KR20180100415A - 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체 및 터치패널을 구비한 표시장치 - Google Patents

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

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Abstract

본 발명은, 유연성이 우수하고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여 내환경성이 우수한 광학투명점착시트를 제공한다. 본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하고, 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경하에 투입하는 시험을 실시하였을 경우에, 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이며 또한 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈가 1.5% 이하이다.

Description

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체 및 터치패널을 구비한 표시장치
본 발명은, 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체 및 터치패널을 구비한 표시장치에 관한 것이다.
광학투명점착(OCA : Optically Clear Adhesive)시트는, 광학부재의 접합에 이용되는 투명한 점착시트이다. 최근에 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대형 게임기, 카 내비게이션 장치 등의 분야에서 터치패널의 수요가 급속히 신장하고 있어, 이에 따라 터치패널을 다른 광학부재에 접합시키기 위해서 이용되는 OCA시트의 수요도 증가하고 있다. 터치패널을 구비한 표시장치는, 통상 액정패널 등의 표시패널, ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어지는 투명도전막을 표층(表層)에 구비하는 투명부재(터치패널 본체) 및 투명도전막을 보호하는 커버패널 등의 광학부재가 적층된 구조를 구비하고, 광학부재간의 접합에 OCA시트가 사용되고 있다. 다만 표시패널과 터치패널 본체와의 사이에는 표시패널의 프레임인 베젤(bezel)의 단부(端部)가 존재하기 때문에, 다른 광학부재의 간격보다 넓어 OCA시트에 의한 접합은 이루어지지 않고, 에어 갭(air gap)이라고 불리는 공기층(空氣層)을 형성하는 것이 일반적이었다.
OCA시트는, 예를 들면 실리콘계 수지조성물이나 아크릴계 수지조성물로 이루어지는 것이 알려져 있다. 그러나 실리콘 수지를 사용한 OCA시트는 점착력이 낮기 때문에 광학부재 사이에 공기가 들어와서, 예를 들면 표시화면의 시인성(視認性)이 저하하는 경우가 있었다. 아크릴계 수지를 사용한 OCA시트에서는, 아크릴계 수지중에 잔존하는 아크릴산이나 가수분해에 의하여 발생한 산(酸) 성분이 광학부재에 사용되고 있는 금속을 부식시키는 경우가 있었다. 또한 아크릴계 수지조성물이 자외선 경화형의 수지조성물인 경우에는, 자외선 조사시에 아크릴계 수지의 표층부에서 반응에 필요한 자유라디칼(free radical)이 소비되어버려 바닥부가 경화(硬化)되지 않기 때문에, 후막(厚膜)의 OCA시트를 얻는 것은 곤란하였다.
이에 대하여 특허문헌1에서는, OCA시트에, 액상(液狀) 폴리카보네이트디올을 함유하는 폴리올과 변성 폴리이소시아네이트로 이루어지는 폴리우레탄 수지형성성 조성물을 사용하는 것이 검토되고 있다.
일본국 특허공개공보 특개2013-136731호 공보
광학부재 사이에 공기층인 에어 갭이 존재하면, 공기층 및 광학부재의 굴절율의 차이에 의하여 계면반사가 발생하기 때문에, 표시패널의 시인성이 저하한다. 이 때문에 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 적합한 후막의 OCA시트가 요구되고 있었다. 또한 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 이용되는 OCA시트에는, 베젤의 두께에 의하여 형성되는 단차를 피복하는 것도 요구된다. 따라서 유연성(柔軟性)(단차추종성(段差追從性))이 우수하고 또한 후막화(厚膜化)가 가능한 OCA시트가 필요하였다. 또한 OCA시트에는, 사용환경의 영향에 의하여 물성(物性)이 변화되지 않을 것이 요구된다.
이에 대하여 본 발명자들은, 유연성이 우수하고 후막화가 가능한 OCA시트의 재료로서 비용제계(非溶劑系)인 열경화성 폴리우레탄 조성물에 착안하였지만, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여 제작한 OCA시트에는 내환경성(耐環境性)의 점에서 개선의 여지가 있는 것을 알았다.
예를 들면 열경화성 폴리우레탄 조성물의 원료가 되는 폴리올 성분으로서 폴리카보네이트계 폴리올을 사용한 경우에는, OCA시트를 글라스에 접합시켜서 고온(高溫)·고습(高濕)환경(온도 85℃·습도 85%), 고온(高溫)·상습(常濕)환경(온도 95℃·습도 50%) 등의 촉진시험에 투입하였을 때에, 글라스와 OCA시트의 계면에 기포가 발생하기 쉬운 것을 알았다. 또한 기포의 주요원인은, OCA시트 내부에서 발생한 가스인 것으로 추정된다. 아웃가스(아웃개싱; outgassing)의 성분으로서는 수분(水分)과 유기분(有機分)이 생각되고, 주로 수분이라고 생각된다.
폴리올 성분으로서 폴리에테르계 폴리올을 사용한 경우에는, 내가수분해성이 우수하고 고습환경에 있어서 우수하였지만, 내열성이 낮고, 열열화(熱劣化)에 의하여 OCA시트의 일부가 용융하여 OCA시트가 배어나와버리는 것을 알았다.
폴리올 성분으로서 폴리올레핀계 폴리올을 사용한 경우에는, 양호한 내열성이 얻어지고 또한 소수성(疏水性)을 가지고 있기 때문에 수분에 의한 아웃가스의 발생도 억제할 수 있지만, 고온고습환경의 촉진시험에 있어서 수분의 영향으로 백화(白化)(백탁(白濁))이 발생하기 쉬운 것을 알았다. 특히 OCA시트를 후막화하면, 고습도 분위기와 접촉하는 면적이 증가하는 것 이외에, 투명성의 변동도 현재화(顯在化)하기 쉬워지는 것때문에, 내습성(耐濕性)이 더 향상될 것이 요구되고 있었다.
