KR20190079567A - 우수한 방투습 성능을 갖는 투명 광경화성 수지 조성물 - Google Patents

우수한 방투습 성능을 갖는 투명 광경화성 수지 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 우레탄 아크릴레이트로 이루어진 광경화성 수지에 기능성 실리카 화합물을 포함하는 광경화성 수지 조성물에 의해 관한 것으로, 본 발명의 광경화성 수지 조성물은 점도조절용 희석용 단량체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 광경화성 수지 조성물은 수분 차단을 비약적으로 향상시켜 모듈 공정 진행시 장비에 들러붙지 않고 다음 공정을 원활하게 하고, 방투습 특성을 높여 수분침투에 의한 불량률을 줄여 공정시간 및 비용절감을 가능케 한다.

Description

우수한 방투습 성능을 갖는 투명 광경화성 수지 조성물{TRANSPARENT PHOTOPOLYMER COMPOSITIONS WHICH HAVE HIGH MOSITURE-PROOF PERFORMANCE}
본 발명은 광경화 수지 조성물에 관한 것으로, 특히 우수한 방투습 성능을 갖는 고투명도의 광경화 수지 조성물에 관한 것이다.
기존의 디스플레이 모듈에 적용하는 광경화성 수지의 경우 수지 자체의 특성으로는 외부 환경의 수분요소에 대하여 방어적 특성을 갖게 하는데 한계가 있다. 수분침투에 저항하기 위하여 발수, 방습의 특성을 갖는 물질들을 적용하여 모듈에 코팅후 수지를 광경화하여 코팅층을 형성하는 것이 대부분이었다.
하지만, 유기 재료의 특성상 발수, 방습 특성을 높이기 위해 적용하는 불소 기능성 단량체, 실리콘 화합물 등의 경우 디스플레이 모듈에 적용하여 코팅할 경우 황변과 같은 색 변화와, 디스플레이 모듈표면의 접착성능이 낮아지는 경우가 발생한다. 또한, 적용 함량을 무작정 늘리게 되면 광경화성 수지의 경우 미경화 부분이나 표면의 끈적임(tacky)가 발생하게 된다. 이것은 새로운 제품들의 얇은 두께의 모듈에 적용할 경우 과량의 광경화 에너지를 쏘일 경우 발생하는 수지 반응열과 수축률 때문에 모듈이 손상을 입을 수 있어 광 에너지를 점점 작게 줄여가기 때문이다. 이러한 유기재료의 적용 한계로 인해 기존 광경화용 수지의 경우 방투습 특성을 10^1g/m2(두께 300㎛) 이하로 특성을 구현하기에는 어려운 문제점을 갖고 있다.
한국공개특허 10-2015-0079543호 일본공개특허 2016-189102호 일본공개특허 2016-187909호
이에 본 발명의 목적은 비용해성(불용성) 기능성 실리카 화합물을 이용하여 기존의 광경화용 수지의 문제점인 표면 끈적임, 색 변화, 모듈과의 접착 효과와 수분 차단을 비약적으로 향상시켜 모듈 공정 진행시 장비에 들러붙지 않고 다음 공정을 원활하게 하고, 방투습 특성을 높여 수분침투에 의한 불량률을 줄여 공정시간 및 비용절감을 가능케 한다.
상기 본 발명의 목적은 우레탄 아크릴레이트로 이루어진 광경화성 수지에 기능성 실리카 화합물을 포함하는 광경화성 수지 조성물에 의해 달성된다.
본 발명의 광경화성 수지 조성물은 점도조절용 희석용 단량체를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 광경화성 수지 조성물은 수분 차단을 비약적으로 향상시켜 모듈 공정 진행시 장비에 들러붙지 않고 다음 공정을 원활하게 하고, 방투습 특성을 높여 수분침투에 의한 불량률을 줄여 공정시간 및 비용절감을 가능케 한다.
본 발명의 광경화성 수지 조성물은 우레탄 아크릴레이트 화합물 및 기능성 실리카 화합물을 포함한다.
본 발명의 우레탄 아크릴레이트 화합물은 복수의 우레탄 아크릴레이트 화합물의 혼합물일 수 있으며, 예를 들어 연필경도 1H 이상의 경질이고 다관능기를 갖는 제1 우레탄 아크릴레이트 화합물 및 폴리에테르계 폴리올을 전구체로 하여 합성되고 다관능기를 갖는 제2 우레탄 아크릴레이트 화합물의 혼합물일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지 조성물은, 연필경도 1H 이상의 경질이고 다관능기를 갖는 제1 우레탄 아크릴레이트 화합물 100 중량부 및 폴리에테르계 폴리올을 전구체로 하여 합성되고 다관능기를 갖는 제2 우레탄 아크릴레이트 화합물 20 내지 50 중량부를 포함한다.
