KR20180057708A - 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치 - Google Patents

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여, 딜레이드 버블의 발생이 억제된 광학투명점착시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 85℃에서의 저장전단탄성률(G′)이 4.5×103∼5.0×104Pa이고, 또한 85℃에서의 손실정접(tanδ)이 0.3∼0.97이며, 두께가 50∼2000㎛이고, 바람직하게는 180° 박리시험에서의 점착력이 2N/25㎜ 이상이다.

Description

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치
본 발명은, 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 및 터치패널을 갖는 표시장치에 관한 것이다.
광학투명점착(OCA : Optically Clear Adhesive) 시트는, 광학부재의 접합에 이용되는 투명한 점착시트이다. 최근 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대형 게임기, 카 내비게이션 장치 등의 분야에서 터치패널의 수요가 급속하게 신장하고 있고, 이에 따라 터치패널을 다른 광학부재에 접합시키기 위해서 사용되는 OCA 시트의 수요도 증가하고 있다. 터치패널을 구비한 표시장치는, 통상적으로는 액정패널 등의 표시패널, ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어지는 투명도전막을 표층(表層)에 구비하는 투명부재(터치패널 본체), 및 투명도전막을 보호하는 커버패널 등의 광학부재가 적층된 구조를 갖고, 광학부재 사이의 접합에 OCA 시트가 사용되고 있다. 다만 표시패널과 터치패널 본체와의 사이에는, 표시패널의 프레임인 베젤의 단부(端部)가 존재하기 때문에 다른 광학부재 사이의 간격보다도 넓고, OCA 시트에 의한 접합이 이루어지지 않아, 에어 갭(air gap)이라고 불리는 공기층이 형성되는 것이 일반적이었다.
OCA 시트로서는, 아크릴계 수지 조성물로 이루어진 것이 알려져 있다. 예를 들면 특허문헌1에는, 중량평균분자량(重量平均分子量)이 50,000을 초과하고 600,000 이하인 (메타)아크릴계 공중합체(A)와, 중량평균분자량이 1,000 이상 50,000 이하인 (메타)아크릴계 공중합체(B)를 함유하는 점착제 조성물로 형성되는 점착제를 포함하고, 동적전단저장탄성률(G′)과 동적전단손실탄성률(G″)의 측정값에 의거하여 산출되는 상기 점착제의 동적전단손실정접(tanδ)이 하기의 식(1) 및 하기의 식(2)을 만족시키는 점착시트가 개시되어 있다.
Figure pct00001
(단, 식(1) 중의 tanδ(20℃∼150℃)는, 20℃∼150℃의 범위, 주파수 1㎐에 있어서의 상기 점착제의 동적전단손실정접을 나타내고, 식(2) 중의 tanδ(1㎐∼10-5㎐)는, 주파수 1㎐∼10-5㎐의 범위, 20℃에 있어서의 상기 점착제의 동적전단손실정접을 나타낸다)
그러나 아크릴계 수지를 사용한 OCA 시트에서는, 아크릴계 수지 중에 잔존하는 아크릴산이나 가수분해에 의하여 생긴 산성분이 광학부재에 사용되고 있는 금속을 부식시키는 경우가 있었다. 또한 아크릴계 수지 조성물이 자외선 경화형의 수지 조성물인 경우에는, 자외선을 조사할 때에 아크릴계 수지의 표층부에서 반응에 필요한 자유라디칼이 소비되어 버려 저부(底部)가 경화되지 않기 때문에, 후막(厚膜)의 OCA 시트를 얻는 것은 곤란하였다.
또한 실리콘계 수지 조성물을 사용한 OCA 시트도 알려져 있다. 그러나 실리콘 수지를 사용한 OCA 시트는, 점착력이 낮기 때문에 광학부재 사이에 공기가 침투하여, 예를 들면 표시화면의 시인성(視認性)이 저하되는 경우가 있었다.
이에 대하여 특허문헌2에서는, OCA 시트에, 액상 폴리카보네이트디올을 함유하는 폴리올과 변성 폴리이소시아네이트로 이루어지는 폴리우레탄 수지 형성성 조성물을 사용하는 것이 검토되고 있다.
또한 특허문헌3에는, 기재(基材)의 적어도 편면(片面)에 점착제층을 구비하는 점착시트로서, 상기 점착제층이 기재 측에서부터 제1점착제층 및 제2점착제층의 이층구조로 이루어지고, 제1점착제층을 구성하는 제1점착제에 대하여 0℃에 있어서의 손실정접(tanδ)의 값이 0.25 이상이고 또한 0℃에 있어서의 저장탄성률의 값이 0.01∼0.80MPa이며, 제2점착제층을 구성하는 제2점착제에 포함되는 수지성분 중에 가교성 관능기를 구비하는 아크릴계 공중합체를 10∼100질량％ 포함하는 점착시트가 개시되어 있다. 또한 특허문헌3에 개시되어 있는 점착시트에 관한 발명은, 점착제층의 박막화(薄膜化)를 목적으로 하는 것으로서, 구체적으로는 점착제층의 두께를 5.0㎛ 이하로 하고자 하는 것이다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2014-152198호 공보 특허문헌2 : 일본국 공개특허 특개2013-136731호 공보 특허문헌3 : 국제공개 제2012/132520호 공보
광학부재 사이에 공기층인 에어 갭이 존재하면, 공기층 및 광학부재의 굴절율의 차이에 의하여 계면반사가 생기기 때문에, 표시패널의 시인성이 저하된다. 이 때문에, 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 적합한 후막의 OCA 시트가 요구되고 있었다. 또한 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 사용되는 OCA 시트에는, 베젤의 두께에 따라 형성되는 단차를 피복할 수 있을 것도 요구된다. 따라서 유연성(단차추종성(段差追從性))이 뛰어나며 또한 후막화가 가능한 OCA 시트가 필요하였다.
그래서 본 발명자들은, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 OCA 시트의 재료로서, 비용제계인 열경화성 폴리우레탄 조성물에 착안하였지만, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여 제작한 OCA 시트의 점착성능에 개선의 여지가 있다는 것을 알게 되었다. 즉 글라스판 상에 분체(粉體)를 도포한 후에 OCA 시트를 글라스에 접합시키고, 고온(85℃)에서 방치하였을 때에, 접합계면에 분체를 기점으로 한 기포가 발생하는지의 여부를 확인하는 딜레이드 버블 시험에 있어서, 분체를 기점으로 한 기포(이하, 「딜레이드 버블(delayed bubble)」이라고도 한다)가 발생한다는 것을 알게 되었지만, 딜레이드 버블의 발생을 억제하기 위한 설계지표가 불분명하였다.
