KR20180098050A - 광학필름용 다층 점착필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 다층 점착필름으로써 최상층 점착제; 중간층 점착제; 최하층 점착제;를 포함한다. 상기 다층 점착필름은 최상층 점착제 및 최하층 점착제의 두께를 일정 비율 이하로 하고, 다층 점착필름의 저장탄성률과 중간층 점착제의 저장탄성률 비율을 조절하여 곡면 기재에의 적용 또는 디스플레이 가공이나 작동 중 굴곡성이 요구되는 조건에서 우수한 유연성을 가짐으로써 크랙 발생이 없다. 또한 온도 변화시 점착력 유지율이 70% 이상이며, 고온에서도 점착력이 개선된 다층 점착필름이 개시된다.

Description

광학필름용 다층 점착필름{Adhesive multi-layer film for Optical film of Display}
본 발명은 광학필름용 다층 점착필름에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다층 점착필름으로써 곡면 기재에 적용 시 우수한 유연성을 가지고 있어 크랙 발생이 없으며, 다양한 온도에서 점탄성의 변화가 적고 고온에서 접착력이 우수한 광학필름용 다층 점착필름에 관한 것이다.
미래의 디스플레이, 특히 모바일 디스플레이의 경우 정보화의 심화, 보편화 및 대중화에 따라 보다 얇고 가벼우며 에너지 소비가 적은 플렉서블 디스플레이 형태로 발전할 것으로 예상된다. 이러한 디스플레이에는 판상 소재의 편광판, 위상차판 및 다른 기능성 층들이 포함될 수 있다. 이들은 점착제를 매개로 장치 내부의 피착제에 부착되며, 휘어지거나 접히는 등 다양한 형태로 제조될 수 있다.
종래의 평판 디스플레이에 사용된 점착필름의 경우 외부 힘에 의한 변형이 거의 없지만 플렉서블 디스플레이에 적용되는 점착필름의 경우 사용시 외부의 굽힘 또는 굴곡에 의해 응력이 발생한다. 이러한 경우에는 점착제 자체의 점탄성에 의하여 곡면 형상으로 변형되는 것이 어렵고, 디스플레이에 응력이 전달되거나 외부 응력의 변형으로 들뜸 또는 박리되는 문제가 발생하여 플렉서블 디스플레이에 적용할 수 없는 문제가 발생한다.
따라서 다양한 온도에서 점탄성의 변화가 적어 유연하며, 디스플레이 가공이나 작동 중 굴곡성이 요구되는 조건에서 크랙 발생이 적어 플렉서블 및 가요성 디스플레이의 부재로 활용 가능한 점착제의 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은 곡면 기재에의 적용 시 또는 디스플레이 가공이나 작동 중 굴곡성이 요구되는 조건에서 우수한 유연성을 가지고 있어 크랙 발생이 없으며, 고온에서의 점착력이 우수한 광학필름용 다층 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 점착필름을 위한 점착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 광학필름용 다층 점착필름은 최상층 점착제; 중간층 점착제; 최하층 점착제를 포함하고, 최상층 점착제 또는 최하층 점착제의 두께는 전체 점착필름 두께의 15% 이하이며, 하기 [식 1]로 표시된 점착력 유지율이 70% 이상인 것을 특징으로 한다.
[식 1]
△F (%) = Ff / Fo * 100
(임의의 기재필름에 대한 점착력으로 Fo는 상온에서 측정되는 초기 점착력이고, Ff은 85℃, 85%RH의 항온항습기에 120시간 방치한 후 측정되는 점착력)
상기 다층 점착필름의 저장탄성률과 중간층 점착제의 저장탄성률 비율이 하기 [식 2]를 만족하는 것을 특징으로 한다.