상기 제1 우레탄 아크릴레이트 화합물은 서로 다른 관능기 수를 갖는 복수 종의 우레탄 아크릴레이트 화합물들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제2 우레탄 아크릴레이트 화합물은 5개 이하의 관능기를 포함할 수 있다.
상기 제2 우레탄 아크릴레이트 화합물은 폴리에테르, 디이소시아네이트 및 하이드록시 아크릴레이트를 사용하여 합성될 수 있다. 상기 하이드록시 아크릴레이트로서는 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA) 등이 사용될 수 있으며 상기 화합물들은 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
기능성 실리카 화합물은 예를 들어, 표면에 히드록실, 메틸, 비닐, 글리시딜기를 갖는 것으로 하기의 구조를 갖는 화합물이다. 표면의 치환기들이 고아경화성 수지와의 결합력을 높여 방투습 성능을 향상시킨다.
Figure pat00001
Figure pat00002
Figure pat00003
Figure pat00004
기능성 실리카 화합물의 함량은 공정 적용에 요구되는 두께에 따라서 구성비가 변할 수 있다. 기능성 실리카 화합물은 전체 광경화성 수지 조성물 내에서 0.1내지 15중량%의 함량으로 사용될 수 있다.
본 발명의 광경화성 수지 조성물은 용매를 사용하지 않는 무용제형이다.
다음과 같은 단량체를 점도조절을 위한 희석용으로 더 포함할 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
Figure pat00007
여기서 R1은 수소 또는 메틸이다.
이하에서는 구체적인 실시예들은 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예들에 의하여 본 발명의 기술 사상이 한정되는 것은 아니다.
1. 우레탄아크릴레이트 화합물 조성 시험
1.1) 제1우레탄 아크릴레이트 화합물은 브랜치 타입부터 덴드리머 타입의 다양한 경질형태를 갖는 우레탄 아크릴레이트와 아로마틱, 사이클로알리파틱 구조를 포함한 폴리부타디엔구조의 경질특성을 갖는 다관능 우레탄 아크릴레이트를 적용하여 UV경화 후 수지의 표면특성이 무너지지 않게 유지며 경질특성을 갖도록 한다.
1.2) 제2우레탄 아크릴레이트 화합물은 폴리에테르계 폴리올의 분자길이를 조절한 다관능 우레탄 아크릴레이트를 사용하여 광경화 후 수지의 크랙발생, 각 기자재 PET 필름, 유리, 폴리이미드필름 등의 표면 코팅 후 필름 깨짐, 휨특성 및 황변 등의 현상을 최대한 조절한다.
최종 우레탄아크릴레이트 화합물은 제1 우레탄과 제2우레탄 화합물의 조성비를 변량하여 각각의 요구 특성들을 갖추도록 한 여러 조성들 중에서 필름경화 후 300um 두께에서 WVTR 71 g/m2.day 갖는 가장 나은 방투습 특성을 갖는 조성을 표 1과 같이 적용하여 테스트에 사용하였다.
이후 실시예에 적용되는 우레탄 아크릴레이트 화합물의 조성은 표 1과 같으며 이하 UAC로 표기한다.