본 발명은, 상기 현상을 감안하여 이루어진 것으로서, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여, 딜레이드 버블의 발생이 억제된 광학투명점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용한 광학투명점착시트(光學透明粘着sheet)에 대하여 검토한 결과, 85℃에서의 저장전단탄성률(貯藏剪斷彈性率)(G′) 및 85℃에서의 손실정접(loss tangent)(tanδ)을 특정한 범위 내로 제어함으로써, 딜레이드 버블의 발생을 억제할 수 있다는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 85℃에서의 저장전단탄성률(G′)이 4.5×103∼5.0×104Pa이고, 또한 85℃에서의 손실정접(tanδ)이 0.3∼0.97이며, 두께가 50∼2000㎛인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 180° 박리시험에서의 점착력이 2N/25㎜ 이상인 것이 바람직하다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어(tackifier)를 함유하는 것이 바람직하다. 상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 것이 바람직하다. 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것이 바람직하다. 상기 태키파이어는, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지 및 지환족 포화 탄화수소수지 중의 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제를 더 함유하여도 좋다. 상기 가소제는, 카르복시산계 가소제를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, α비(폴리올 성분으로부터 유래하는 OH기의 몰수/폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 NCO기의 몰수)가 1.6∼1.96인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법은, 본 발명의 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서, 상기 폴리올 성분, 상기 폴리이소시아네이트 성분 및 상기 태키파이어를 교반혼합하여 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)하는 공정과, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층체(積層體)는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 덮는 제1이형필름(第一離型film)과, 상기 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면을 덮는 제2이형필름(第二離型film)이 적층된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트에 의하면, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물의 우위성을 가지면서, 딜레이드 버블의 발생을 억제할 수 있다. 따라서 본 발명의 광학투명점착시트를 글라스에 접합시키면, 안정된 접합계면을 지속적으로 유지할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 광학투명점착시트는, 디스플레이, 태블릿 PC 등의 용도로 적합하게 사용되는 것이다.
또한 본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법에 의하면, 상기 광학투명점착시트를 적합하게 제조할 수 있다. 본 발명의 적층체에 의하면, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치에 의하면, 표시화면의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도1은, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용하는 터치패널을 갖는 표시장치의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도3은, 실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도4는, 실시예 및 비교예에 있어서의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 광학투명점착시트(光學透明粘着sheet)는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 85℃에서의 저장전단탄성률(貯藏剪斷彈性率)(G′)이 4.5×103∼5.0×104Pa이고, 또한 85℃에서의 손실정접(loss tangent)(tanδ)이 0.3∼0.97이며, 두께가 50∼2000㎛인 것을 특징으로 한다. 또한 본 명세서에 있어서, 「광학투명점착시트」는 「광학투명점착필름」과 같은 의미이다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 85℃에서의 저장전단탄성률(G′)이 4.5×103∼5.0×104Pa이고, 또한 85℃에서의 손실정접(tanδ)이 0.3∼0.97이다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 딜레이드 버블(delayed bubble)의 발생을 억제하기 위해서는 부착면에 있어서의 시트의 들뜸을 최대한으로 없애는 것이 유효하고, 들뜸을 없애기 위해서는 시트의 밀착성(단차추종성(段差追從性)) 및 점착력을 향상시키는 것이 필요하다. 광학투명점착시트를 겔에 매우 가까운 상태로 할 수 있으면, 광학부재의 표면형상에 따라 변형하여, 우수한 단차추종성을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 변형 후의 복원력이 거의 작용하지 않으므로, 딜레이드 버블의 발생을 억제하는 효과를 기대할 수 있다. 그래서 본 발명자들은, 저장전단탄성률을 경도(硬度)의 지표로 하고, 손실정접을 점탄성(粘彈性)의 지표로 하여 검토하고, 이들 2개 지표의 85℃에 있어서의 값을 상기한 범위 내로 함으로써, 광학투명점착시트를 겔에 매우 가까운 상태로 할 수 있어, 딜레이드 버블의 발생을 억제할 수 있다는 것을 찾아냈다. 85℃에서의 저장전단탄성률의 바람직한 하한은 4.8×103Pa이고, 바람직한 상한은 1.2×104Pa이다. 85℃에서의 손실정접의 바람직한 하한은 0.56이고, 바람직한 상한은 0.95이다. 또한 85℃에서의 저장전단탄성률 및 손실정접은, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 조성 및/또는 열경화조건을 조정함으로써 제어할 수 있고, 예를 들면 α비(폴리올 성분으로부터 유래하는 OH기의 몰수/폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 NCO기의 몰수), 가소제의 첨가 유무나 배합량, 가교온도 등에 의하여 제어할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 두께는, 50㎛ 이상 2000㎛ 이하이다. 두께가 50㎛ 미만인 경우에는, 저장전단탄성률 및 손실정접을 본 발명의 범위 내로 하더라도 딜레이드 버블의 발생을 억제하는 것이 곤란하다. 또한 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 광학부재의 표면에 부착하였을 때에, 광학투명점착시트로 광학부재의 표면에 존재하는 요철 또는 단차를 피복할 수 없어, 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면과 다른 광학부재의 표면을 충분한 점착력으로 접합시킬 수 없는 경우가 있다. 두께가 2000㎛를 초과하는 경우에는, 헤이즈(haze)나 전광선투과율(全光線透過率) 등의 광학특성을 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 두께의 바람직한 하한은 100㎛이고, 바람직한 상한은 1500㎛이며, 더 바람직한 하한은 200㎛이고, 더 바람직한 상한은 1000㎛이다. 또한 광학투명점착시트는, 피착체(被着體)의 부착면에 존재하는 요철 또는 단차의 높이에 대하여 3배 이상의 두께를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 180° 박리시험에서의 점착력이 2N/25㎜ 이상인 것이 바람직하다. 상기 점착력이 2N/25㎜ 미만인 경우에는, 저장전단탄성률 및 손실정접을 본 발명의 범위 내로 하더라도 딜레이드 버블의 발생을 억제할 수 없게 될 우려가 있다. 상기 점착력의 바람직한 하한은 5N/25㎜이고, 더 바람직한 하한은 7N/25㎜이고, 더욱 바람직한 하한은 10N/25㎜이며, 바람직한 상한은 15N/25㎜이다. 상기 점착력이 15N/25㎜ 이하이면, 광학투명점착시트를 터치패널 등의 광학부재의 접합에 사용하는 경우에 잔류물 없이 뗄 수 있기 때문에, 리워크성(reworkability)이 뛰어나다. 또한 광학투명점착시트의 점착력이 지나치게 커지면, 광학투명점착시트와 피착체 사이에 들어간 기포를 제거하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다. 또한 180° 박리시험의 시험방법의 상세에 있어서는 후술한다.
