 포함할 수 있다. 또한, 경화성 조성물은 이들 이외에도 목적하는 용도에 따라 엘라스토머, 가소제, 충전제, 착색제 또는 방정체 등의 공지의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 출원은, 또한, 경화체에 관한 것이다. 예시적인 경화체는 하기 일반식 1의 관계를 만족할 수 있다.
[일반식 1]
일반식 1에서 G'는 경화체의 탄성률(Pa)이고, T는 경화체의 푸쉬-토크(push torque)(kgfㆍcm)이며, S는 경화체의 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력(N/mm)이다.
이러한 경화체는, 예를 들면, 상기 경화성 조성물을 경화된 상태로 포함할 수 있으며, 상기 일반식 1에서 탄성률, 푸쉬-토크 및 박리력에 대한 내용은 상기 경화성 조성물의 항목에서 기술한 내용이 동일하게 적용될 수 있다. 본 출원에서 「경화된 상태」란, 상기 조성물에 포함되는 성분들이 가교 반응 또는 중합 반응 등을 거쳐서 조성물이 활성 에너지 조사 후, 25℃, 25% RH, 10분 이상 방치하여 단단하게 굳어진 상태로 전환된 경우를 의미할 수 있다.
즉, 예시적인 경화체는 상기 경화성 조성물을 경화시켜 제조할 수 있으며, 상기 경화 방법은 특별히 한정되지 않으며, 상기 아크릴레이트 올리고머의 가교 반응이 진행될 수 있도록 적정 온도에서 조성물을 유지하는 방식이나 중합 반응이 진행될 수 있도록 적절한 활성 에너지선을 조사하는 공정을 통하여 경화시킬 수 있다. 적정 온도에서의 유지 및 활성 에너지선의 조사가 동시에 요구되는 경우, 상기 공정은 순차적 또는 동시에 진행될 수 있다. 상기에서 활성 에너지선의 조사는, 예를 들면, 고압수은 램프, 무전극 램프 또는 메탈할라이드 램프(metal halide lamp) 등을 사용하여 수행할 수 있으며, 조사되는 활성 에너지선의 파장이나 광량 등의 조건은 상기 활성 에너지선 경화형 올리고머의 가교 또는 중합이 적절히 이루어질 수 있는 범위에서 선택될 수 있다.
본 출원은, 또한, 경화성 조성물 또는 경화체의 용도에 관한 것이다. 본 출원에 따른 경화성 조성물 또는 경화체는, 예를 들면, 디스플레이 장치의 다양한 광학 부재의 접합을 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 경화성 조성물 또는 경화체는 표시체와 광학 기능 재료를 접합하기 위한 것일 수 있다. 이러한 표시체는, 예를 들면, 유리에 대한 편광판이 부착되어 있는 LCD(Liquid Crystal Display), EL(Electroluminescence) 디스플레이 장치, EL 조명, 전자 페이퍼나 플라즈마 디스플레이 등의 표시 소자일 수 있다. 광학 기능 재료로는, 시인성 향상이나 외부 충격으로부터 표시 소자의 깨짐 방지를 목적으로 하는 아크릴판 (예를 들면, 일측면 또는 양면에 하드 코팅 처리나 반사 방지 코팅을 처리할 수 도 있음), PC(Polycarbonate) 판, PET(Polyethylene terephthalate) 판, PEN(Polyethylene naphthalate) 판 등의 투명 플라스틱 판, 강화 유리(예를 들면, 비산 방지 필름이 부착되어 있을 수도 있음) 또는 터치 패널 입력 센서 등을 예로 들 수 있다.
본 출원에 따른 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 정전 용량식 터치 패널에서, 투명 전극이 형성되어 있는 투명 기판과 투명판을 접합하기 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 투명 기판의 재질은, 예를 들면, PC, PMMA(Polymethyl methacrylate), PC와 PMMA의 복합체, COC(Cyclo-Olefin Copolymer), COP(Cyclo-Olefin Polymer) 일 수 있다. 투명판의 재질은, 예를 들면, 유리, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체 COC 또는 COP 등일 수 있다.