[식 2]
G ≤≤ 2.5
(G G'_m / G'_s 이고, G'_m은 -20℃ 에서 다층 점착필름의 저장탄성률, G'_s은 -20℃ 에서의 중간층 점착제의 저장탄성률)
상기 다층 점착필름은 초기 점착력 및 85℃, 85%RH, 120시간 경과 후의 점착력이 700gf/in 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 최상층 점착제 및 최하층 점착제는 Tg가 -20℃ 내지 10℃인 아크릴계 수지를 포함하고, 상기 아크릴계 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 80 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 단량체 0.1 중량부 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 중간층 점착제는 하나 이상의 MQ 수지 [A]; 비닐 작용기를 갖는 하나 이상의 유기실록산 중합체 [B]; 하나 이상의 유기수소규소 화합물 [C]; 하이드로실릴화 촉매 [D]를 포함하는 부가 경화성 실리콘 감압점착제 (PSA) 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 다층 점착필름의 두께가 20 내지 100㎛ 인 것을 특징으로 한다.
상기 다층 점착필름은 -20℃ 에서의 저장탄성률이 200kPa 이하이고, 80℃ 에서의 저장탄성률이 10kPa 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 최상층 점착제 및 최하층 점착제는 -20℃ 에서의 저장탄성률이 10 MPa 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 중간층 점착제는 -20℃ 에서의 저장탄성률이 100 kPa 이하, 80℃ 에서의 저장탄성률이 10 kPa 이상인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학필름용 다층 점착필름은 곡면 기재에의 적용 또는 디스플레이 가공이나 작동 중 굴곡성이 요구되는 조건에서 우수한 유연성을 가지고 있어 크랙 발생이 없으며, 다양한 온도 범위에서 점탄성의 변화가 적고 고온에서의 점착력이 우수하다.
도 1은 광학필름용 다층 점착필름의 전체적인 구성을 나타낸 모식적 단면도이다.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 본 발명의 광학필름용 다층 점착필름을 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시 형태에 따르는 다층 점착필름(100)의 구성을 나타낸 모식적 단면도이다. 도 1과 같이, 본 발명에 따르는 다층 점착필름(100)은 최상층 점착제(110), 최하층 점착제(130) 및 상기 최상층 점착제(110)와 최하층 점착제(130) 사이에 형성된 중간층 점착제(120)로 구성된다.
상기 다층 점착필름(100)은 -20℃에서 저장탄성률이 200kPa 이하이고, 80℃에서 10kPa 이상의 값을 가진다. -20℃에서 저장탄성률이 200kPa를 초과하면 과도한 저장탄성률로 인해 폴딩 및 벤딩을 반복하였을 때 크랙이 발생하거나 기포가 유입되고, 80℃에서 저장탄성률이 10kPa에 이르지 못하면 고온에서 다층 점착필름(100)에 유동성이 생겨 치수가 안정되지 못하고 반복되는 폴딩 시 계면에서 탈락할 수 있다. 상기 다층 점착필름(100)은 -20℃ 내지 80℃ 범위에서 유동성을 가지며, 고온에서 우수한 점착력을 가진다.
상기 다층 점착필름(100)의 두께는 20 내지 100㎛이다. 다층 점착필름(100)의 두께가 20㎛ 미만이면 여러 필름을 적층하여 구성하는 플렉서블 디스플레이에 점착필름(100)을 적용했을 때 접착력이 부족하고, 필름간의 스트레스를 완충하지 못하여 신뢰성에 문제가 발생한다. 다층 점착필름(100)의 두께가 100㎛를 초과하면 플렉서블 디스플레이의 두께가 지나치게 두꺼워져 디스플레이의 박막화에 한계가 있다.
상기 다층 점착필름(100)은 초기 점착력 및 제조된 샘플을 85℃, 85%RH의 항온항습기에 120시간 방치한 후의 점착력이 700gf/in 이상이고, 하기 [식 1]로 표시된 점착력 유지율 △F가 70% 이상이다. 점착력이 700gf/in 미만인 경우는 다층의 필름으로 구성되고, 폴딩이나 벤딩이 되는 플렉서블 디스플레이의 층간 밀착을 유지할 수가 없게 된다. 또한 점착력 유지율 △F가 70% 미만인 경우는 신뢰성에서의 층간 점착력이 저하되어 층간 박리가 되는 불량을 야기할 수 있다.