본 발명의 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는, 0.1° 이상 25° 이하인 것이 바람직하다. 마이크로고무A 경도가 0.1° 미만인 경우에는, 사용할 때(광학부재에 부착할 때)의 취급성이 나빠 광학투명점착시트를 변형시켜버리는 경우가 있다. 한편 마이크로고무A 경도가 25°를 초과하는 경우에는, 광학투명점착시트의 유연성이 낮아, 광학부재에 부착할 때에 광학부재의 표면형상을 추종할 수 없고 공기가 혼입되어 버림으로써, 광학부재로부터 박리되는 원인이 되는 경우가 있다. 또한 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시킬 때에 베젤(bezel)의 단차를 피복할 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도의 더 바람직한 하한은 0.5°이며, 더 바람직한 상한은 15°이고, 더욱 바람직한 상한은 2°이다. 마이크로고무A 경도가 2° 이하인 광학투명점착시트는, 겔에 매우 가까운 상태이므로, 광학부재의 표면형상에 따라 변형하여 우수한 단차추종성을 나타낸다. 또한 변형 후의 복원력이 거의 작용하지 않으므로, 딜레이드 버블의 발생을 억제하는 효과도 기대할 수 있다. 또한 마이크로고무A 경도는, 예를 들면 고분시 게이키 가부시키가이샤(KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.) 제품인 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」를 사용하여 측정할 수 있다. 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」는, 스프링식 고무 경도계(듀로미터(durometer)) A형의 약 1/5 축소모델로서 설계·제작된 경도계이고, 측정대상물의 사이즈가 얇더라도 스프링식 고무 경도계 A형의 경도와 일치하는 측정값을 취득할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 광학투명점착시트로서의 성능을 확보하기 위하여, 헤이즈가 0.5％ 이하인 것이 바람직하고, 또한 전광선투과율이 90％ 이상인 것이 바람직하다. 헤이즈 및 전광선투과율은, 예를 들면 닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여 측정할 수 있다. 헤이즈는 JIS K 7136에 준거한 방법으로 측정되고, 전광선투과율은 JIS K 7361-1에 준거한 방법으로 측정된다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어져 유연하기 때문에, 인장응력이 가해졌을 때에 신장이 좋고 끊어지기 매우 어렵다. 이 때문에 잔류물 없이 떼는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 유연함과 아울러 후막화(厚膜化)가 가능하다는 것으로부터, 내충격성이 뛰어나고, 투명도전막을 표층(表層)에 구비하는 투명부재와 커버패널과의 접합에 사용할 수 있고, 또한 다른 부재를 사용하는 경우에는, 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재 또는 표시패널과, 다른 부재와의 접합에도 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지기 때문에, 유전율(誘電率)이 높아, 종래의 아크릴계 수지 조성물로 이루어지는 광학투명점착시트보다도 높은 정전용량(靜電容量)을 얻을 수 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트는, 정전용량방식의 터치패널의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 아크릴 변성되어 있지 않은 것이 바람직하고, 주쇄(主鎖) 중에 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르 등으로부터 유래하는 부위가 포함되지 않는 것이 바람직하다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 아크릴 변성되면 소수화(疎水化)되기 때문에, 고온·고습하에 있어서 수분의 응집이 일어나기 쉬워진다. 이 수분의 응집은 백화(白化), 발포(發泡) 등을 야기하여 광학특성을 해치는 경우가 있다. 따라서 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 아크릴 변성되어 있지 않은 것으로 함으로써, 고온·고습하에 있어서 백화, 발포 등에 의한 광학특성의 저하를 방지할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트를 형성하기 위한 열경화성 폴리우레탄 조성물에 대하여, 이하에 상세하게 설명한다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 통상 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유한다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분이 하기 반응식에 나타내는 바와 같이 반응함으로써, 하기 식(A)에 나타내는 구조를 구비하게 된다.
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상기 식(A) 중에서, R은 폴리이소시아네이트 성분의 NCO기를 제외한 부위를 나타내고, R′은 폴리올 성분의 OH기를 제외한 부위를 나타내고, n은 반복 단위수를 나타낸다.
폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분으로서는, 어느 것이나 상온(23℃)에서 액체인 것을 사용할 수 있어, 용제(溶劑)를 사용하지 않고 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 얻을 수 있다. 태키파이어(tackifier) 등의 다른 성분은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분 중의 어느 하나에 첨가할 수 있고, 바람직하게는 폴리올 성분에 첨가된다. 이와 같이 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물에 의하여 광학투명점착시트를 제작하는 경우에, 용제의 제거가 필요 없기 때문에 균일한 시트를 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에 표시패널과 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재(터치패널)와의 접합에 본 발명의 광학투명점착시트를 사용하는 경우에, 베젤의 단차를 피복할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는 두껍게 형성하더라도 광학특성을 유지할 수 있는 것으로서, 투명성(헤이즈)의 저하, 착색, 발포(피착체와의 계면에서의 기포의 발생)를 충분히 억제할 수 있다.
[폴리올 성분]
상기 폴리올 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리에테르폴리올, 폴리카프로락톤폴리올, 폴리카보네이트폴리올, 폴리에스테르폴리올 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 폴리에테르폴리올로서는, 예를 들면 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리프로필렌트리올, 폴리프로필렌테트라올, 폴리테트라메틸렌글리콜, 폴리테트라메틸렌트리올, 이들의 공중합체 등의 폴리알킬렌글리콜, 이들에 측쇄(側鎖)를 도입하거나 분기구조(分岐構造)를 도입한 유도체, 변성체, 또한 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 폴리카프로락톤폴리올로서는, 예를 들면 폴리카프로락톤글리콜, 폴리카프로락톤트리올, 폴리카프로락톤테트라올, 이들에 측쇄를 도입하거나 분기구조를 도입한 유도체, 변성체, 또한 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 폴리카보네이트폴리올로서는, 예를 들면 디알킬카보네이트와 디올의 반응물을 들 수 있다.
상기 디알킬카보네이트로서는, 예를 들면 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트 등의 디알킬카보네이트; 디페닐카보네이트 등의 디아릴카보네이트; 에틸렌카보네이트 등의 알킬렌카보네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 디올로서는, 예를 들면 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 1,10-도데칸디올, 2-에틸-1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디메틸-1,5-펜탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 2,2´-비스(4-히드록시시클로헥실)-프로판 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 디올로서는, 탄소수가 4∼9인 지환족 또는 지환족 디올이 바람직하고, 예를 들면 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 1,5-펜탄디올, 1,6-헥산디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디메틸-1,5-펜탄디올, 1,4-시클로헥산디메탄올, 1,7-헵탄디올, 1,8-옥탄디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올 및 1,9-노난디올을 단독으로 사용하거나 2종류 이상 병용하는 것이 바람직하다. 또한 디올로서는, 1,6-헥산디올과 3-메틸-1,5-펜탄디올로 이루어지는 코폴리카보네이트디올, 1,6-헥산디올과 1,5-펜탄디올로 이루어지는 코폴리카보네이트디올도 바람직하다.