본 발명은, 상기 현재의 상태를 감안하여 이루어진 것으로서, 유연성이 우수하고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용하여 내환경성이 우수한 광학투명점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 사용한 광학투명점착시트의 내환경성의 향상에 대해서 검토하고, 아웃가스의 발생을 억제하는 관점으로부터, 폴리올레핀계 폴리올 성분을 사용하는 것에 착안하였다. 그리고 소수성인 올레핀계 폴리올 성분에 대하여, 적절한 친수성을 구비하는 폴리이소시아네이트 성분을 조합시켜 사용하면, 양자의 상용성을 확보하면서 수분의 응집을 방지해서 백화의 발생을 충분히 억제할 수 있는 것을 찾아내었다. 즉, 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경하에 투입하는 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량(吸濕量)을 1.0중량％ 이하로 조정함으로써, 고온고습환경에서의 백화를 충분히 억제할 수 있고, 그에 따라 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈를 1.5% 이하로 억제하여 충분한 투명성이 얻어지는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하고, 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경하에 투입하는 시험을 실시하였을 경우에, 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이며 또한 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈가 1.5% 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 친수성 유닛을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 광학투명점착시트의 두께는, 250∼3000㎛인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법은, 본 발명의 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서, 상기 올레핀계 폴리올 성분 및 상기 폴리이소시아네이트 성분을 교반혼합해서 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층체는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방의 면을 덮는 제1이형필름과, 상기 광학투명점착시트의 타방의 면을 덮는 제2이형필름이 적층된 것을 특징으로 한다.
본 발명의 터치패널을 구비한 표시장치는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트에 의하면, 유연성이 우수하고 후막화가 가능한 열경화성 폴리우레탄 조성물의 우위성을 얻으면서, 고온고습환경에 있어서도 백화를 충분히 억제하고 높은 투명성을 실현할 수 있다.
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 구비한 표시장치에 의하면, 표시화면의 시인성을 향상시킬 수 있다.
도1은, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 구비한 표시장치의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도3은, 실시예1의 이형필름 부착 광학투명점착시트를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도4는, 실시예 및 비교예의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하고, 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경하에 투입하는 시험을 실시하였을 경우에, 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이며 또한 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈가 1.5% 이하인 것을 특징으로 한다. 또한 본 명세서에 있어서, 「광학투명점착시트」란 「광학투명점착필름」과 동의(同義)이다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지고, 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유한다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 올레핀계 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 반응시킴으로써 얻어지고, 하기 식(A)로 나타내는 구조를 구비한다.
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상기 식(A)중에서, R은 폴리이소시아네이트 성분에 있어서 NCO기를 제외한 부위(moiety)를 나타내고, R’은 올레핀계 폴리올 성분에 있어서 OH기를 제외한 부위를 나타내며, n은 반복단위수를 나타낸다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 친수성 유닛(친수기)을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 친수성 유닛은, 용해성 파라미터(ＳＰ값)가 8.5MPa1/2 이상인 구성단위를 의미하고, 바람직하게는 ＳＰ값이 9.0MPa1/2 이상인 구성단위이다. ＳＰ값은 Ｆｅｄｏｒｓ법(R.Ｆ.Ｆｅｄｏｒｓ：Ｐｏｌｙｍ．Ｅｎｇ．Ｓｃｉ., 14[2], 147-154(1974) 참조)에 의하여 산출할 수 있다. 또한 Ｆｅｄｏｒｓ법에 의한 ＳＰ값의 산출방법에 대해서는, 예를 들면 간사이페인트사(Kansai Paint Co.,Ltd.) 발행의 「도료의 연구 152호(2010년 10월 발행)」중의 논문 「첨가제의 용해성 파라미터에 관한 고찰」에도 기재되어 있다.
상기 친수성 유닛으로서는, 폴리에틸렌옥사이드 유닛이 적합하다. 상기 친수성 유닛이 포함됨으로써 백화를 억제하는 작용이 얻어진다. 폴리에틸렌옥사이드 유닛은, 올레핀계 폴리올 성분에 편입된 것이더라도 좋고, 폴리이소시아네이트 성분에 편입된 것이더라도 좋고, 그들 이외의 성분에 편입된 것이더라도 좋으며, 2종 이상의 성분에 편입되어 있어도 좋다. 상기 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량은, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 전체에 대하여 0.1중량％ 이상, 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 0.1중량％ 미만이면, 충분히 백화를 억제할 수 없을 우려가 있다. 상기 함유량이 20중량％를 넘으면, 저극성(低極性)의 올레핀계 폴리올 성분, 태키파이어(tackifier), 가소제 등과의 상용성이 저하됨으로써, 헤이즈 등의 광학특성이 저하될 우려가 있다. 상기 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량은 0.1∼5중량％인 것이 더 바람직하다. 상기 함유량이 5중량％를 넘으면, 상기 고온고습환경에서의 흡습량이 지나치게 많아질 우려가 있다.
폴리에틸렌옥사이드 유닛 이외의 친수성 유닛으로서는, 예를 들면 카르복시산기, 카르복시산의 알칼리금속염기, 술폰산기, 술폰산의 알칼리금속염기, 히드록실기, 아미드기, 아미노기 등을 포함하는 유닛을 들 수 있다. 더 상세하게는, 폴리아크릴산, 폴리아크릴산의 알칼리금속염, 술폰산기 함유 공중합체, 술폰산기 함유 공중합체의 알칼리금속염, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴아미드, 카르복시메틸셀룰로오스, 카르복시메틸셀룰로오스의 알칼리금속염, 폴리비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 아크릴 변성되어 있지 않은 것이 바람직하고, 주쇄(主鎖)중에 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르 등에서 유래하는 부위가 포함되지 않는 것이 바람직하다. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 아크릴 변성되면, 소수화(疏水化)되기 때문에 고온·고습하에 있어서 수분의 응집이 발생하기 쉬워진다. 이 수분의 응집은 백화, 발포 등을 야기하여, 광학특성을 손상시키는 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.