[식 1]
△F (%) = Ff / Fo * 100
(임의의 기재 필름에 대한 점착력으로 Fo는 상온에서 측정되는 초기 점착력이고, Ff은 85℃, 85%RH의 항온항습기에 120시간 방치한 후 측정되는 점착력)
1. 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)
상기 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)의 두께는 각각 다층 점착필름(100) 두께의 15% 이하이며, 바람직하게는 5 내지 12% 범위이다. 최상층 점착제(110) 또는 최하층 점착제(130)의 두께가 전체 다층 점착필름(100) 두께의 15%를 초과하면 유연성이 감소하여 곡면 기재에의 적용 시 크랙이 발생한다.
상기 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)의 저장탄성률은 -20℃ 에서 10MPa 이상이며, 상기 저장탄성률이 -20℃ 에서 10MPa에 이르지 못하면 최상부 점착제층 및 최하부 점착제층의 강성이 떨어져 계면에서 높은 점착력을 유지할 수 없다.
또한, 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)는 유리전이온도(Tg)가 -20℃ 이상 10℃ 이하의 아크릴계 수지를 포함하는 조성물을 경화시킴으로써 형성된다. 아크릴계 수지의 유리전이온도가 -20℃ 미만이면 10MPa의 저장탄성률을 유도할 수 없어 부드러워지고, 10℃ 이상이면 점착필름의 유연성이 저하되어 굴곡성이 요구되는 조건에서 크랙이 발생할 수 있다.
상기 아크릴계 수지의 구체적인 조성은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 본 발명에서 아크릴계 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 80 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 단량체 0.1 중량부 내지 20 중량부를 포함하는 단량체 혼합물의 중합체일 수 있다.
본 발명에서 단량체 혼합물에 포함되는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 알킬 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 이 경우, 알킬 (메타)아크릴레이트에 포함되는 알킬기가 지나치게 길어지면, 점착제의 응집력이 저하되고, 유리전이온도(Tg) 또는 점착성의 조절이 어려워질 우려가 있으므로, 탄소수가 1 내지 14인 알킬기를 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트를 사용하는 것이 바람직하다. 이와 같은 단량체의 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴 (메타)아크릴레이트 및 테트라데실 (메타)아크릴레이트를 들 수 있으며, 본 발명에서는 상기 화합물 중 일종 또는 이종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 단량체 혼합물은 상기와 같은 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체를 80 중량부 내지 99.9 중량부의 양으로 포함할 수 있다. 상기 함량이 80 중량부 미만이면, 점착제의 초기 접착력이 저하될 우려가 있고, 99.9 중량부를 초과하면, 응집력 저하로 인해 내구성에 문제가 발생할 우려가 있다.