또한 상기 폴리카보네이트폴리올로서는, 예를 들면 폴리카보네이트글리콜, 폴리카보네이트트리올, 폴리카보네이트테트라올, 이들에 측쇄를 도입하거나 분기구조를 도입한 유도체, 변성체, 또한 이들의 혼합물 등을 사용할 수도 있다.
상기 폴리에스테르폴리올로서는, 예를 들면 디카르복시산과 글리콜 성분을 탈수축합(脫水縮合)시킨 것을 들 수 있다.
디카르복시산으로서는, 예를 들면 테레프탈산, 이소프탈산, 2,6-나프탈렌디카르복시산 등의 방향족 디카르복시산, 옥살산, 말론산, 호박산, 글루타르산, 아디핀산, 아젤라인산, 세바신산 등을 들 수 있다.
글리콜 성분으로서는, 예를 들면 에틸렌글리콜, 1,4-부탄디올, 디에틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 1,5-펜탄디올, 1,9-노난디올, 트리에틸렌글리콜 등의 지방족 글리콜; 1,4-시클로헥산디메탄올 등의 지환족 글리콜; p-크실렌디올 등의 방향족 디올; 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 등의 폴리옥시알킬렌글리콜 등을 들 수 있다.
폴리에스테르폴리올은, 이상에서 예시한 디카르복시산 및 글리콜 성분에 의하여 형성되는 경우에는 선상(線狀)의 분자구조를 구비하지만, 3가 이상의 에스테르 형성 성분을 사용한 분지상(分枝狀)의 분자구조를 구비하는 폴리에스테르이더라도 좋다. 디카르복시산과 글리콜 성분은, 몰비 1.1∼1.3으로 150∼300℃에서 반응시키면 좋다.
상기 폴리올 성분의 수평균분자량(數平均分子量)은, 300 이상 5000 이하인 것이 바람직하다. 폴리올 성분의 수평균분자량이 300 미만인 경우에는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응이 지나치게 빨리 일어나 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 것이 곤란하게 되거나, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물의 유연성이 저하되어 깨지기 쉽게 되는 경우가 있다. 폴리올 성분의 수평균분자량이 5000을 초과하는 경우에는, 폴리올 성분의 점도가 지나치게 높아져 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 것이 곤란하게 되거나, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 결정화(結晶化)되어 백탁(白濁)하는 등의 불량이 발생하는 경우가 있다. 폴리올 성분의 수평균분자량의 더 바람직한 하한은 500이며, 더 바람직한 상한은 3000이고, 더욱 바람직한 상한은 2000이다.
상기 폴리올 성분은, 바람직하게는 올레핀 골격을 구비하는 것으로서, 즉 주쇄가 폴리올레핀 또는 그 유도체에 의하여 구성된 것이다. 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분으로서는, 예를 들면 1,2-폴리부타디엔폴리올, 1,4-폴리부타디엔폴리올, 1,2-폴리클로로프렌폴리올, 1,4-폴리클로로프렌폴리올 등의 폴리부타디엔계 폴리올이나, 폴리이소프렌계 폴리올, 그들의 이중결합을 수소 또는 할로겐 등으로 포화화(飽和化) 한 것을 들 수 있다. 또한 상기 폴리올 성분은, 폴리부타디엔계 폴리올 등에 스티렌, 에틸렌, 아세트산비닐, 아크릴산에스테르 등의 올레핀 화합물을 공중합시킨 폴리올이나 그 수소첨가물이더라도 좋다. 상기 폴리올 성분은, 직쇄구조를 구비하는 것이더라도 좋고, 분기구조를 구비하는 것이더라도 좋다. 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분은, 1종류만을 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 사용하여도 좋다.
상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰 고산 가부시키가이샤(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.) 제품인 수산기 말단 폴리이소프렌을 수소첨가하여 얻어지는 폴리올레핀폴리올(「EPOL(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500), 닛폰 소다 가부시키가이샤(Nippon Soda Co., Ltd.) 제품인 양 말단 수산기 수소화 폴리부타디엔(「GI-1000」, 수평균분자량 : 1500), 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤(Mitsubishi Chemical Corporation) 제품인 폴리히드록시 폴리올레핀 올리고머(「폴리테일(POLYTAIL)(등록상표)」) 등을 들 수 있다.
[폴리이소시아네이트 성분]
상기 폴리이소시아네이트 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지되어 있는 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 바람직하게는 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트이다. 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트를 사용함으로써, 광학투명점착시트의 착색이나 변색이 더 발생하기 어려워져, 장기간에 걸쳐 광학투명점착시트의 투명성을 보다 확실하게 확보할 수 있다. 또한 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시킨 변성체로 함으로써, 폴리이소시아네이트 성분은 친수성 부분(에틸렌옥사이드 유닛)의 작용에 의하여 백화를 억제할 수 있고, 소수성 부분(그 외의 유닛)의 작용에 의하여 저극성의 태키파이어, 가소제 등과의 상용성을 발휘할 수 있다.
상기 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트는, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트, 및 지방족 및/또는 지환족 디이소시아네이트를 출발물질로 하여 얻어지는 폴리이소시아네이트 중의 적어도 1종을 의미한다.
상기 지방족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 테트라메틸렌디이소시아네이트, 2-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 3-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 트리옥시에틸렌디이소시아네이트, 그들의 변성체를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 상기 지환족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 이소포론디이소시아네이트, 시클로헥실디이소시아네이트, 4,4′-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 수소첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실렌디이소시아네이트, 수소첨가 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 그들의 변성체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 상기 구체적인 예 중에서도 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 그들의 변성체가 바람직하고, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 그 변성체가 특히 바람직하다. 또한 헥사메틸렌디이소시아네이트의 변성체로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트를 이소시아누레이트 변성, 알로파네이트 변성 및/또는 우레탄 변성한 것 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물로서는, 예를 들면 알코올류, 페놀류 및/또는 아민류의 에틸렌옥사이드 부가물을 들 수 있고, 친수성을 높이는 관점에서 1분자당 3개 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 것이 적합하게 사용된다.