본 출원에 따른 경화성 조성물 또는 경화체는, 예를 들면, 터치 패널과 상기 터치 패널 상의 시트 또는 판을 접합하기 위한 용도로 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 시트로는, 예를 들면, 아이콘 시트, 보호 시트, 화장 시트 등일 수 있고, 시트의 재질은, 예를 들면, PET, PC, COC 또는 COP 등일 수 있다. 판으로는, 화장판 또는 보호판 등을 예로 들 수 있고, 판의 재질은, 예를 들면, PET 유리, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체, COC 또는 COP 등일 수 있다. 이러한 시트 또는 판과 접합하는 터치 패널의 재질은, 예를 들면, 유리, PET, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체, COC 또는 COP 등일 수 있다.
본 출원에 따른 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 디스플레이 장치의 터치 패널과 표시 패널의 접합(Direct Bonding)을 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 도 1 은 표시 패널(101) 및 터치 패널(101)을 포함하고 상기 표시 패널과 터치 패널이 경화성 조성물 또는 경화체(103)에 의하여 접합되어 있는 디스플레이 장치를 예시적으로 나타낸다.
본 출원에 따른 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 디스플레이 장치에 있어서 스페이서에 의해 이격되어 있는 광학 기능 재료와 표시 패널 사이의 이격된 공간을 충진하는 용도로도 유용하게 사용될 수 있다. 도 2는 상기 광학 기능 재료가 터치 패널인 디스플레이 장치를 예시적으로 나타낸다. 도 2를 참고하면, 디스플레이 장치는 표시 패널(201), 터치 패널(202) 및 상기 표시 패널과 터치 패널을 이격시키고 있는 스페이서(203)를 포함할 수 있고, 이 경우에 상기 표시 패널과 터치 패널이 이격된 공간, 소위 에어갭의 공간을 상기 경화성 조성물 또는 경화체(204)가 충진하고 있는 구조를 가질 수 있다.
예시적인 경화성 조성물 또는 경화체는 저 유전율을 나타내면서도 투명성이 우수하므로 디스플레이 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합에 이용될 경우 광학 성능이 우수한 디스플레이 장치를 구현할 수 있다. 디스플레이 장치에 경화성 조성물 또는 경화체가 적용될 경우에, 상기 장치를 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 경화성 조성물 또는 경화체가 사용되는 한, 해당 분야에서 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.
본 출원의 예시적인 경화성 조성물은 계면과의 기포 발생을 억제하는 특성을 가지는 경화체를 제조할 수 있으므로, 디스플레이 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합(Directing Bonding)에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1 및 2는 본 출원의 예시적인 디스플레이장치의 모식도이다.
도 3은 배경기술과 관련된 디스플레이장치의 모식도이다.
도 4 및 도 5는 푸쉬-토크 측정을 위한 샘플의 사시도이다.
도 6은 푸쉬-토크 샘플을 제작하는 과정을 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 내구성 평가에 사용되는 샘플 및 이의 제작과정을 나타낸 것이다.
도 3은 배경기술과 관련된 디스플레이장치의 모식도이다.
도 4 및 도 5는 푸쉬-토크 측정을 위한 샘플의 사시도이다.
도 6은 푸쉬-토크 샘플을 제작하는 과정을 나타낸 것이다.
도 7 및 도 8은 내구성 평가에 사용되는 샘플 및 이의 제작과정을 나타낸 것이다.
이하, 본 출원에 따른 실시예를 통하여 상기 경화성 조성물을 보다 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 및 비교예의 탄성률, 푸쉬-토크 및 박리력은 하기 방법에 의하여 측정하였다.