우레탄 아크릴레이트 화합물 (UAC) 개시제
제1 우레탄 아크릴레이트
(1UA)		 제 2우레탄아크릴레이트
(2UA)		 1UA
2UA
합계
중량
%		 제 1개시제
중량
%
종류 관능기 함유
비율		 적용비 종류 관능기 적용비 종류 적용량
MUA 6 10 80 에테르계 2 20 100 97 TPO 3 3
CAUA 2 90
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 * UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트 * CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
2. 희석용 모노머 최적 함량 시험
2.1) 방투습 특성을 높이기 위해 발수 특성을 이용한 소수성 구조가 치환된 아크릴레이트인 이소보닐아크릴레이트(IBOA) 를 사용하여 아래 표 2와 같이 IBOA와 UAC의 조성비를 조절하여 방투습 특성을 및 기타 물성을 확인하였다. 결과를 하기 표 2에 게시하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
우레탄아크릴레이트 희석용 monomer 개시제 코팅성 표면 WVTR
Test 종류
중량
%		 종류
중량
%		 종류
중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day
실시예1 UAC 97 IBOA 0 TPO 3 ◎ ◎ ○ ○ Tack Free 71.0
실시예2 UAC 87 IBOA 10 TPO 3 ◎ ◎ ○ ○ Tack Free 64.5
실시예3 UAC 77 IBOA 20 TPO 3 ◎ ◎ ○ ○ Tack Free 59.3
실시예4 UAC 67 IBOA 30 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.8
실시예5 UAC 57 IBOA 40 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.3
실시예6 UAC 47 IBOA 50 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 57.3
실시예7 UAC 37 IBOA 60 TPO 3 △ ○ ○ ◎ Tack Free 62.2
실시예8 UAC 27 IBOA 70 TPO 3 △ △ ○ ○ Tack Free 69.1
실시예9 UAC 17 IBOA 80 TPO 3 △ △ △ △ Tacky 미반응 발생
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성) * UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트 * CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
희석용 모노머의 함유량이 감소하고 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 함유량이 상대적으로 많아지면서 고분자 특성에 따른 점도 상승 폭이 매우 커지게 된다. 이에 디스플레이 재료의 코팅 공정성은 희석용 모노머가 없는 경우에 취급이 용이하지 않아 공정 기기에 온도조절 기기를 부착하여 코팅 공정성을 유지하여야만 한다. 또한 다관능 반응 사이트의 경화반응에 대한 반응열이 높은 것으로 확인되며, 경화 후 고 반응열에 대한 Fume이 확인되기도 한다.
반대로 희석용 모노머 함유량이 많아지면 점도가 급격히 낮아지며 코팅성은 좋아지나 공정성은 조절하기가 더 어려워지며 이에 따른 재료의 경화율이 말단 1관능기에 의해 매우 낮아지게 되어 동일 경화에너지를 사용할 경우 미반응이 확인되기도 한다. 미반응에 대한 경화는 광개시제 적용양을 늘리거나 경화에 필요한 광에너지를 높여서 미반응을 없애고 분석을 할 수 있으나 동일조건에서의 특성을 확인하기 위하여 미경화부분에 대한 분석은 진행하지 않았다.
2.2) 상기 표 2에서 IBOA의 최적 농도는 40% 내외인 것을 확인하고, 35%에서 45% 까지의 농도를 1% 단위로 좀 더 세분화하여 표 3과 같은 조성으로 IBOA와 UAC의 조성비를 조절하고, IBOA 함유량을 미세하게 조절하였을 때의 방투습 특성을 및 기타 물성을 확인하였다. 시험 결과는 표 3에 게시하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
우레탄아크릴레이트 희석용 monomer 개시제 코팅성 표면 WVTR
Test 종류 중량
%		 종류 중량
%		 종류 중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day
실시예10 UAC 62 IBOA 35 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.4
실시예11 UAC 61 IBOA 36 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.0
실시예12 UAC 60 IBOA 37 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.0
실시예13 UAC 59 IBOA 38 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56..1
실시예14 UAC 58 IBOA 39 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.3
실시예5 UAC 57 IBOA 40 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.3
실시예15 UAC 56 IBOA 41 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.5
실시예16 UAC 55 IBOA 42 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.4
실시예17 UAC 54 IBOA 43 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.5
실시예18 UAC 53 IBOA 44 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.7
실시예19 UAC 52 IBOA 45 TPO 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 57.0
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성)* UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트
* CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* IBOA : 이소보닐아크릴레이트
* TPO : 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
3. 광개시제 최적 함량 시험
3.1) TPO 광개시제의 함유량에 따른 특성을 확인하기 위하여 표 4와 같은 조성으로 테스트를 진행하였다. 광개시제 함유량별 물성 시험 결과를 하기 표 4에 게시하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
우레탄아크릴레이트 희석용 monomer 개시제 코팅성 표면 WVTR 경화율
Test 종류 중량
%		 종류 중량
%		 종류 중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day		 하부
실시예20 UAC 60 IBOA 38 TPO 2 ○ ◎ ○ ○ Tacky 58.6 73%
실시예21 UAC 60 IBOA 37.5 TPO 2.5 ◎ ◎ ○ ○ Tack Free 57.2 81%
실시예12 UAC 60 IBOA 37 TPO 3 ◎ ◎ ○ ○ Tack Free 56.0 88%
실시예22 UAC 60 IBOA 36.5 TPO 3.5 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.2 >95%
실시예23 UAC 60 IBOA 36 TPO 4 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.9 >95%
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성) * UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트 * CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* IBOA : 이소보닐아크릴레이트 * TPO : 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
TPO 3% 이상 적용하여 경화 후 코팅필름의 색은 디스플레이 투명 재료로 적용하기 어려운 황변 현상이 발생하여 3% 이하로 적용해야 했으며, 광개시제 함유량이 낮아질 경우 코팅 상부 표면은 Tack Free 특성으로 확인은 되었지만 하부 속경화율이 낮은 것으로 확인되었고, 이것은 디스플레이 모듈 공정에서 out gassing 및 오면 문제를 유발시킬 수 있다.