상기 알코올류로서는, 예를 들면 1가 알코올류, 2가 알코올류(에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부틸렌디올, 네오펜틸글리콜 등), 3가 알코올류(글리세린, 트리메틸올프로판 등)를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 페놀류로서는, 예를 들면 하이드로퀴논, 비스페놀류(비스페놀A, 비스페놀F 등), 페놀 화합물의 포르말린 저축합물(노볼락 수지, 레졸의 중간체)을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량은, 열경화성 폴리우레탄 조성물 전체에 대하여 1중량％ 이상, 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 1중량％ 미만이면, 백화를 충분하게 억제하지 못할 우려가 있다. 상기 함유량이 20중량％를 초과하면, 저극성의 태키파이어, 가소제 등과의 상용성이 저하됨으로써 헤이즈 등의 광학특성이 저하될 우려가 있다.
상기 변성 폴리이소시아네이트의 1분자당 이소시아네이트기의 수는, 평균 2.0 이상인 것이 바람직하다. 상기 이소시아네이트기의 수가 평균 2.0 미만이면, 가교밀도(架橋密度)의 저하에 따라 열경화성 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화되지 않을 우려가 있다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, α비(폴리올 성분으로부터 유래하는 OH기의 몰수/폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 NCO기의 몰수)가 1.6∼1.96인 것이 바람직하다. α비가 1.6 미만인 경우에는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 딱딱하게 되어 딜레이드 버블이 발생할 우려가 있다. α비가 1.96을 초과하는 경우에는, 열경화성 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화되지 않는 경우가 있다. α비의 더 바람직한 하한은 1.82이며, α비의 더 바람직한 상한은 1.9이다.
[태키파이어]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 태키파이어(점착부여제)를 더 함유하는 것이 바람직하다. 태키파이어는 점착력을 향상시키기 위하여 첨가하는 첨가제로서, 통상 분자량이 수백∼수천인 무정형(無定型)의 올리고머이고, 상온에서 액상(液狀) 또는 고형(固形)인 열가소성 수지이다. 열경화성 폴리우레탄 조성물에 태키파이어를 함유시킴으로써, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트의 점착력을 향상시킬 수 있다.
상기 태키파이어로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 석유수지계 태키파이어, 탄화수소수지계 태키파이어, 로진계 태키파이어, 테르펜계 태키파이어 등을 포함하는 것을 들 수 있다. 이들은 1종류만 포함되어 있어도 좋고, 2종류 이상 포함되어 있어도 좋다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분 등과의 상용성이 뛰어난 것으로부터 석유수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 석유수지계 태키파이어 중에서도, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지가 적합하게 사용된다. 디시클로펜타디엔은 C5 유분(留分)으로부터 얻어진다. 상기 방향족 화합물로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 비닐 방향족 화합물을 들 수 있다. 디시클로펜타디엔과 비닐 방향족 화합물의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 중량기준으로 디시클로펜타디엔:비닐 방향족 화합물＝70:30∼20:80인 것이 바람직하고, 60:40∼40:60인 것이 더 바람직하다. 상기 수소첨가 석유수지의 바람직한 연화점(軟化點)은 90∼160℃, 바람직한 비닐 방향족 화합물 단위 함유량은 35질량％ 이하, 바람직한 브롬값(bromine number)은 0∼30g/100g, 바람직한 수평균분자량은 500∼1100이다. 상기 수소첨가 석유수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「아이마브(I-MARV) P-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분 등과의 상용성이 뛰어난 것으로부터 탄화수소수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 탄화수소수지계 태키파이어 중에서도, 지환족 포화 탄화수소수지가 적합하게 사용된다. 상기 지환족 포화 탄화수소수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 아라카와 가가쿠 고교 가부시키가이샤(ARAKAWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 제품인 「아르콘(ARKON) P-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어는, 산가가 1mgKOH/g 이하인 것이 바람직하다. 산가가 1mgKOH/g 이하이면, 태키파이어가 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응을 저해하는 것을 충분히 방지할 수 있다. 또한 태키파이어의 연화점은, 80℃ 이상 120℃ 이하인 것이 바람직하고, 80℃ 이상 100℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 연화점이 80℃ 이상 120℃ 이하인 경우에는, 태키파이어를 폴리올 성분 중에 용해시킬 때에 폴리올 성분이 열에 의하여 열화(劣化)되어 버리는 것을 충분히 방지할 수 있다.
상기 태키파이어의 함유량은, 열경화성 폴리우레탄 조성물에 대하여 1중량％ 이상 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 태키파이어의 함유량이 1중량％ 미만인 경우에는, 광학투명점착시트의 점착력을 충분히 향상시킬 수 없는 경우가 있고, 특히 고온·고습하에 있어서의 점착력이 불충분하게 되는 경우가 있다. 태키파이어의 함유량이 20중량％를 초과하는 경우에는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응이 저해되어, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물 중에 우레탄 가교가 충분히 형성되지 않는 경우가 있다. 그 결과, 고온·고습하에 있어서 광학투명점착시트가 용해되어 형상이 변화되거나, 태키파이어가 석출(블리드(bleed))되는 경우가 있다. 또한 우레탄 가교를 충분히 형성하기 위해서 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응시간을 길게 하면, 생산성이 저하된다.
[가소제]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제를 더 함유하여도 좋다. 가소제의 첨가에 의하여 저경도화됨으로써, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성이나 단차추종성을 향상시킬 수 있다. 또한 가소제의 첨가로 점착력이 저하될 우려가 있지만, 본 발명의 광학투명점착시트에 의하면, 다소 점착력이 저하되더라도 충분한 점착력을 확보할 수 있다.
상기 가소제로서는, 열가소성 수지에 유연성을 부여하기 위해서 사용되는 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 상용성 및 내후성의 관점에서 카르복시산계 가소제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카르복시산계 가소제로서는, 예를 들면 프탈산디운데실, 프탈산디옥틸, 프탈산디이소노닐, 프탈산디이소데실, 프탈산디부틸 등의 프탈산에스테르(프탈산계 가소제)나, 1,2-시클로헥산디카르복시산디이소노닐에스테르, 아디핀산에스테르, 트리멜리트산에스테르, 말레인산에스테르, 안식향산에스테르, 폴리-α-올레핀 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 포함되어 있어도 좋고, 2종류 이상 포함되어 있어도 좋다. 상기 카르복시산계 가소제 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 바스프(BASF SE) 제품인 「DINCH」, 신니혼 리카 가부시키가이샤(New Japan Chemical Co., Ltd.) 제품인 「산소사이저(SANSO CIZER) DUP」, 이네오스 올리고머스(INEOS Oligomers) 제품인 「Durasyn(등록상표) 148」을 들 수 있다.