올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분으로서는 모두 상온(23℃)에서 액체인 것을 사용할 수 있어, 용제를 사용하지 않고 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 얻을 수 있다. 태키파이어 등의 다른 성분은, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분 중에서 어느 하나에 첨가할 수 있고, 바람직하게는 올레핀계 폴리올 성분에 첨가된다. 이와 같이 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물에 의하여 광학투명점착시트를 제작하는 경우에, 용제의 제거가 필요없기 때문에 균일한 시트를 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트를, 표시패널과 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재(터치패널)와의 접합에 사용하는 경우에, 베젤의 단차를 피복할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는 두껍게 형성해도 광학특성을 유지할 수 있는 것이며, 투명성(헤이즈)의 저하, 착색, 발포(피착체와의 계면에서의 기포의 발생)를 충분히 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지기 때문에 유연해서, 인장응력이 가해졌을 때에 잘 신장되어 매우 끊기 어렵다. 이 때문에 풀이 잔류하지 않고 떼어내는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는 유연함과 동시에 후막화할 수 있기 때문에, 내충격성이 우수하고, 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재와 커버패널과의 접합에 사용할 수 있고, 또 다른 부재를 사용하는 경우에는, 표시패널 또는 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재와, 다른 부재와의 접합에도 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지기 때문에, 유전율이 높아 종래의 아크릴계 수지조성물로 이루어지는 광학투명점착시트보다 높은 정전용량이 얻어진다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트는 정전용량방식의 터치패널의 접합에 적합하게 사용된다.
[올레핀계 폴리올 성분]
상기 올레핀계 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분으로, 즉 주쇄가 폴리올레핀 또는 그 유도체로 구성되어 있다. 올레핀계 폴리올 성분으로서는, 예를 들면 1,2-폴리부타디엔폴리올, 1,4-폴리부타디엔폴리올, 1,2-폴리클로로프렌폴리올, 1,4-폴리클로로프렌폴리올 등의 폴리부타디엔계 폴리올이나, 폴리이소프렌계 폴리올, 그들의 2중결합을 수소 또는 할로겐 등으로 포화화(飽和化)한 것을 들 수 있다. 또한 상기 올레핀계 폴리올 성분은, 폴리부타디엔계 폴리올 등에 스티렌, 에틸렌, 아세트산비닐, 아크릴산에스테르 등의 올레핀 화합물을 공중합시킨 폴리올이나 그 수소첨가물이더라도 좋다. 상기 올레핀계 폴리올 성분은, 직쇄(直鎖 : normal chain)구조를 구비하는 것이더라도 좋고, 분기(分岐)구조를 구비하는 것이더라도 좋다. 상기 올레핀계 폴리올 성분은, 1종류만 사용되어도 좋고 2종류 이상 사용되어도 좋다.
상기 올레핀계 폴리올 성분의 수평균분자량은 300 이상, 5000 이하인 것이 바람직하다. 올레핀계 폴리올 성분의 수평균분자량이 300 미만인 경우에는, 올레핀계 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분과의 반응이 지나치게 빨라서 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 어려워지거나, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물의 유연성이 저하해서 부서지기 쉬워지거나 하는 경우가 있다. 올레핀계 폴리올 성분의 수평균분자량이 5000을 넘는 경우에는, 올레핀계 폴리올 성분의 점도가 지나치게 높아져서 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하기 어려워지거나, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 결정화해서 백탁하거나 하는 등의 불량이 발생하는 경우가 있다. 올레핀계 폴리올 성분의 수평균분자량은, 500 이상, 3000 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 올레핀계 폴리올 성분중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰코산사(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.) 제품의 수산기 말단 폴리이소프렌을 수소첨가 해서 얻어지는 폴리올레핀폴리올(「ＥＰＯＬ(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500), 니혼소다사(Nippon Soda Co., Ltd.) 제품의 양쪽말단 수산기 수소화 폴리부타디엔(「ＧＩ-1000」, 수평균분자량 : 1500), 미쓰비시화학사(Mitsubishi Chemical Corporation) 제품의 폴리히드록시폴리올레핀 올리고머(「폴리테일(POLYTAIL)(등록상표)」) 등을 들 수 있다.
[폴리이소시아네이트 성분]
상기 폴리이소시아네이트 성분으로서는 특별히 한정되지 않고, 종래 공지의 폴리이소시아네이트를 사용할 수 있다. 상기 폴리이소시아네이트 성분은 에틸렌옥사이드 유닛을 포함하는 것이 바람직하고, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물과를 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트가 특히 바람직하다. 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트를 사용함으로써, 광학투명점착시트의 착색이나 변색이 보다 발생하기 어려워, 장기(長期)에 걸쳐서 광학투명점착시트의 투명성을 더 확실하게 확보할 수 있다. 또한 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시킨 변성체로 함으로써, 친수성 부분(에틸렌옥사이드 유닛)의 작용에 의하여 백화를 억제하면서, 소수성 부분(기타의 유닛)의 작용에 의하여 저극성의 올레핀계 폴리올 성분, 태키파이어, 가소제 등과의 상용성을 발휘할 수 있다.
상기 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트는, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트, 및 지방족 및/또는 지환족의 디이소시아네이트를 출발물질로 하여 얻어지는 폴리이소시아네이트의 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 병용하더라도 좋다. 상기 지환족 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 이소포론디이소시아네이트, 시클로헥실디이소시아네이트, 4,4’－디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 노보네인디이소시아네이트, 수소첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실렌디이소시아네이트, 수소첨가 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 그들의 변성체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고 2종류 이상을 병용하더라도 좋다. 상기 구체적인 예중에서도 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 관점으로부터, 1분자당 3개 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 것이 적합하게 사용된다. 상기 에테르 화합물의 1분자에 포함되는에틸렌옥사이드 유닛이 3개 이하이면, 친수성을 충분히 높일 수 없는 경우가 있다.
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 병용하더라도 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 병용하더라도 좋다.
상기 변성 폴리이소시아네이트의 1분자당의 이소시아네이트기의 수는, 평균 2.0 이상인 것이 바람직하다. 상기 이소시아네이트기의 수가 평균 2.0 미만이면, 가교밀도의 저하에 의하여 열경화성 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화하지 않을 우려가 있다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, α비(올레핀계 폴리올 성분 유래의 OH기의 mol수/폴리이소시아네이트 성분 유래의 NCO기의 mol수)가 1 이상인 것이 바람직하다. α비가 1 미만인 경우에는, 폴리이소시아네이트 성분의 배합량이 올레핀계 폴리올 성분의 배합량에 대하여 과잉이기 때문에 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물이 딱딱해져, 광학투명점착시트에 요구되는 유연성을 확보하는 것이 곤란하게 된다. 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시킬 경우에 접합면에 존재하는 요철 및 단차를 피복할 수 없다. 또한 광학투명점착시트에 요구되는 점착력을 확보할 수 없다. α비는, 1.3<α<2.0을 충족시키는 것이 더 바람직하다. 1.3<α<2.0으로 함으로써 광학투명점착시트로서 양호한 점착력을 발휘할 수 있다. α비가 2.0 이상인 경우에는, 열경화성 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화하지 않는 경우가 있다.