본 발명의 단량체 혼합물에 포함되는 가교성 단량체는, 후술하는 가교제 성분과 반응할 수 있는 가교성 관능기를 아크릴계 수지에 부여할 수 있는 단량체로서, 점착제의 내구신뢰성, 점착력 및 응집력을 조절하는 역할을 한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 상기 가교성 단량체의 예로는 히드록시기 함유 단량체, 카복실기 함유 단량체 및 질소 함유 단량체 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서 히드록시기 함유 단량체의 구체적인 예로는, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있고, 카복실기 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등을 들 수 있으며, 질소 함유 단량체의 예로는 (메타)아크릴아미드, N-비닐 피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 발명에서는 상기 화합물 중 일종 또는 이종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 단량체 혼합물에서 가교성 단량체는 0.1 중량부 내지 20 중량부의 양으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 0.1 중량부 미만이면, 점착제의 내구신뢰성이 저하될 우려가 있고, 20 중량부를 초과하면, 가교 반응이 지나치게 진행되어 점착성 및/또는 박리력이 저하될 우려가 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 전술한 아크릴계 수지와 반응하여 가교 구조를 구현할 수 있는 가교제 성분을 포함한다. 본 발명에서는 특히 상기 가교제 성분으로서, 2관능성 가교제로 이루어진 가교제 성분을 사용한다. 본 명세서에서 사용하는 용어, 「2관능성 가교제로 이루어진 가교제 성분」은 가교제 성분이 2관능성 가교제만을 포함하는 경우를 의미하며, 그 외의 다관능성 가교제, 즉 3관능성 이상의 가교제 성분의 사용이 배제된 경우를 지칭한다. 즉, 상기 용어의 의미에는 가교제 성분이 3관능 이상의 가교제의 혼합으로 이루어지는 경우는 물론, 2관능성 가교제와 3관능성 이상의 가교제의 혼합으로 이루어지는 경우도 포함되지 않는다. 다만, 가교제 성분이 2관능성 가교제만을 포함하는 한, 반드시 1종의 가교제의 사용에 한정되지 않고, 2종 이상의 가교제의 혼합의 사용도 포함될 수 있다.
본 발명에서 사용될 수 있는 구체적인 가교제의 종류는, 2관능성을 가지는 한 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 이소시아네이트계 화합물, 에폭시계 화합물, 아지리딘계 화합물, 멜라민 화합물, 요소 화합물, 디알데히드 화합물, 메틸롤 고분자(methylol polymer) 화합물, 금속 알콕시드, 금속염 및 금속 킬레이트계 화합물과 같은 일반적인 가교제를 사용할 수 있다. 바람직하게는 상기 화합물 중 이소시아네이트계 화합물 또는 에폭시계 화합물을 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 이소시아네이트계 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
2. 중간층 점착제(120)
상기 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130) 사이에 형성된 중간층 점착제(120)의 두께는 다층 점착필름(100) 전체 두께의 70 내지 90%이며, 저장탄성률은 -20℃ 에서 100kPa 이하, 80℃ 에서 10kPa 이상의 범위를 가진다. -20℃에서 저장탄성률이 100kPa를 초과하면 과도한 저장탄성률로 인해 폴딩 및 벤딩을 반복하였을 때 크랙이 발생하거나 기포가 유입되고, 80℃에서 저장탄성률이 10kPa에 이르지 못하면 고온에서 다층 점착필름(100)에 유동성이 생겨 치수가 안정되지 못하고 반복되는 폴딩 시 계면에서 탈락할 수 있다.
또한 상기 다층 점착필름(100)과 중간층 점착제(120)의 저장탄성률 비율이 아래의 [식 2]를 만족하는 것을 특징으로 한다.
[식 2]
G ≤ 2.5
(G G'_m / G'_s 을 만족하고, G'_m은 -20℃ 에서 다층 점착필름의 저장탄성률, G'_s은 -20℃ 에서 중간층 점착제의 저장탄성률)
저장탄성률 비율(G)이 2.5를 초과하면 중간층 점착제(120)의 저장탄성률이 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)에 의해 크게 변화하게 되고, 폴딩 및 벤딩 특성 평가시 기포 또는 크랙이 발생하여 신뢰성에 문제가 있다.
상기 중간층 점착제(120)는 실리콘 수지를 포함하며, 실리콘 조성물로부터 형성된다. 상기 중간층 점착제(120)는 하나 이상의 MQ 수지 [A]; 비닐 작용기를 갖는 하나 이상의 유기실록산 중합체 [B]; 하나 이상의 유기수소규소 화합물 [C]; 하이드로실릴화 촉매 [D]를 포함하는 부가 경화성 실리콘 감압점착제 (PSA) 수지를 포함한다.