1. 탄성률(G’) 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 경화체를 직경 8 mm 및 두께 1 mm의 크기로 절단하여 원형 샘플을 제조한 후, ARES(Advanced Rheometrics Expansion System) 장치를 사용하여 Frequency Sweep mode로 25 ℃, 및 1 Hz 주파수에서 탄성률을 측정하였다.
2.
푸쉬
-토크 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 경화체를 이용하여, 폭 25 mm 하부 유리판; 상기 하부 유리판에 교차 방향으로 위치하는 상부 유리판; 및 상기 하부 유리판 및 상부 유리판 사이에 위치하는 폭 25 mm 2개의 측판에 의해 형성되는 폭 25 mm, 길이 15 mm, 두께 200㎛의 공간에 형성된 조성물의 경화체로 구성된 시편[1.5 cm x 2.5 cm x 200㎛ (길이 x 폭 x 두께)의 크기를 가지는 OCR 시편]을 포함하는 샘플[도 4]을 제작하고 샘플을 뒤집은 상태[도 5와 같이 상기 상부 유리판이 바닥에 깔린 상태]에서, TA-XT2plus[Tension]을 사용하여 상부 유리판의 길이 방향에서 1 cm 이격된 위치에 힘을 가하여 상온(25℃)에서 6 mm/min의 속도에서의 최대하중[일반식 2]을 측정함으로써 계산하였다.
[일반식 2]
최대하중(kgfㆍcm)=최대강도(kgf) x 1 cm(시료와 측정 포인트 사이의 거리)
[푸쉬-토크 샘플 제작방법]
① 3 mm 두께의 유리(25 mm x 100 mm)를 세척한 후, 가운데 15 mm 폭으로 OCR 도포할 공간을 남겨두기 위하여 두께 200 ㎛, 폭 25 mm의 편광판을 첨부도면 도 6의 (1)과 같이 부착하였다.
② 가운데 파인 부분에 OCR을 도포한 후, 그 위에 3 mm 두께의 유리(25 mm x100mm)을 십자가 형태로 덮었다[도 6의 (2) 및 (3) 참조].
③ 첨부도면 도 6의 (2)와 같이 OCR 샘플로부터 1 cm 이격된 부분을 표시하였다[도 4].
④ 샘플을 뒤집은 다음, TA-XT2plus[Tension]에 고정 후, 1 cm되는 지점을 누르며, 그 힘을 측정하였다[도 5 및 도 6의 (4) 참조].
3.
박리력
측정
실시예 및 비교예에서 제조된 경화체를 폭 25 mm, 길이 100 mm 및 두께 250 ㎛의 크기로 절단하여 시편을 제조한 후, 이를 25 ℃에서 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 TA-XT2plus[Tension]를 이용하여 박리력을 측정하였다.
(15 cm x 15 cm 유리에 OCR을 도포하고 bar coater를 이용하여 OCR 두께를 250 ㎛로 제작하였다. 미리 준비된 폭 25 mm x 길이 100 mm 이상의 PET 필름(두께 100 ㎛)을 OCR 위에 기포가 차지 않도록 덮은 후 UV 경화하였다. 그런 다음, PET을 박리시키면 유리에 대한 OCR(두께 250 ㎛)의 박리력을 측정하였다.)
실시예
1.
경화성 조성물의 제조
올리고머로서, 수산기를 가지는 폴리 부타디엔 러버로부터 유도되고 1 분자당 이중결합 작용기를 1개 이상 가지고 중량 평균 분자량이 15,000인 폴리 우레탄 아크릴레이트(이하, 올리고머 A) 10 중량부, 수산기를 가지는 폴리 부타디엔 러버로부터 유도되고 중량 평균 분자량이 12,000인 폴리 우레탄 아크릴레이트(이하, 올리고머 B) 5 중량부, 및 수산기를 가지는 폴리 부타디엔 러버로부터 유도되고 중량 평균 분자량이 10,000인 폴리 우레탄 아크릴레이트(이하, 올리고머 C) 2 중량부, 러버 성분으로서, 수산기를 가지고 중량 평균 분자량이 2,000인 폴리 부타디엔 러버(이하, 러버 A) 55 중량부, 모노머로서, 이소보닐 아크릴레이트 27 중량부, 광중합 개시제로서, Darocure 1173을 0.9 중량부 및 Irgacure 819 0.1 중량부를 균일하게 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다.