[태키파이어]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 태키파이어(점착부여제)를 더 함유하는 것이 바람직하다. 태키파이어는 점착력을 향상시키기 위해서 첨가되는 첨가제이며, 보통 분자량이 몇 백∼몇 천인 무정형(無定型) 올리고머로서, 상온에서 액상 또는 고형의 열가소성 수지이다. 열경화성 폴리우레탄 조성물이 태키파이어를 함유함으로써 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 올레핀계 폴리올 성분 등과의 상용성이 우수한 것 때문에, 석유수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 석유수지계 태키파이어 중에서도, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지가 적합하게 사용된다. 디시클로펜타디엔은 C5유분으로부터 얻어진다. 상기 방향족 화합물로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 비닐 방향족 화합물을 들 수 있다. 디시클로펜타디엔과 비닐 방향족 화합물과의 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 연화점은 90∼160℃, 바람직한 비닐 방향족 화합물 단위함유량은 35질량％ 이하, 바람직한 브롬가는 0∼30g/100g, 바람직한 수평균분자량은 500∼1100이다. 상기 수소첨가 석유수지중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰코산사 제품의 「아이마부(I-MARV)Ｐ-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀계 폴리올 성분 등과의 상용성이 우수한 것으로부터, 탄화수소수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 탄화수소수지계 태키파이어 중에서도, 지환족 포화 탄화수소수지가 적합하게 사용된다. 상기 지환족 포화 탄화수소수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 아라카와화학공업사(Arakawa Chemical Industries, Ltd.) 제품의 「아르콘(ARKON)Ｐ-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어는, 산가(酸價)가 1㎎KOH/g 이하인 것이 바람직하다. 산가가 1㎎KOH/g 이하이면, 태키파이어가 올레핀계 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분과의 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 올레핀계 폴리올 성분중에 용해시킬 때에 올레핀계 폴리올 성분이 열에 의하여 열화해버리는 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 불충분해지는 경우가 있다. 태키파이어의 함유량이 20중량％를 넘는 경우에는, 올레핀계 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분과의 반응을 저해하고, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물중에 우레탄 가교가 충분히 형성되지 않게 되는 경우가 있다. 그 결과, 고온·고습하에 있어서 광학투명점착시트가 용해하여 형상이 변화되거나, 태키파이어가 석출(블리드(bleed))되거나 하는 경우가 있다. 또한 우레탄 가교를 충분히 형성하기 위해서 올레핀계 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분과의 반응시간을 길게 하면 생산성이 저하된다.
[가소제]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 가소제를 더 함유하더라도 좋다. 가소제의 첨가에 의하여 저경도화(低硬度化)됨으로써 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성이나 단차추종성을 향상시킬 수 있다. 또한 가소제의 첨가에 의하여 점착력은 저하될 우려가 있지만, 본 발명의 광학투명점착시트에 의하면 다소 점착력이 저하하여도 충분한 점착력을 확보할 수 있다.
상기 가소제로서는, 열가소성 수지에 유연성을 부여하기 위해서 이용되는 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 상용성 및 내후성의 관점으로부터, 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 가소제중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 ＢＡＳＦ사 제품의 「ＤＩＮＣＨ」, 신일본이화사(New Japan Chemical Co., Ltd.) 제품의 「산소사이저(SANSO CIZER)ＤＵＰ」, 이네오스올리고머즈사(Ineous Oligomers) 제품의 「Ｄｕｒａｓｙｎ(등록상표)148」을 들 수 있다.
[촉매]
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 촉매를 더 함유하더라도 좋다. 촉매로서는, 우레탄화 반응에 사용되는 촉매이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 디라우릴산디-n-부틸주석, 디라우릴산디메틸주석, 디부틸주석옥사이드, 옥탄산주석 등의 유기주석 화합물; 유기티탄 화합물; 유기지르코늄 화합물; 카르복시산주석염; 카르복시산비스무트염; 트리에틸렌디아민 등의 아민계 촉매를 들 수 있다.
상기 촉매로서는 비아민계 촉매가 바람직하다. 아민계 촉매를 사용하는 경우에 광학투명점착시트가 변색되기 쉬워지는 경우가 있다. 더 바람직한 촉매는 디라우릴산디메틸주석이다.
상기 촉매의 첨가량은, 예를 들면 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분의 합계량에 대하여 0.001중량％ 이상, 0.1중량％ 이하이다.
상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 모노이소시아네이트 성분을 더 함유하더라도 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-이소시아나토프로피온산에틸, 이소시안산시클로펜틸, 이소시안산시클로헥실, 2-메톡시에탄이소시아네이트, 이소시아나토아세트산에틸, 이소시아나토아세트산부틸, p-톨루엔술포닐이소시네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고 2종류 이상을 병용하더라도 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(antifungal agents), 난연제 등의 각종 첨가제가 첨가되어 있더라도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트의 두께는 50μｍ 이상, 3000μｍ 이하인 것이 바람직하다. 두께가 50μｍ 미만인 경우에는, 광학투명점착시트의 일방의 면을 광학부재의 표면에 부착하였을 때에, 광학투명점착시트로 광학부재의 표면에 존재하는 요철 또는 단차를 피복할 수 없고, 광학투명점착시트의 타방의 면과 다른 광학부재의 표면을 충분한 점착력으로 접합시킬 수 없는 경우가 있다. 두께가 3000μｍ를 넘는 경우에는, 헤이즈나 전(全)광선투과율 등의 광학특성이 충분히 얻어지지 않는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 두께의 바람직한 하한은 100μｍ이며, 바람직한 상한은 1500μｍ이고, 더 바람직한 하한은 250μｍ이다. 또한 광학투명점착시트는, 피착체의 부착면에 존재하는 요철 또는 단차의 높이에 대하여 3배 이상의 두께를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 광학투명점착시트로서의 성능을 확보하기 위해서 헤이즈가 1% 이하인 것이 바람직하고, 또한 전광선투과율이 90% 이상인 것이 바람직하다. 헤이즈 및 전광선투과율은, 예를 들면 일본전색공업사(Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.) 제품의 탁도계 「ＨａｚｅＭｅｔｅｒ ＮＤＨ2000」을 사용하여 측정할 수 있다. 헤이즈는 JIS K 7136에 준거한 방법으로 측정되며, 전광선투과율은 JIS K 7361-1에 준거한 방법으로 측정된다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경하에 투입하는 시험을 실시하였을 경우에, 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이며 또한 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈가 1.5% 이하이다. 상기 시험 실시후의 흡습량 및 헤이즈가 상기한 범위 내가 되도록 올레핀계 폴리올의 소수성이나 폴리이소시아네이트 성분의 친수성을 조정함으로써, 상기 시험에 100시간 투입한 후이어도 높은 투명성을 구비하는 광학투명점착시트를 실현할 수 있다. 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이면, 고온고습환경에 의한 백화를 충분히 억제할 수 있고 고온고습환경에 의한 헤이즈의 상승을 방지할 수 있다. 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량의 바람직한 상한은 0.7중량％이다. 또한 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈가 1.5% 이하이면, 실용상으로 충분한 내환경성이 얻어진다. 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈의 바람직한 상한은 1.0%이다.