성분 A는 R3SiO1 /2 (M 단위들) 및 SiO4 / 2 (Q 단위들)를 갖는 수지를 포함하며, 여기서 각각의 R은 미리 결정된 알킬 기, 예를 들어 메틸 기이다. 하지만 본 발명의 범주를 벗어남이 없이, 메틸 기 대신에, 약 20개 이하의 탄소 원자를 갖는 다른 지방족 기들이 사용될 수 있다. M 단위들:Q 단위들의 몰 비는 약 0.6:1 내지 4:1의 범위일 수 있다. 성분 A는 또한 5 중량% 이하의 실라놀 작용기를 포함할 수 있는데, 약 1 중량% 미만이 대안적으로 사용될 수 있다.
성분 B는 하기 [식 3]으로 표현되는 비닐 작용기로 말단블로킹된 유기실록산 중합체들이다. 이러한 성분들은 또한 추가의 비닐 작용기를 포함할 수 있다. 이러한 2가지 이상의 유기실록산 중합체들은 분자량을 달리하여 점도와 코팅 이후의 경화 정도를 조절 할 수 있다.
[식 3]
R1R2ViSiO(R3R4SiO)nSiR5R6Vi
상기 R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6은 C1-6의 알킬기 또는 페닐기이며, 같거나 다를 수 있다. R1, R2, R3, R4, R5, 및 R6으로 나타낸 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실로 예시될 수 있다. 상기 n은 1 이상의 정수이며, 분자량이 25,000 내지 200,000인 경우, 중간층 점착제(120)의 폴딩(Folding) 및 벤딩(Bending) 특성이 좋다.
성분 C는 [식 4]로 표현되는 화합물로 분자당 평균 2개 이상의 Si-H 결합을 갖는 하나 이상의 가교결합 유기수소실록산 화합물을 포함한다. 성분 D로서 사용하기에 적합한 유기수소실록산 화합물들은 선형, 분지형, 또는 환형 분자들, 및 이들의 임의의 혼합물 또는 조합일 수 있다.
[식 4]
-(R7HSiO)n-
상기 [식 4]에서 R7은 C1-6 알킬기 또는 페닐기이다. R7으로 나타낸 알킬기는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 사이클로펜틸 및 사이클로헥실로 예시될 수 있다.
성분 D는 하이드로실릴화 반응을 촉매하는 데 유용한 것으로 당업자에게 알려진 임의의 촉매를 포함할 수 있다. 성분 D는 백금족 금속-함유 촉매일 수 있다. 정의에 의하면, 백금족 금속은 루테늄, 로듐, 팔라듐, 오스뮴, 이리듐, 및 백금 금속들뿐만 아니라 이들의 임의의 혼합물들 또는 착물들을 지칭한다. 백금족 금속은 중실 또는 중공 입자들, 실리카겔 또는 분말 목탄과 같은 담체 상에 침착된 층, 또는 유기금속 화합물 또는 착물을 포함할 수 있다. 백금-함유 촉매의 몇몇 예에는 육수화물 형태 또는 무수 형태의 염화백금산, 및 염화백금산 또는 이 염화백금을 지방족 불포화 유기규소 화합물과 반응시켜 얻어지는 백금-함유 촉매가 포함된다. 다수의 예 중에 서도 성분 D의 한 가지 구체적인 예는, 백금 농도가 약 5,200 ppm이며, 비닐 말단블로킹된 중합체로 희석된, 1,3 다이에테닐-1,1,2,2-테트라메틸다이실록산의 백금 착물로서 설명되는, Pt 4000 촉매 (다우 코닝 코포레이션)이다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다. 본 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
단계 1: 최상층 점착제 및 최하층 점착제
교반기, 환류 냉각기, 온도계 및 질소 주입 장치가 구비된 1000㎖의 화학 반응기에 n-부틸아크릴레이트 60g, 메틸메타아크릴레이트 5g, 이소 보닐아크릴레이트 10g, 2-히드록시에틸아크릴레이트 10g 및 아크릴아미드 15g의 단량체를 넣어 100g을 맞춘다. 용매로 에틸아세테이트 300g을 가하고 아조비스이소니트릴(AIBN) 0.05 중량부를 투입한 후, 상온에서 고속 교반기로 교반시킨 후 질소 가스로 1시간 동안 환류시킨 다음 70℃에서 8시간 동안 중합반응을 시켜 아크릴 점착제 수지를 제조하였다. 이 때 얻은 점착수지는 중량 평균 분자량이 200,000g/mol 내지 1,000,000g/mol이다.