경화체의
제조
상기 제조된 경화성 조성물을 유리 기재 상에 약 0.2 mm로 도포한 후 약 365 nm 내지 400 nm의 장파장대의 UV를 LED 및 metal-halide lamp를 이용하여 조사함으로써 측정 샘플에 따라 소정의 크기를 가지는 경화체를 제조하였다. 제조된 경화체의 탄성률은 14,035 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 5.82 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.86 N/mm이다.
실시예
2.
광중합 개시제로서, Darocure 1173을 0.45 중량부 및 Irgacure 819 0.05 중량부, 모노머로서, 이소보닐 아크릴레이트 27.5 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 제조된 경화체의 탄성률은 13,637 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 6.4 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.86 N/mm이다.
실시예
3.
광중합 개시제로서, Darocure 1173을 1.8 중량부 및 Irgacure 819 0.2 중량부, 모노머로서, 이소보닐 아크릴레이트 26 중량부를 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 제조된 경화체의 탄성률은 10,100 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 7.44 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.61 N/mm이다.
실시예
4.
올리고머로서, 올리고머 A 10 중량부, 올리고머 B 4 중량부, 올리고머 C 2 중량부와 폴리부타디엔 러버로부터 유도되고 중량 평균 분자량이 13,000이며, 분자 말단의 이중결합 작용기를 2개 이상 가지는 폴리우레탄 아크릴레이트(이하, 올리고머 D) 1 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 제조된 경화체의 탄성률은 16,135 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 8.86 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.84 N/mm이다.
실시예
5.
러버를 사용하지 않고, 올리고머로서, 올리고머 A 14 중량부, 올리고머 C 2 중량부, 올리고머 D 1 중량부, 및 폴리 부타디엔 러버로부터 유도되고 분자 말단에 작용기가 없으며 중량 평균 분자량이 8,000인 폴리우레탄 아크릴레이트(이하, 올리고머 E) 50 중량부를 사용하고, 모노머로서, 이소보닐 아크릴레이트 25 중량부, 도데실 아크릴레이트 7 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 제조된 경화체의 탄성률은 19.230 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 9.44 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.90 N/mm이다.
비교예
1
러버를 사용하지 않고, 올리고머로서, 올리고머 A 10 중량부, 올리고머 C 2 중량부, 올리고머 D 5 중량부와 올리고머 E 55 중량부를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 비교예 1의 샘플은 탄성률이 65,800 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 13.6 kgfㆍcm이며, 박리력은 1.21 N/mm이다.
비교예
2
올리고머로서, 올리고머 A 20 중량부를 사용하고, 러버 성분은 사용하지 않으며, 모노머로서, 도데실 아크릴레이트 29 중량부 사용하고, 가소제 성분인 DINCH 50 중량부를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 비교예 2의 샘플은 탄성률이 9,061 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 7.9 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.17 N/mm이다.
비교예
3
올리고머로서, 올리고머 A 8 중량부와 올리고머 C 2 중량부를 사용하고, 러버 성분으로서, 수산기를 가지고 중량 평균 분자량이 3,000인 폴리 부타디엔 러버(이하, 러버 B) 60 중량부, 모노머로서, 이소보닐 아크릴레이트 29 중량부 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 경화체를 제조하였다. 비교예 3의 샘플은 탄성률이 36,345 Pa이고, 푸쉬-토크 값은 9.88 kgfㆍcm이며, 박리력은 0.59 N/mm이다.