광학투명점착시트의 헤이즈는, 소수성인 올레핀계 폴리올 성분에 대한 폴리이소시아네이트 성분의 상용성에 의하여 영향을 받아, 상용성이 낮으면 투명성이 저하한다(헤이즈가 커지게 된다). 상용성을 높이는 관점으로부터는 폴리이소시아네이트 성분의 친수성은 낮은 편이 바람직하지만, 고온고습환경에서 발생하는 백화를 억제하는 관점으로부터는 폴리이소시아네이트 성분의 친수성은 높은 편이 바람직하다. 또한 폴리이소시아네이트 성분의 친수성이 지나치게 높으면, 고온고습환경에서 과도하게 흡습하기 때문에, 백화의 억제에 의한 효과를 상회하여 특성의 저하가 야기된다. 본 발명자들은, 이러한 사정을 종합적으로 감안해서 친수성 및 소수성의 균형을 조정한 결과, 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈를 1.5% 이하로 하고 또한 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량을 1.0중량％ 이하로 하는 것에 착상하였다. 상기 시험 실시후의 헤이즈 및 흡습량을 조정하기 위해서는, 폴리이소시아네이트 성분중의 친수기의 양이나 분자량을 조정하여도 좋고, 예를 들면 폴리이소시아네이트 성분중의 에틸렌옥사이드 유닛의 분자량을 조정하는 방법이 사용된다. 또한 상기 시험 실시후의 흡습량 및 헤이즈는 광학투명점착시트의 두께가 두꺼워질수록 커지게 되는 경향이 있다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 180°박리시험에 의하여 측정되는 점착력이, 상온·상습하에 있어서 2N/25㎜ 이상인 것이 바람직하고, 5N/25㎜ 이상인 것이 더 바람직하다. 본 발명의 광학투명점착시트를 터치패널 등의 광학부재의 접합에 사용한 경우에, 내충격성을 확보하기 위한 어느 정도의 점착력이 요구되기 때문이다. 또한 상기 점착력은, 고온·고습하에 있어서 1.0N/25㎜ 이상인 것이 바람직하다. 180°박리시험에서의 점착력은, 상온·상습하에 있어서 10N/25㎜ 이상, 15N/25mm 이하인 것이 더 바람직하다. 또한 고온·고습하에 있어서 4N/25㎜ 이상, 15N/25mm 이하인 것이 더 바람직하고, 10N/25㎜ 이상, 15N/25mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 광학투명점착시트의 점착력이 15N/25mm 이하이면, 광학투명점착시트를 터치패널 등의 광학부재의 접합에 사용한 경우에, 풀 잔류 없이 떼어낼 수 있기 때문에 리워크성(reworkability)이 우수하다. 또한 광학투명점착시트의 점착력이 지나치게 커지면, 광학투명점착시트와 피착체와의 사이에 들어간 기포를 빼내는 것이 곤란해지는 경우가 있다. 180°박리시험의 시험방법의 상세에 관해서는 후술한다.
본 발명의 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는, 0.1°이상, 25°이하인 것이 바람직하다. 마이크로고무A 경도가 0.1°미만인 경우에는, 사용시(광학부재에 부착시)의 취급성이 나쁘고 광학투명점착시트를 변형시켜버리는 경우가 있다. 한편, 마이크로고무A 경도가 25°를 넘는 경우에는, 광학투명점착시트의 유연성이 낮아, 광학부재에 부착할 때에 광학부재의 표면 형상에 추종할 수 없고 공기가 들어가버림으로써 광학부재로부터 벗겨지는 원인이 되는 경우가 있다. 또한 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시킬 때에 베젤의 단차를 피복할 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는, 15°이하인 것이 더 바람직하다. 마이크로고무A 경도는, 예를 들면 고분자계기사(Kobunshi Keiki Co., Ltd.) 제품의 마이크로고무 경도계 「ＭＤ-1타입Ａ」를 사용하여 측정할 수 있다. 마이크로고무 경도계 「ＭＤ-1타입Ａ」는, 스프링식 고무 경도계(듀로미터(durometer))Ａ형의 약 1/5의 축소모델로서 설계·제작된 경도계로, 측정대상물의 사이즈가 얇아도 스프링식 고무 경도계Ａ형의 경도와 일치하는 측정치를 취득할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 양면(兩面)에는 이형필름(離型film)이 부착되어도 좋다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방의 면을 덮는 제1이형필름과, 상기 광학투명점착시트의 타방의 면을 덮는 제2이형필름이 적층된 것인 적층체(이하, 「본 발명의 적층체」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다. 제1 및 제2이형필름이 부착되는 것에 의하여 본 발명의 광학투명점착시트의 표면을 피착물에 부착하기 직전까지 보호할 수 있다. 이에 따라 점착성의 저하나 이물질의 부착을 방지할 수 있다. 또한 피착물 이외에 붙어버리는 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 같아도 좋고 달라도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트와 제1이형필름과의 접합강도(박리강도)와, 본 발명의 광학투명점착시트와 제2이형필름과의 접합강도는, 서로 다른 것이 바람직하다. 접합강도에 차이가 있는 것에 의하여, 본 발명의 적층체로부터 제1 및 제2이형필름의 일방(접합강도가 약한 쪽의 이형필름)만을 박리하고 노출시킨 광학투명점착시트의 제1면과 제1피착체를 접합시키고, 그 후에 제1 및 제2이형필름의 타방(접합강도가 강한 쪽의 이형필름)을 박리하고 노출시킨 광학투명점착시트의 제2면과 제2피착체를 접합시키는 것이 용이해진다. 제1이형필름에 있어서 본 발명의 광학투명점착시트와 접촉하는 측의 표면, 및 제2이형필름에 있어서 본 발명의 광학투명점착시트와 접촉하는 측의 표면의 어느 일방 또는 양방에, 이박리처리(易剝離處理)(이형처리(離型處理))가 실시되어 있어도 좋다. 이박리처리로서는, 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 구비한 표시장치(이하, 「본 발명의 터치패널을 구비한 표시장치」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다.