단계 2: 중간층 점착제
교반기, 환류 냉각기, 온도계 및 질소 주입 장치가 구비된 1000㎖의 화학 반응기에 중량평균 분자량이 2,000~20,000g/mol, OH함량을 5%미만으로 가지는 고형물 MQ 수지 40g [성분 A], 중량평균 분자량이 50,000 ~ 600,000g/mol을 가지고 비닐 작용기 함량을 0.1% 미만으로 가지는 주 고분자 수지 51g [성분 B], Si-H의 함량이 0.5~1.5%를 가지는 유기수소규소 화합물 8.5g [성분 C]에 용매로 톨루엔 60g을 넣어서 상온에서 충분히 혼합이 이루어지도록 2시간 가량 교반을 한다. 이 혼합물에 백금 ?t량이 5,200 ppm이며, 비닐 말단 블로킹된 중합체로 희석된, 1,3 다이에테닐-1,1,2,2-테트라메틸다이실록산의 백금 착물 0.5g [성분 D]을 넣어서 총 100g을 맞춘다.
단계 3: 점착제 조성물 및 광학필름용 다층 점착필름의 제조
상기 단계 1에서 제조된 최상층 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여 경화제로서 MDI계 어덕트 (Methyl diphenyl diisocyanate adduct) 1.0 중량부를 투입하고 박리 시트로서 실리콘 이형 처리된 두께 75㎛의 PET 필름 (상품명 ROH-751, ㈜도레이첨단소재) 상에 건조 후 두께가 7㎛가 되도록 코팅을 하고, 120℃의 오븐에서 3분 동안 건조 및 경화 시켰다. 이후 상기 점착층이 형성된 표면에 박리 시트로서 실리콘 이형 처리 된 두게 75㎛의 PET필름 (상품명 ROH-751, ㈜도레이첨단소재)을 합지하여 점착필름을 완성하였다. 동일한 방법으로 동일한 두께의 최하층 다층 점착필름을 제조하였다.
중간층 점착수지는 단계 2에서와 같이 제조된 물질에서 불소 이형 코팅된 두께 75㎛의 PET 필름 상에 건조 후 두께가 50㎛가 되도록 코팅을 하고, 150℃의 오븐에서 6분 동안 건조 및 경화시켰다. 이후 상기 제조된 최상층 점착제 및 최하층 점착체를 순차적으로 적층하여 최상층 점착제/중간층 점착제/최하층 점착제 구조의 광학필름용 다층 점착필름을 제조하였다.
<실시예 2>
상기 실시예 1의 단계 1의 점착수지 제조 공정에서, 2-히드록시에틸아크릴레이트의 양을 10g에서 5g으로 줄이고, 아크릴산 5g을 추가하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1의 단계 3에서 최상층 및 최하층 점착제 코팅두께를 15μm로 하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 2>
상기 실시예 1의 단계 1의 점착수지 제조 공정에서, n-부틸 아크릴레이트의 양을 80g으로 추가하고, 이소보닐아크릴레이트를 첨가하지 않으며, 아크릴아미드의 양을 5g으로 줄이는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2
최상층 점착제 및
최하층 점착제 조성물		 n-BA 60 60 60 80
MMA 5 5 5 5
IBoA 10 10 10 0
2-HEA 10 5 10 10
Aamid 15 15 15 5
AA 0 5 0 0
n-BA: n-부틸아크릴레이트
MMA: 메틸메타아크릴레이트
IBoA: 이소 보닐아크릴레이트
2-HEA: 2-히드록시에틸아크릴레이트
Aamid: 아크릴아미드
AA: 아크릴산
제조된 다층 광학필름용 다층 점착필름에 대해 하기의 물성을 평가하고 표 2에 나타내었다.