| 구분 (중량부) |
실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예 3 | |
| 올리고머 |
A | 10 | 10 | 10 | 10 | 14 | 10 | 20 | 8 |
| B | 5 | 5 | 5 | 4 | - | - | - | - | |
| C | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | - | 2 | |
| D | - | - | - | 1 | 1 | 5 | - | - | |
| E | - | - | - | - | 50 | 55 | - | - | |
| 모노머 |
이소보닐아크릴레이트 | 27 | 27.5 | 26 | 27 | 25 | 27 | - | 29 |
| 도데실 아크릴레이트 | - | - | - | - | 7 | - | 29 | - | |
| 러버 |
A | 55 | 55 | 55 | 55 | - | - | - | - |
| B | - | - | - | - | - | - | - | 60 | |
| 광중합 개시제 |
Darocure | 0.9 | 0.45 | 1.8 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 | 0.9 |
| Irgacure | 0.1 | 0.05 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
| 가소제 | DINCH | - | - | - | - | - | - | 50 | - |
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3의 탄성률, 푸쉬-토크 및 박리력을 하기 표 2에 정리하였고, 하기 일반식 1에 따라 계산된 값 및 내구성 평가 시 계면 기포 발생 여부를 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
[일반식 1]
- 기포 발생 여부 평가
내구성 평가 시 계면 기포 발생 여부는 Dam & Fill 방식으로 하기와 같이 샘플을 제작한 다음[도 7, 8 참조], 85℃/85% 고온다습 조건에 240시간 방치 후 육안으로 기포 발생 여부를 관찰하였으며, 하기 평가기준으로 평가하였다.
[내구성 평가용 샘플 제작 방법]
① 1.1t Soda-lime glass(98.8 mm X 156.2 mm)에 편광판을 부착하여 panel을 대체한 다음 가장자리에 레진으로 Dam을 그린 후 가경화하였다.
② 중간 부분을 동일 레진으로 채운 후 검정 잉크로 BM(black matrix)이 인쇄된 7인치 커버 글라스를 합착하였다.
③ LED 사이드 경화 및 metal-halide 본 경화를 진행하여 완성하였다.
[기포 발생 여부 평가기준]
○: 육안 관찰 시 가장자리 들뜸 & 미세 기포 관찰
X: 육안 관찰 시 기포 없음
| 구분 | 탄성률 (Pa) |
푸쉬-토크 (kgf·cm) |
박리력 (N/mm) |
일반식 1의 값 | 내구성 평가 시 계면 기포 발생 여부 |
| 실시예 1 | 14,035 | 5.82 | 0.86 | 9.5 | X |
| 실시예 2 | 13.637 | 6.4 | 0.86 | 10.1 | X |
| 실시예 3 | 10,100 | 7.44 | 0.61 | 12.3 | X |
| 실시예 4 | 16,135 | 8.86 | 0.84 | 17.0 | X |
| 실시예 5 | 19,230 | 9.44 | 0.90 | 20.2 | X |
| 비교예 1 | 65,800 | 13.6 | 1.21 | 73.9 | O |
| 비교예 2 | 9,061 | 7.90 | 0.17 | 42.1 | O |
| 비교예 3 | 36,345 | 9.88 | 0.59 | 60.9 | O |
상기 표 1을 참고하면, 일반식 1의 값이 30 이하인 실시예 1 내지 5의 경우가 계면과의 기포 발생이 억제되었으며, 일반식 1의 값이 30을 초과한 비교예 1 내지 3의 경우는 가장자리 들뜸과 미세 기포 발생이 일어났음을 확인할 수 있다.
본 발명에 비해 올리고머 함량이 과도하게 많고 작용기가 2개 이상의 올리고머 함량이 많은 비교예 1의 경우에는 탄성율이 너무 높아 고온 고습 내구성 평가 시 가장자리 기포 및 황변 현상이 나타나는 문제가 있으며, 본 발명의 필수 구성 성분인 사이클로 알킬 아크릴레이트를 사용하지 않은 비교예 2의 경우에는 박리력이 저조하여 고온 고습 내구성 평가 시 전반적으로 기포가 발생하는 문제가 있다. 또한, 본 발명에 비해 올리고머 함량이 적은 비교예 3의 경우 역시 탄성율이 너무 높아 고온 고습 내구성 평가 시 가장자리 기포 및 황변 현상이 나타나는 문제가 있다.