도1은, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 구비한 표시장치(본 발명의 터치패널을 구비한 표시장치)의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도1에 나타내는 표시장치(10)에서는, 표시패널(11), 광학투명점착시트(12), 터치패널(ITO 투명도전막 부착 글라스 기판)(13), 광학투명점착시트(12) 및 투명커버패널(14)이 순차적으로 적층되어 있다. 표시패널(11), 터치패널(13) 및 투명커버패널(14)의 3개의 광학부재는, 2매의 본 발명의 광학투명점착시트(12)에 의하여 일체화되어 있다. 표시패널(11)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 액정패널, 유기일렉트로루미네슨스 패널(유기ＥＬ패널) 등을 사용할 수 있다. 터치패널(13)로서는, 예를 들면 저항막방식, 정전용량방식 등의 검출방식의 것이 사용된다.
표시패널(11)은, 표시면측에 개구(開口)가 형성된 베젤(표시패널(11)의 프레임)(11A) 내에 수용되어 있고, 베젤(11A)의 개구의 외연(外緣(outer edge))에는, 베젤(11A)의 두께에 대응한 단차가 존재한다. 광학투명점착시트(12)는 표시패널(11) 및 베젤(11A)의 표시면측을 덮어서 부착되고 있어, 베젤(11A)의 두께에 대응한 단차를 피복하고 있다. 광학투명점착시트(12)에는, 베젤(11A)의 두께에 의하여 형성되는 단차를 피복하기 위해서, 단차부에 추종할 수 있는 유연성이 요구되고 베젤(11A)의 두께보다 두꺼울 것이 요구된다. 예를 들면 베젤(11A)에 의하여 발생하는 단차가 200μｍ인 경우에, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 이용되는 광학투명점착시트(12)의 두께는 600μｍ 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학투명점착시트(12)는 600μｍ 이상의 두께이더라도 충분한 광학특성 및 유연성을 구비하는 것이어서, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
이와 같은 표시장치에는 본 발명의 광학투명점착시트가 사용되고 있기 때문에, 다양한 환경하에서 사용해도 광학투명점착시트의 점착력이 저하되기 어려워 장기간에 걸쳐서 광학부재를 서로 밀착시킬 수 있다. 그 결과, 각 광학부재와 광학투명점착시트와의 사이에 공극(空隙)이 발생하지 않으므로, 계면반사의 증가 등에 의한 시인성의 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 조제한 후에, 이 조성물을 종래 공지의 방법으로 열경화시키면서 성형하는 방법을 들 수 있고, 바람직하게는, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 교반혼합해서 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함한다.
제법의 구체적인 예로서는, 먼저 소정량의 태키파이어를 올레핀계 폴리올 성분에 첨가하고 가온(加溫) 및 교반(攪拌)하여 용해시킴으로써, 마스터 배치(masterbatch)를 조제한다. 다음에 얻어진 마스터 배치, 올레핀계 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 필요에 따라 촉매 등의 다른 성분을 혼합하고 믹서 등으로 교반함으로써, 액상(液狀) 또는 겔상(gel狀)의 열경화성 폴리우레탄 조성물을 얻는다. 그 후에 바로 열경화성 폴리우레탄 조성물을 성형장치에 투입하고, 제1 및 제2이형필름에 의하여 협지(挾持; sandwitched)된 상태에서 열경화성 폴리우레탄 조성물을 이동시키면서 가교 경화시킴으로써 열경화성 폴리우레탄 조성물이 반경화(半硬化)되어, 제1 및 제2이형필름과 일체화된 시트를 얻는다. 그 후에 로(爐)에서 일정시간 가교반응 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, 이간(離間)하여 배치된 한 쌍의 롤(22)로부터 연속적으로 송출되는 한 쌍의 이형필름(PET필름)(21)의 간극(間隙)에 유입한다. 그리고 한 쌍의 이형필름(21)의 간극에 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)을 유지한 상태에서 경화반응(가교반응)을 진행시키면서 가열장치(24) 내에 반입한다. 가열장치(24) 내에 있어서, 열경화성 폴리우레탄 조성물(23)은 한 쌍의 이형필름(PET필름)(21) 사이에서 유지된 상태에서 열경화되어, 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)의 성형이 완료된다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법으로서는, 경화 전의 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제한 후에, 각종 코팅장치, 바코터(bar coater), 닥터 블레이드(doctor blade) 등의 범용의 성막장치나 성막방법을 사용하여도 좋다. 또한 원심성형법을 사용하여 본 발명의 광학투명점착시트를 제작하여도 좋다.
(실시예)
이하, 본 발명에 대해서 실시예를 들어서 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 실시예만으로 한정되는 것은 아니다.
(배합원료)
하기의 실시예 및 비교예에 있어서, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하기 위해서 사용한 배합원료는 아래와 같다.