(1) 저장탄성률 (kPa)
동적 점탄성 측정 장치인 ARES (TA instruments사)를 사용하여 전단 모드(1 ㎐)에서 점탄성을 측정하였다.(Frequency: 1 rad/sec) 이형 필름을 제거한 후에 실시예 및 비교예의 점착필름을 두께가 1mm가 되도록 적층하고 직경이 8 ㎜인 천공기로 적층물을 천공해내어 시편으로 사용하였다. -70 내지 150 ℃의 온도 범위에서 5 ℃/min의 온도 상승 속도로 측정하였으며, -20, 80 ℃ 에서 탄성률을 기록하였다.
(2) 초기 점착력 (gf/in)
PET Film/점착층/PET Film 구조의 샘플을 제작하고 샘플을 1 inch × 15 cm 스트립으로 절단하였다. 부착 후 60분이 경과된 시점에서 Texture Analyzer(TAXplus/50, SMS사)를 사용하여, 5㎜/초(0.3m/분)의 속도로 T-peel test 방식으로 박리력을 측정하였다.
(3) 나중 점착력 (gf/in)
초기 점착력을 평가한 샘플과 동일한 구조, 크기의 샘플을 85℃, 85%RH 조건의 항온항습기에서 120시간 방치 한 후 Texture Analyzer(TAXplus/50, SMS사)를 사용하여, 5㎜/초(0.3m/분)의 속도로 T-peel test 방식으로 박리력을 측정하였다.
(4) 폴딩(Folding) 및 벤딩(Bending) 특성
PET Film/점착층/PET Film 구조의 샘플을 이용하여 폴딩(Folding) 및 벤딩(Bending) 테스트를 하여 층간 박리(delamination) 여부, 줄무늬, 기포발생 유무를 판단하였다. 폴딩(Folding) 및 벤딩(Bending) 테스트는 상기 순서로 적층하여 50,000회 실시 하였으며, 이때 벤딩(Bending) 반경은 2mm으로 하였다. 벤딩(Bending) 부분 또는 근처에서 층간 박리(delamination) 상태를 관찰하고, 미세 기포는 기포, 타원 형태의 기포는 줄무늬로 판단하였다.
O : 기포 및 줄무늬가 없음
X : 층간 박리(Delamination) 발생
(5) 신뢰성 평가
PET Film/점착층/PET Film 구조의 샘플을 85℃, 85%RH 조건의 항온항습기에서 120시간 방치 한 후, 피착면에서의 들뜸이나 박리 또는 기포의 발생 여부를 육안으로 관찰하고 하기 기준으로 평가하였다.
O : 기포나 박리현상 없음
X : 기포나 박리현상 다수 발생
실시예1 실시예2 비교예1 비교예2
최상층 점착제 두께(㎛) 7 7 15 7
중간층 점착제 두께(㎛) 50 50 50 50
최하층 점착제 두께(㎛) 7 7 15 7
최상층 점착제 두께 비율(%) 11 11 19 11
최하층 점착제 두께 비율(%) 11 11 19 11
최상층 및 최하층 점착제 Tg -16 -9 -16 -35
최상층 점착제 및 최하층
점착제의 저장탄성률(MPa)		 -20℃ 90 110 90 4
다층 점착필름의 저장탄성률(kPa) -20℃ 100 146 250 50
80℃ 15 19 4 3
중간층 점착제의 저장탄성률(kPa) -20℃ 80 80 80 80

저장탄성률 비율(G)		 다층 점착필름
/중간층 점착제
(-20℃)		 1.25 1.83 3.13 0.63
초기 점착력(Fo, gf/in) 1455 1568 1958 1225
나중 점착력(Ff, gf/in) 1121 1143 1621 613
폴딩(Folding)/벤딩(Bending) 특성 O O X X
신뢰성 O O O X
상기 표 2에서 나타난 바와 같이, 실시예 1과 실시예 2의 경우 각 층 및 다층 점착필름 전체의 저장탄성률이 우수하고, 초기 점착력/나중 점착력(△F) 및 폴딩(Folding)/벤딩(Bending) 특성과 신뢰성 모두 우수하여 본 발명의 현저한 효과를 만족한다.