3.2) 이에 속경화를 높일 수 있는 다양한 종류의 광개시제를 적용하여 혼용테스트를 진행하였고 TPO와 혼용성 및 특성이 잘 나온 184(1-히드록시-시클로헥실페닐 케톤)를 표 5와 같이 제2 광개시제로 추가 적용하여 제1 광개시제 TPO와 조성비를 달리 테스트하여 속경화율 및 필름 특성이 문제없는 실시예 26과 같은 결과를 얻었다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
우레탄아크릴레이트 희석용 monomer 개시제 코팅성 표면 WVTR 경화율
Test 종류 중량
%		 종류 중량
%		 종류 조성비 중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day		 하부
실시예12 UAC 60 IBOA 37 TPO 100 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.0 88%
184 0
실시예24 UAC 60 IBOA 37 TPO 90 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 56.2 89%
184 10
실시예25 UAC 60 IBOA 37 TPO 80 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.9 93%
184 20
실시예26 UAC 60 IBOA 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.6 >95%
184 30
실시예27 UAC 60 IBOA 37 TPO 60 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tacky 56.2 >95%
184 40
실시예28 UAC 60 IBOA 37 TPO 50 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tacky 미측정 표면
미경화
184 50
실시예29 UAC 60 IBOA 37 TPO 40 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tacky 미측정 표면
미경화
184 60
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성) * UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트
* CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* IBOA : 이소보닐아크릴레이트
* TPO : 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드
* 184 : 1-히드록시-시클로헥실페닐 케톤
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
속경화율이 증가하며 좀 더 광경화 수지가 견고해지며 방투습 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 테스트 결과에서 보여지듯이 광개시제 효율이 좋은 TPO의 조성비가 적어 함유량이 낮아지면 반응성이 낮아져 속경화용 개시제만으로는 충분한 경화 효과를 발휘할 수 없어 Tack 및 미경화 부분이 표면에 발생하게 되었다.
4. 희석용 단량체 선별 및 조성 시험
4.1) 고점도인 우레탄아크릴레이트 올리고머의 점도를 조절하기 위하여 아래 표 6 과 같은 희석용 모노머를 첨가하여 테스트를 진행하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
우레탄아크릴레이트 희석용 monomer 개시제 코팅성 표면 WVTR 경화율
Test 종류 중량
%		 종류 중량
%		 종류 조성비 중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day		 하부
실시예26 UAC 60 IBOA 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.6 >95%
184 30
실시예30 UAC 60 IBOMA 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tacky 55.3 >95%
184 30
실시예31 UAC 60 DCPMA 37 TPO 70 3 ○ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.1 >95%
184 30
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성) * UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트
* CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* IBOA : 이소보닐아크릴레이트
* TPO : 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드
* 184 : 1-히드록시-시클로헥실페닐 케톤
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
4.2) 각각의 특성 결과에 따라 경화특성이 좀 더 낮은 IBOMA를 제외한 두 개의 희석용 모노머를 조성비를 달리하여 혼용성 및 경화 후 특성을 표 7과 같이 확인하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
우레탄아크릴레이트 희석용 monomer 개시제 코팅성 표면 WVTR 경화율
Test 종류 중량
%		 종류 조성비
중량
%		 종류 조성비
중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day		 하부
실시예26 UAC 60 IBOA 100 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.6 >95%
DCPMA 0 184 30
실시예32 UAC 60 IBOA 90 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.5 89%
DCPMA 10 184 10
실시예33 UAC 60 IBOA 80 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.3 93%
DCPMA 20 184 30
실시예34 UAC 60 IBOA 70 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.4 >95%
DCPMA 30 184 30
실시예35 UAC 60 IBOA 60 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.3 >95%
DCPMA 40 184 30
실시예36 UAC 60 IBOA 50 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ○ ◎ Tack Free 55.1 >95%
DCPMA 50 184 30
실시예37 UAC 60 IBOA 40 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.2 >95%
DCPMA 60 184 30
실시예38 UAC 60 IBOA 30 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.2 >95%
DCPMA 70 184 30
실시예39 UAC 60 IBOA 20 37 TPO 70 3 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.1. >95%
DCPMA 80 184 30
실시예40 UAC 60 IBOA 10 37 TPO 70 3 ○ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.2 >95%
DCPMA 90 184 30
실시예31 UAC 60 IBOA 0 37 TPO 70 3 ○ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.1 >95%
DCPMA 100 184 30
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성) * UA: 우레탄 아크릴레이트
* MUA : 다관능 우레탄 아크릴레이트
* CAUA : 사이클로알리파틱 우레탄 아크릴레이트
* IBOA : 이소보닐아크릴레이트
* TPO : 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥사이드
* 184 : 1-히드록시-시클로헥실페닐 케톤
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
두 개의 희석용 모노머를 혼용을 사용할 경우 용해도에는 문제가 없었으며, 기자재에 대한 각 희석용 모노머의 코팅 특성 결과를 감안하여 최적비를 구하였다. 각 기자재에 코팅 특성 및 투습성이 가장 나은 것은 실시예 39이며 이것은 이후 사용될 다양한 종류의 기능성 실리키를 첨가하기 위한 조성으로 사용할 것이다.