101, 201, 301: 표시패널
102, 202, 302: 터치패널
103, 204: 경화성 조성물 또는 경화체
203, 303: 스페이서
304: 에어갭
102, 202, 302: 터치패널
103, 204: 경화성 조성물 또는 경화체
203, 303: 스페이서
304: 에어갭
Claims (18)
- 하기 일반식 1의 관계를 만족하는 경화성 조성물:
[일반식 1]
일반식 1에서 G'는 상기 조성물의 경화 후 탄성률(Pa)이고, T는 상기 조성물의 경화 후 푸쉬-토크(push-torque)(kgfㆍcm)이며, S는 상기 조성물의 경화 후 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력(N/mm)이다. - 제 1 항에 있어서, 경화 후 탄성률(Pa)이 5,000 Pa 내지 25,000 Pa인 경화성 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 경화 후 푸쉬-토크가 5 kgf·cm 이상인 경화성 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 경화 후 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력이 0.3 N/mm 내지 1.2 N/mm인 경화성 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 경화 후 가시광 영역의 투과율이 80% 이상인 경화성 조성물.
- 제 1 항에 있어서, 활성 에너지선 경화형 올리고머 및 (메타)아크릴레이트 모노머를 포함하는 경화성 조성물.
- 제 6 항에 있어서, 활성 에너지선 경화형 올리고머는 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시계 (메타)아크릴레이트 올리고머, 디엔 중합체계 (메타)아크릴레이트 올리고머 및 디엔 중합체계 (메타)아크릴레이트의 수소 첨가물의 주쇄를 갖는 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 경화성 조성물.
- 제 8 항에 있어서, 우레탄계 (메타)아크릴레이트 올리고머는 폴리부타디엔 변성 우레탄계 (메타)아크릴레이트인 경화성 조성물.
- 제 6 항에 있어서, 활성 에너지선 경화형 올리고머는 15 중량부 내지 70 중량부인 경화성 조성물.
- 제 6 항에 있어서, (메타)아크릴레이트 모노머는 단관능 (메타)아크릴레이트인 경화성 조성물.
- 제 10 항에 있어서, 단관능(메타)아크릴레이트는 사이클로알킬(메타)아크릴레이트인 경화성 조성물.
- 제 6 항에 있어서, (메타)아크릴레이트 모노머는 20 중량부 내지 40 중량부인 경화성 조성물.
- 제 6 항에 있어서, 광중합 개시제를 0.1 중량부 내지 3 중량부로 더 포함하는 경화성 조성물.
- 제 6 항에 있어서, 러버(rubber) 성분을 5 중량부 내지 65 중량부로 더 포함하는 경화성 조성물.
- 하기 일반식 1의 관계를 만족하는 경화체:
[일반식 1]
일반식 1에서 G'는 경화체의 탄성률(Pa)이고, T는 경화체의 푸쉬-토크(push torque)(kgfㆍcm)이며, S는 경화체의 180°의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 측정된 유리에 대한 박리력(N/mm)이다. - 제1항의 경화성 조성물로 접합된 표시체와 광학 기능 재료를 포함하는 표시 패널체.
- 제1항의 경화성 조성물로 접합된 터치 패널과 표시 패널을 포함하는 디스플레이 장치.
- 광학 기능 재료, 표시 패널, 상기 광학 기능 재료와 표시 패널을 이격시키고 있는 스페이서 및 상기 광학 기능 재료와 표시 패널 사이의 이격된 공간을 충진하고 있는 제1항의 경화성 조성물 또는 제15항의 경화체를 포함하는 디스플레이 장치.
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