[촉매]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 촉매를 더 함유하여도 좋다. 촉매로서는, 우레탄화 반응에 사용되는 촉매이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 디라우릴산디-n-부틸주석, 디라우릴산디메틸주석, 디부틸주석옥사이드, 옥탄산주석 등의 유기주석화합물; 유기티탄화합물; 유기지르코늄화합물; 카르복시산주석염; 카르복시산비스무트염; 트리에틸렌디아민 등의 아민계 촉매를 들 수 있다.
상기 촉매로서는, 비아민계 촉매가 바람직하다. 아민계 촉매를 사용하는 경우에는, 광학투명점착시트가 변색되기 쉬워질 수 있다. 더 바람직한 촉매는, 디라우릴산디메틸주석이다.
상기 촉매의 첨가량은, 예를 들면 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분의 합계량에 대하여 0.001중량％ 이상 0.1중량％ 이하이다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 모노이소시아네이트 성분을 더 함유하여도 좋다. 모노이소시아네이트 성분은, 분자 내에 1개의 이소시아네이트기를 구비하는 화합물로서, 그 구체적인 예로서는, 예를 들면 옥타데실디이소시아네이트(ODI), 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트(MOI), 2-아크릴로일옥시에틸이소시아네이트(AOI), 이소시안산옥틸, 이소시안산헵틸, 3-이소시아네이트프로피온산에틸, 이소시안산시클로펜틸, 이소시안산시클로헥실, 2-메톡시에탄이소시아네이트, 이소시아네이트아세트산에틸, 이소시아네이트아세트산부틸, p-톨루엔술포닐이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 또한 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 모노이소시아네이트 성분을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물에는, 광학투명점착시트의 요구특성을 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라 착색제, 안정제, 산화방지제, 방휘제(防徽劑), 난연제 등의 각종 첨가제가 첨가되어 있어도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트의 양면에는 이형필름(離型film)이 부착되어도 좋다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방의 면을 덮는 제1이형필름과, 상기 광학투명점착시트의 타방의 면을 덮는 제2이형필름이 적층된 적층체(이하, 「본 발명의 적층체」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다. 제1 및 제2이형필름이 부착됨으로써, 본 발명의 광학투명점착시트의 표면을 피착체에 부착하기 직전까지 보호할 수 있다. 이에 따라 점착성의 저하나 이물질의 부착을 방지할 수 있다. 또한 피착체 이외의 것에 붙어 버리는 것도 방지할 수 있기 때문에, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2이형필름으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있다. 제1이형필름과 제2이형필름의 재질이나 두께는 동일하게 하여도 좋고, 다르게 하여도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트와 제1이형필름과의 접합강도(박리강도)와, 본 발명의 광학투명점착시트와 제2이형필름과의 접합강도는, 서로 다른 것이 바람직하다. 접합강도에 차이를 둠으로써, 본 발명의 적층체로부터 제1 및 제2이형필름 중의 일방(접합강도가 약한 쪽의 이형필름)만을 박리하고, 노출시킨 광학투명점착시트의 제1면과 제1피착체를 접합하고, 그 후에 제1 및 제2이형필름 중의 타방(접합강도가 강한 쪽의 이형필름)을 박리하고, 노출시킨 광학투명점착시트의 제2면과 제2피착체를 접합시키는 것이 용이하게 된다. 제1이형필름의 본 발명의 광학투명점착시트와 접하는 측의 표면 및 제2이형필름의 본 발명의 광학투명점착시트와 접하는 측의 표면 중의 어느 일방 또는 양방에, 박리가 쉽게 되도록 처리(이형처리)를 하여도 좋다. 그 처리로서는, 예를 들면 실리콘 처리를 들 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 표시패널, 터치패널, 커버패널 등을 서로 접합시키기 위해서 사용할 수 있다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는, 터치패널을 갖는 표시장치(이하, 「본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다.
도1은, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 갖는 표시장치(본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치)의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도1에 나타내는 표시장치(10)에는, 표시패널(11), 광학투명점착시트(12), 터치패널(ITO 투명도전막을 갖는 글라스기판)(13), 광학투명점착시트(12) 및 투명커버패널(14)이 순서대로 적층되어 있다. 표시패널(11), 터치패널(13) 및 투명커버패널(14)의 3개의 광학부재는, 2매(枚)의 본 발명의 광학투명점착시트(12)에 의하여 일체화(一體化)되어 있다. 표시패널(11)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 액정패널, 유기전계발광패널(organic electro luminescence panel)(유기EL패널) 등을 사용할 수 있다. 터치패널(13)로서는, 예를 들면 저항막방식, 정전용량방식 등의 검출방식의 것이 사용된다.
표시패널(11)은, 표시면 측으로 개구(開口)가 형성되는 베젤(표시패널(11)의 프레임)(11A) 내에 수용되어 있고, 베젤(11A)의 개구의 가장자리에는, 베젤(11A)의 두께에 대응하는 단차가 존재한다. 광학투명점착시트(12)는, 표시패널(11) 및 베젤(11A)의 표시면 측을 덮어서 부착되어 있고, 베젤(11A)의 두께에 대응하는 단차를 피복하고 있다. 광학투명점착시트(12)는, 베젤(11A)의 두께에 따라 형성되는 단차를 피복하기 위하여, 단차부에 추종할 수 있는 유연성과 베젤(11A)의 두께보다도 두꺼울 것이 요구된다. 이와 같이 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 사용되는 광학투명점착시트(12)의 두께는, 예를 들면 700㎛ 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학투명점착시트(12)는, 700㎛ 이상의 두께이더라도 충분한 광학특성 및 유연성을 갖는 것으로, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
이와 같은 표시장치에서는, 본 발명의 광학투명점착시트가 사용되고 있기 때문에, 다양한 환경하에서 사용하더라도 광학투명점착시트의 점착력이 저하되기 어려워, 장기간에 걸쳐 광학부재를 서로 밀착시킬 수 있다. 그 결과, 각 광학부재와 광학투명점착시트 사이에 공극이 발생하지 않기 때문에, 계면반사의 증가 등에 따른 시인성(視認性)의 저하를 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 광학투명점착시트는, 높은 신뢰성이 요구되는 카 내비게이션 장치에 조립되는 표시장치 등에 적합하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)한 후에, 이 조성물을 종래 공지된 방법으로 열경화시키면서 성형하는 방법을 들 수 있고, 바람직하게는 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어를 교반혼합하여 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함한다.