(A)폴리올 성분
·폴리올레핀폴리올(이데미쓰코산사 제품의 「ＥＰＯＬ(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500)
·폴리카보네이트폴리올(도소사(Tosoh Corporation) 제품의 「Ｌ34」, 수평균분자량 : 500)
(B)폴리이소시아네이트 성분
·ＨＤＩ(헥사메틸렌디이소시아네이트)계 폴리이소시아네이트A(도소사 제품)
·ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트B(도소사 제품)
·ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트C(도소사 제품)
·ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트D(도소사 제품)
·ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트E(도소사 제품)
(C)태키파이어
·수소첨가 석유수지계 태키파이어(이데미쓰코산사 제품의 「아이마부Ｐ-100」)
·로진계 태키파이어(아라카와화학공업사 제품의 「파인크리스탈ＭＥ-Ｈ」)
(D)가소제
·1,2-시클로헥산디카르복시산디이소노닐에스테르 80%와 아디핀산계 폴리에스테르 20%의 혼합물(ＢＡＳＦ사 제품의 「ＯＦＨ55」, ＢＡＳＦ사 제품의 「ＤＩＮＣＨ」의 약 20％를 아디핀산계 폴리에스테르로 치환한 것)
(E)촉매
디라우릴산디메틸주석(Ｍｏｍｅｎｔｉｖｅ사 제품의 「Ｆｏｍｒｅｚ ｃａｔａｌｙｓｔ ＵＬ-28」)
또한 ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트A, C, D 및 E는 모두 하기의 구조식으로 나타내는 구조를 구비하는 것으로서, ＨＤＩ계 이소시아네이트에 대하여 1분자당 n개(n은 평균하여 3 이상)의 에틸렌옥사이드 유닛(친수구조)을 구비하는 에테르폴리올을 반응시켜서 얻어진 것이다. 또한 ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트A, C, D 및 E에 있어서의 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량(중량비)은, 이하의 관계에 있다.
ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트A < ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트E < ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트C < ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트D
Figure pct00002
또한 ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트B는 에틸렌옥사이드 유닛(친수기)을 포함하지 않고, 대신에 폴리프로필렌글리콜(ＰＰＧ)과 같은 소수기를 포함하는 것이다.
(실시예1)
먼저 100∼150℃로 온도조절한 폴리올레핀폴리올(ＥＰＯＬ)에, 고형상(固形狀)의 수소첨가 석유수지계 태키파이어(아이마부Ｐ-100)를 첨가하고, 교반함으로써 폴리올레핀폴리올중에 태키파이어를 용해시킨 태키파이어 마스터 배치를 얻었다. 태키파이어 마스터 배치중의 태키파이어의 함유량은 30중량％로 조정하였다. 다음에 100중량부의 폴리올레핀폴리올(ＥＰＯＬ), 24중량부의 ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트A, 163중량부의 태키파이어 마스터 배치 및 촉매(디라우릴산디메틸주석) 0.01중량부를, 왕복회전식 교반기 아지타(Ajiter)를 사용하여 교반혼합하여, 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하였다.
그 후에, 얻어진 열경화성 폴리우레탄 조성물을 도2에 나타낸 성형장치(20)에 주입하였다. 그리고 열경화성 폴리우레탄 조성물을 한 쌍의 이형필름(표면에 이형처리가 실시된 PET필름)(21)으로 협지한 상태에서 반송하면서, 노(爐)내(內) 온도 50∼90℃, 노내 시간 수분(數分)간의 조건으로 가교경화시켜, 이형필름(21) 부착 시트를 얻었다. 그 후에 가열장치(24)로 10∼15시간 가교반응시켜, 양면에 이형필름(21)이 부착된 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)(이하에서는, 「이형필름 부착 광학투명점착시트」라고도 한다)를 제작하였다.
도3은, 실시예1의 이형필름 부착 광학투명점착시트를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도3에 나타내는 바와 같이, 얻어진 이형필름 부착 광학투명점착시트는, 이형필름(21), 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12) 및 이형필름(21)이 순차적으로 적층된 적층체이었다. 광학투명점착시트(12)의 두께는 1000㎛이었다.
(실시예2∼5및, 비교예1∼4)
하기 표1에 나타내는 바와 같이 배합하거나 또는 광학투명점착시트의 두께를 변경한 것을 제외하고 실시예1과 마찬가지로 하여, 실시예2∼5 및 비교예1∼4에 관한 이형필름 부착 광학투명점착시트를 각각 제작하였다.
Figure pct00003
또한 상기 표1에 있어서, 「ＨＤＩ계A」는 「ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트A」를 나타내고, 「ＨＤＩ계B」는 「ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트B」를 나타내며, 「ＨＤＩ계C」는 「ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트C」를 나타내고, 「ＨＤＩ계D」는 「ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트D」를 나타내고, 「ＨＤＩ계E」는 「ＨＤＩ계 폴리이소시아네이트E」를 나타낸다.
(광학투명점착시트의 특성 및 평가)
실시예 및 비교예에서 제작한 이형필름 부착 광학투명점착시트에 대해서, 하기의 방법에 의하여 (1)흡습량의 측정, (2)초기 헤이즈의 측정, (3)고온고습시험후의 헤이즈 측정 및 백화 확인, (4)접합후의 기포의 확인, (5)마이크로고무A 경도의 측정 및 (6)점착력의 측정을 하였다. 그들의 결과를 하기 표2에 나타낸다.
(1)흡습량의 측정
양면의 이형필름을 박리하고 일방의 면에 유리판이 부착되고 타방의 면이 노출한 상태의 두께 1000㎛의 광학투명점착시트를, 각 실시예(실시예2를 제외한다) 및 비교예에 대하여 2개씩 준비하였다. 광학투명점착시트의 일방은 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경에 8시간 폭로하고, 광학투명점착시트의 타방은 온도 85℃, 습도 50%의 고온상습환경에 8시간 폭로하였다. 폭로의 전후로 각 광학투명점착시트의 중량을 측정하고, 이하의 식으로부터 흡습량을 구하였다.
흡습량(중량％)＝(고온고습환경에 폭로후의 중량 ÷ 폭로전의 중량 × 100) - (고온상습환경에 폭로후의 중량 ÷ 폭로전의 중량 × 100)
또한 측정에 사용한 상기 유리판에 대해서는 고온고습환경 및 고온상습환경에 있어서 중량이 변화되지 않는 것을 사전에 확인하였다.