비교예 1의 경우 최상층 점착제 및 최하층 점착제의 두께가 두꺼워지면서 다층 점착필름의 저장탄성률 및 저장탄성률 비율(G)이 본 발명의 제한 범위를 벗어나면서 폴딩(Folding)/벤딩(Bending) 평가 시 크랙이 발생하여 본 발명의 효과를 구현 할 수 없었다. 또한 비교예 2의 경우 최상층 및 최하층 점착제의 Tg가 본 발명의 제한범위를 벗어나면서 저장탄성률 및 나중 점착력(Ff)을 본 만족시키지 못하고, 폴딩(Folding)/벤딩(Bending) 평가시 기포 및 층간 박리(delamination)가 발생하여 본 발명의 효과를 구현 할 수 없었다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
100 다층 점착필름
110 최상층 점착제
120 중간층 점착제
130 최하층 점착제

Claims (9)

  1. 광학필름용 다층 점착필름에 있어서,
    최상층 점착제(110); 중간층 점착제(120); 최하층 점착제(130)를 포함하고, 최상층 점착제(100) 또는 최하층 점착제(130)의 두께는 전체 다층 점착필름(100) 두께의 15% 이하이며, 하기 [식 1]로 표시된 점착력 유지율이 70% 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
    [식 1]
    △F (%) = Ff / Fo * 100
    (임의의 기재필름에 대한 점착력으로 Fo는 상온에서 측정되는 초기 점착력이고, Ff은 85℃, 85%RH의 항온항습기에 120시간 방치한 후 측정되는 점착력)
  2. 제 1항에 있어서, 상기 다층 점착필름(100)의 저장탄성률과 중간층 점착제(120)의 저장탄성률 비율이 하기 [식 2]를 만족하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
    [식 2]
    G ≤≤ 2.5
    (G G'_m / G'_s 이고, G'_m은 -20℃ 에서 다층 점착필름의 저장탄성률, G'_s은 -20℃ 에서의 중간층 점착제의 저장탄성률)
  3. 제 1항에 있어서, 상기 다층 점착필름(100)은 초기 점착력 및 85℃, 85%RH, 120시간 경과 후의 점착력이 700gf/in 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)는 Tg가 -20℃ 내지 10℃인 아크릴계 수지를 포함하고, 상기 아크릴계 수지는 (메타)아크릴산 에스테르계 단량체 80 중량부 내지 99.9 중량부 및 가교성 단량체 0.1 중량부 내지 20 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 중간층 점착제(120)는 하나 이상의 MQ 수지 [A]; 비닐 작용기를 갖는 하나 이상의 유기실록산 중합체 [B]; 하나 이상의 유기수소규소 화합물 [C]; 하이드로실릴화 촉매 [D]를 포함하는 부가 경화성 실리콘 감압점착제 (PSA) 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 다층 점착필름(100)의 두께가 20 내지 100㎛ 인 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 다층 점착필름(100)은 -20℃ 에서의 저장탄성률이 200kPa 이하이고, 80℃ 에서의 저장탄성률이 10kPa 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 최상층 점착제(110) 및 최하층 점착제(130)는 -20℃ 에서의 저장탄성률이 10 MPa 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 중간층 점착제(120)는 -20℃ 에서의 저장탄성률이 100 kPa 이하, 80℃ 에서의 저장탄성률이 10 kPa 이상인 것을 특징으로 하는 광학필름용 다층 점착필름.
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