제법의 구체적인 예로서는, 먼저 소정량의 태키파이어를 폴리올 성분에 첨가하고, 가온(加溫) 및 교반(攪拌)하여 용해시킴으로써, 마스터배치(master batch)를 조제한다. 다음에 얻어진 마스터배치, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 필요에 따라 촉매 등의 다른 성분을 혼합하고, 믹서 등으로 교반함으로써, 액상 또는 겔상(gel狀)의 열경화성 폴리우레탄 조성물을 얻는다. 그 후에 바로 열경화성 폴리우레탄 조성물을 성형장치(成形裝置)에 투입하고, 제1 및 제2이형필름 사이에 끼운 상태에서 열경화성 폴리우레탄 조성물을 이동시키면서 가교경화시킴으로써, 열경화성 폴리우레탄 조성물이 반경화되어, 제1 및 제2이형필름과 일체화된 시트를 얻는다. 그 후에 노(爐)에서 일정 시간 가교반응을 시킴으로써, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트가 얻어지고, 본 발명의 적층체가 완성된다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 도2에 나타내는 성형장치(20)에서는, 먼저 경화 전의 액상 또는 겔상의 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)을, 사이를 두고 배치되는 한 쌍의 성형롤(成型 roll)(22)로부터 연속적으로 송출되는 한 쌍의 이형필름(PET 필름)(21)의 간극(間隙)에 유입시킨다. 그리고 한 쌍의 이형필름(21)의 간극에 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)을 유지시킨 상태에서 경화반응(가교반응)을 진행시키면서, 가열장치(24) 내로 반입시킨다. 가열장치(24) 내에 있어서 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)은, 한 쌍의 이형필름(PET 필름)(21) 사이에 유지된 상태에서 열경화되고, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)의 성형이 완료된다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법으로서는, 경화 전의 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제한 후에, 각종 코팅장치, 바코트, 닥터 블레이드 등의 범용의 성막장치나 성막방법을 사용하는 것으로 하여도 좋다. 또한 원심성형법(遠心成形法)을 사용하여 본 발명의 광학투명점착시트를 제작하여도 좋다.
실시예
이하에, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(배합원료)
하기의 실시예 및 비교예에 있어서, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하기 위하여 사용한 배합원료는 하기와 같다.
(A) 폴리올 성분
· 폴리올레핀폴리올(이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「EPOL(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500)
(B) 폴리이소시아네이트 성분
· HDI(헥사메틸렌디이소시아네이트)계 폴리이소시아네이트(도소 가부시키가이샤(Tosoh Corporation) 제품)
(C) 태키파이어
· 수소첨가 석유수지계 태키파이어(이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「아이마브 P-100」)
(D) 촉매
디라우릴산디메틸주석(모멘티브(Momentive Performance Materials Inc.) 제품인 「Fomrez catalyst UL-28」)
또한 상기 HDI계 폴리이소시아네이트는, 하기 구조식에 나타내는 구조를 구비하는 것으로서, HDI로부터 유래하는 구조를 포함하는 폴리이소시아네이트에 대하여 1분자당 n개(n은, 평균 6 이상)의 에틸렌옥사이드 유닛(친수구조(親水構造))을 구비하는 에테르폴리올을 반응시켜 얻어진 것이다.
Figure pct00003
(실시예1)
먼저 100∼150℃로 온도를 조절한 폴리올레핀폴리올에 고형상의 수소첨가 석유수지계 태키파이어를 첨가하고 교반함으로써, 폴리올레핀폴리올 중에 태키파이어를 용해시킨 태키파이어 마스터배치를 얻었다. 태키파이어 마스터배치 중의 태키파이어의 함유량은 30중량％로 조정하였다. 또한 폴리올레핀폴리올 99중량부에 디라우릴산디메틸주석 1중량부를 첨가하고, 왕복회전식 교반기인 아지터(AJITER)를 사용하여 교반혼합하고, 촉매 마스터배치를 얻었다.
다음에 폴리올레핀폴리올 100중량부, HDI계 폴리이소시아네이트 23.3중량부, 태키파이어 마스터배치 161.2중량부 및 촉매 마스터배치 1.3중량부를, 왕복회전식 교반기인 아지터를 사용하여 교반혼합하고, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하였다.
그 후에, 얻어진 열경화성 폴리우레탄 조성물을 도2에 나타내는 성형장치(20)에 주입하였다. 그리고 열경화성 폴리우레탄 조성물을 한 쌍의 이형필름(표면에 이형처리가 된 PET 필름)(21) 사이에 끼운 상태에서 반송하면서 노(爐) 내의 온도 50∼90℃, 노 내의 시간 수(數) 분의 조건으로 가교경화시켜, 이형필름(21)을 갖는 시트를 얻었다. 그 후에 가열장치(24)에서 10∼15시간 가교반응시켜, 양면에 이형필름(21)이 형성된, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)(이하에서는, 「이형필름을 갖는 광학투명점착시트」라고도 한다)를 제작하였다.
도3은, 실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도3에 나타내는 바와 같이, 얻어진 이형필름을 갖는 광학투명점착시트는, 이형필름(21), 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12) 및 이형필름(21)이 순서대로 적층된 적층체였다. 광학투명점착시트(12)의 두께는 1000㎛였다.
(실시예2∼6 및 비교예1∼4)
하기의 표1에 나타내는 바와 같이 배합 또는 광학투명점착시트(12)의 두께를 변경한 것 이외에는 실시예1과 동일하게 하여, 실시예2∼6 및 비교예1∼4에 관한 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 각각 제작하였다. 또한 광학투명점착시트(12)의 두께의 조정은, 한 쌍의 성형롤(22)의 간격을 변경함으로써 하였다.
Figure pct00004
(광학투명점착시트의 특성 및 평가)
실시예 및 비교예에서 제작한 이형필름을 갖는 광학투명점착시트에 대하여, 하기의 방법으로 (1) 저장전단탄성률 및 손실정접의 측정, (2) 점착력의 측정, (3) 마이크로고무A 경도의 측정, (4) 헤이즈의 측정, (5) 내구성 시험 및 (6) 딜레이드 버블 시험을 하였다. 그 결과를 하기의 표2에 나타낸다.
(1) 저장전단탄성률(G′) 및 손실정접(tanδ)의 측정
안톤파(Anton Paar Germany GmbH) 제품인 점탄성 측정장치「Physica MCR301」를 사용하여, 광학투명점착시트의 저장전단탄성률 및 손실정접을 측정하였다. 측정 플레이트는 PP12를 사용하고, 측정조건은 비틀림 0.1％, 주파수 1㎐, 셀 온도 25℃∼100℃(승온속도 3℃/분)로 하였다. 하기의 표2에는, 85℃에 있어서의 저장전단탄성률 및 손실정접의 측정값을 기재하였다.