(2)초기 헤이즈의 측정
양면의 이형필름을 박리한 광학투명점착시트를, 마쯔나미유리공업사(Matsunami Glass Ind., Ltd.) 제품의 1.3mm 두께의 소다글라스판(soda-lime glass plates)에 삽입하여, 유리판/광학투명점착시트/유리판의 순으로 적층된 시험편을 제작하였다. 이 시험편에 대해서, 일본전색공업사 제품의 탁도계 「ＨａｚｅＭｅｔｅｒ ＮＤＨ2000」을 사용하여 JIS K 7136에 준거한 방법으로 헤이즈를 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 3개의 시험편을 준비하여 상온·상습하에서 측정하였다. 얻어진 3개의 측정치의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(3)고온고습시험후의 헤이즈 측정 및 백화 확인
상기 「(2)초기 헤이즈의 측정」에 사용한 시험편을 온도 85℃, 습도 85%의 고온고습환경에 100시간 폭로한 후에, 상기 「(2)초기 헤이즈의 측정」과 마찬가지로 하여 헤이즈를 측정하였다. 또한 광학투명점착시트에 백화가 발생하고 있는지 아닌지를 육안으로 확인하였다.
(4)접합후의 기포의 확인
양면의 이형필름을 박리한 광학투명점착시트를, 마쯔나미유리공업사 제품의 1.3mm 두께의 소다글라스판에 삽입하여, 유리판/광학투명점착시트/유리판의 순으로 적층된 시험편을 제작하였다. 이 시험편에 대해서 고온·상습하(95℃), 고온·고습하(85℃, 85%)에서 각각 168시간 방치한 후에, 접합계면을 육안으로 관찰하여 기포의 유무를 확인하였다. 또한 고온·상습 조건에서는, 송풍 오븐에 의하여 온도만을 95℃로 설정하고 습도의 설정은 하지 않았다.
(5)마이크로고무A 경도의 측정
양면의 이형필름을 박리한 복수의 광학투명점착시트를 두께 4mm가 되도록 적층한 후에, 길이 75mm×폭 25mm로 절단하여 시험편으로 하였다. 각 시험편에 대해서, 고분자계기사 제품의 마이크로고무 경도계 「ＭＤ-1타입Ａ」를 사용하여 상온에 있어서의 경도를 측정하였다. 또한 본 측정에서는 지름이 0.16mm의 원기둥형이고 높이가 0.5mm인 압침(押針)을 사용하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 1개의 시험편을 준비해서 4회씩 측정하였다. 얻어진 4개의 측정치의 메디안(중간값)을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
(6)점착력의 측정
하기의 방법으로 180°박리시험을 하여 점착력(N/25mm)을 측정하였다. 도4는, 실시예 및 비교예의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다. 먼저 이형필름 부착 광학투명점착시트를 길이 75mm × 폭 25mm로 절단하여 시험편으로 하였다. 이 시험편의 편면의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트(12)측을 길이 75mm × 폭 25mm의 슬라이드 글라스(31)에 부착하고 압력 0.4MPa로 30분간 유지하여, 광학투명점착시트(12)와 슬라이드 글라스(31)를 접합시켰다. 다음에 슬라이드 글라스(31)와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 도4(a)에 나타내는 바와 같이 광학투명점착시트(12)에 있어서 슬라이드 글라스(31)와는 반대측의 면에, 두께 125㎛의 PET시트(테이진듀퐁필름사(Teijin DuPont Films) 제품의 「메리넥스(Melinex)(등록상표)Ｓ」)(32)를 접합시켰다.
그 후에 상온·상습(온도 23℃, 습도 50%)하에서 12시간 방치한 후에, 도4(b)에 나타내는 바와 같이 PET시트(32)를 180°방향으로 잡아당겨(引張), 광학투명점착시트(12)를 슬라이드 글라스(31)와의 계면에서 박리시켜서, 슬라이드 글라스(31)에 대한 광학투명점착시트(12)의 점착력을 측정하였다. 또한 각 실시예 및 비교예에 대하여 2개의 시험편을 준비해서 측정하였다. 얻어진 2개의 측정치의 평균값을 각 실시예 및 비교예에 있어서의 측정결과로 하였다.
Figure pct00004
표1 및 표2에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예1∼5의 광학투명점착시트는, 고온고습환경에 8시간 폭로된 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이며, 초기 헤이즈 및 100시간의 고온고습시험후의 헤이즈가 모두 1.5% 이하이고 또한 접합후의 기포나 100시간의 고온고습시험후의 백화가 발생하지 않는 것이었다. 한편, 비교예1의 광학투명점착시트는, 고온고습환경에 폭로된 후의 흡습량이 많고, 고온고습시험후에 헤이즈가 현저하게 상승하여 백화가 발생하였다. 비교예2 및 3의 광학투명점착시트는, 고온고습환경에 폭로된 후의 흡습량이 1.0중량％ 이하이었지만, 폴리이소시아네이트 성분에 친수구조가 도입되어 있지 않았기 때문에, 고온고습시험후에 백화하고 헤이즈가 현저하게 상승하였다. 비교예4의 광학투명점착시트는, 폴리올 성분으로서 폴리카보네이트계 폴리올을 사용한 것 때문에 접합후의 기포가 보였다.
10 표시장치
11 표시패널
11A 베젤
12 광학투명점착시트
13 터치패널
14 투명커버패널
20 성형장치
21 이형필름
22 롤
23 열경화성 폴리우레탄 조성물
24 가열장치
31 슬라이드 글라스
32 PET시트

Claims (6)

  1. 열경화성 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트로서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 올레핀계 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하고,
    온도 85℃, 습도 85%의 고온고습(高溫高濕)환경하에 투입하는 시험을 실시하였을 경우에, 상기 시험에 8시간 투입한 후의 흡습량(吸濕量)이 1.0중량％ 이하이며 또한 상기 시험에 100시간 투입한 후의 헤이즈가 1.5% 이하인
    것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물은, 친수성 유닛(親水性 unit)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광학투명점착시트의 두께는, 250∼3000㎛인 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  4. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항의 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서,
    상기 올레핀계 폴리올 성분 및 상기 폴리이소시아네이트 성분을 교반혼합해서 상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과,
    상기 열경화성 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트의 제조방법.
  5. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방의 면을 덮는 제1이형필름과, 상기 광학투명점착시트의 타방의 면을 덮는 제2이형필름이 적층된 것을 특징으로 하는 적층체.
  6. 제1항 내지 제3항 중의 어느 하나의 항의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치패널을 구비한 표시장치.
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