(2) 점착력의 측정
하기의 방법으로 180° 박리시험을 하여, 점착력(N/25㎜)을 측정하였다. 도4는, 실시예 및 비교예의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다. 먼저 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 길이 75㎜×폭 25㎜로 잘라 시험편으로 하였다. 이 시험편의 편면(片面)의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트(12) 측을 길이 75㎜×폭 25㎜의 슬라이드글라스(31)에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트(12)와 슬라이드글라스(31)를 접합시켰다. 다음에 슬라이드글라스(31)와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 도4(a)에 나타내는 바와 같이, 광학투명점착시트(12)의 슬라이드글라스(31)와는 반대측의 면에 두께가 125㎛인 PET 시트(데이진 듀퐁 필름 가부시키가이샤(Teijin DuPont Films Limited) 제품인 「멜리넥스(Melinex)(등록상표) S」)(32)를 접합시켰다.
그 다음에 상온·상습(常溫·常濕)(온도 23℃, 습도 50％)하에서 12시간 방치한 후에, 도4(b)에 나타내는 바와 같이, PET 시트(32)를 180° 방향으로 당겨 광학투명점착시트(12)를 슬라이드글라스(31)와의 계면에서 박리시키고, 슬라이드글라스(31)에 대한 광학투명점착시트(12)의 점착력을 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대해서는, 2개의 시험편을 준비하여 측정하였다. 얻어진 2개의 측정값의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(3) 마이크로고무A 경도의 측정
이형필름을 박리한 복수의 광학투명점착시트를, 두께 4㎜가 되도록 적층한 후에 길이 75㎜×폭 25㎜로 잘라 시험편으로 하였다. 각 시험편에 대하여, 고분시 게이키 가부시키가이샤 제품인 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」를 사용하여 상온에 있어서의 경도를 측정하였다. 또한 본 측정에서는, 지름이 0.16㎜인 원기둥형이며 높이가 0.5㎜인 압침(押針; indentor)을 사용하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여, 1개의 시험편을 준비하여 4회씩 측정하였다. 얻어진 4개의 측정값의 중앙값(median)을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(4) 초기 헤이즈의 측정
양면의 이형필름을 박리한 광학투명점착시트를, 마쓰나미 글라스 고교 가부시키가이샤(Matsunami Glass Ind., Ltd.) 제품인 1.3㎜ 두께의 소다 글라스판 사이에 끼워, 글라스판/광학투명점착시트/글라스판의 순으로 적층된 시험편을 제작하였다. 이 시험편에 대하여, 닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여, JIS K 7136에 준거한 방법으로 헤이즈를 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 3개의 시험편을 준비하고, 상온·상습하에서 측정하였다. 얻어진 3개의 측정값의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(5) 내구성 시험
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 편면의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트 측을 슬라이드글라스(소다 글라스제(製))에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트와 슬라이드글라스를 접합시켰다. 그 다음에 슬라이드글라스와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 고온·상습하(95℃), 고온·고습하(85℃, 85％)에서 각각 168시간 방치한 후에, 육안으로 광학투명점착시트의 외관변화(기포 및 백화의 발생 유무)나 형상변화를 확인하였다. 또한 고온·상습조건에서는, 송풍오븐에 의하여 온도만을 95℃로 설정하고, 습도의 설정은 하지 않았다.
(6) 딜레이드 버블 시험
입경(粒徑)이 0.02㎛인 글라스분(glass粉)을 글라스판 상에 적당량 도포하고, 그 위에, 가부시키가이샤 다카토리(Takatori Corporation) 제품인 진공접합기「TPL-0210MH」를 사용하여 광학투명점착시트를 접합시켰다. 접합조건은 진공도 50Pa, 접합압력 2.1㎏/㎠, 가압시간 10초로 하였다. 글라스판 위에 접합시킨 광학투명점착시트에 대하여, 85℃에서 12시간 방치한 후에, 글라스분의 근방에서 들뜸(글라스판에서의 광학투명점착시트의 박리)이 발생하지 않는지를 육안으로 확인하였다.
Figure pct00005
표1 및 표2로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예1∼6의 광학투명점착시트는, 헤이즈(투명성), 내구성 시험 및 딜레이드 버블 시험 전부에 대하여 양호한 결과를 나타내었다. 한편 저장전단탄성률이 본 발명의 상한값보다 크고, 손실정접이 본 발명의 하한값보다 작은 비교예1의 광학투명점착시트에 있어서는, 딜레이드 버블이 발생하였다. 저장전단탄성률이 본 발명의 하한값보다 작고, 손실정접이 본 발명의 상한값보다 큰 비교예2의 광학투명점착시트에 있어서는, 고온·고습하에서 시트형상의 변형이 생겼다. 두께가 본 발명의 하한값보다 작은 비교예3의 광학투명점착시트에 있어서는, 딜레이드 버블이 발생하였다. 두께가 본 발명의 상한값보다 큰 비교예4의 광학투명점착시트에 있어서는, 헤이즈가 0.5％를 초과하여 투명성이 충분하지 않았다.
10 : 표시장치
11 : 표시패널
11A : 베젤
12 : 광학투명점착시트
13 : 터치패널
14 : 투명커버패널
20 : 성형장치
21 : 이형필름
22 : 성형롤
23 : 열경화성 폴리우레탄 조성물
24 : 가열장치
31 : 슬라이드글라스
32 : PET 시트

Claims (12)

  1. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(光學透明粘着sheet)에 있어서,
    85℃에서의 저장전단탄성률(貯藏剪斷彈性率)(G′)이 4.5×103∼5.0×104Pa이고, 또한 85℃에서의 손실정접(loss tangent)(tanδ)이 0.3∼0.97이며,
    두께가 50∼2000㎛인 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  2. 제1항에 있어서,
    180° 박리시험에서의 점착력이 2N/25㎜ 이상인 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 태키파이어(tackifier)를 함유하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  5. 제3항 또는 제4항에 있어서,
    상기 폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  6. 제3항 내지 제5항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 태키파이어는, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지 및 지환족 포화 탄화수소수지 중의 적어도 1종을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  7. 제3항 내지 제6항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 가소제는, 카르복시산계 가소제를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  9. 제1항 내지 제8항 중의 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, α비(폴리올 성분으로부터 유래하는 OH기의 몰수/폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 NCO기의 몰수)가 1.6∼1.96인 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  10. 제3항 내지 제9항 중의 어느 하나의 항의 광학투명점착시트를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 폴리올 성분, 상기 폴리이소시아네이트 성분 및 상기 태키파이어를 교반혼합하여 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)하는 공정과,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트의 제조방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나의 항의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 덮는 제1이형필름(第一離型film)과, 상기 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면을 덮는 제2이형필름(第二離型film)이 적층된 것임을 특징으로 하는 적층체(積層體).
  12. 제1항 내지 제9항 중의 어느 하나의 항의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치패널을 갖는 표시장치.
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