5. 기능성 실리카 화합물 첨가 시험
5.1) 실리카 종류에 따른 특성을 확인하기 위하여 표 8과 같이 기능성 실리카 종류별로 변량하여 테스트를 진행하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
혼합조성물 기능성실리카 코팅성 표면 WVTR
Test 종류 중량
%		 종류 중량
%		 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day
실시예41 실시예
26 조성		 95 히드록실 5 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 2.25
실시예42 90 10 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 1.85
실시예43 85 15 ◎ ◎ ◎ ◎ Tacky 미경화부분발생
실시예44 95 메틸 5 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 2.62
실시예45 90 10 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 2.08
실시예46 85 15 ◎ ◎ ◎ ◎ Tacky 미경화부분발생
실시예47 95 비닐 5 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 2.31
실시예48 90 10 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.98
실시예49 85 15 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 1.85
실시예50 95 글리시딜 5 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 2.49
실시예51 90 10 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 1.65
실시예52 85 15 ◎ ◎ ◎ ◎ Tacky 미경화부분발생
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성)
* 혼합조성물 : 우레탄아크릴레이트/희석용 모노머/개시제
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
5.2) TPO 광개시제의 특성에 따른 광경화타입 수지로 실리카에 비닐타입의 기능성기가 치환된 것이 경화 및 방투습 특성이 가장 나은 것으로 확인되어 표 9와 같이 비닐기의 함유량별로 조건을 달리하여 테스트를 진행하였다.
항목 광경화수지 조성 시험 결과
혼합조성물 기능성실리카 색 코팅성 표면 WVTR
Test 종류 중량% 종류 중량% 혼용성 경화후 PET Glass PI 공정성 Tacky g/㎡
·day
실시예39 실시예
26 조성		 100 비닐 0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 55.1
실시예53 99.5 0.5 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 48.8
실시예53 99.0 1.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 37.9
실시예54 98.0 2.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 29.3
실시예55 97.0 3.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 14.0
실시예56 96.0 4.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 6.45
실시예57 95.0 5.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 2.3
실시예58 94.0 6.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 1.5
실시예59 93.0 7.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 1.2
실시예60 92.0 8.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.98
실시예61 91.9 8.1 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.91
실시예62 91.8 8.2 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.93
실시예63 91.7 8.3 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.88
실시예64 91.6 8.4 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.88
실시예65 91.5 8.5 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.93
실시예66 91.4 8.6 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.98
실시예67 91.3 8.7 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.96
실시예68 91.2 8.8 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.94
실시예69 91.1 8.9 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.9
실시예70 91.0 9.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 1.01
실시예71 90.0 10.0 양호 투명 ◎ ◎ ◎ ◎ Tack Free 0.98
실시예72 89.0 11.0 불투명 약간Haze ◎ ◎ ◎ ○ Tack Free 1.19
실시예73 88.0 12.0. 불투명 Haze ◎ ◎ ◎ ○ Tack Free 1.4
실시예74 87.0 13.0 불투명 Haze ◎ ◎ ◎ ○ Tack Free 1.7
실시예75 86.0 14.0 불투명 Haze ◎ ◎ ◎ ○ Tack Free 2.0
실시예76 85.0 15.0 불투명 Haze ◎ ◎ ◎ ○ Tacky 1.8
실시예77 80.0 20.0 불투명 Haze 코팅시 실리카 쏠림현상발생으로 코티성 떨어짐 N/D
* UAC : 우레탄 아크릴레이트 화합물 (표 1선택조성) * 혼합조성물 : 우레탄아크릴레이트/희석용 모노머/개시제
* Curing :: UV Lamp 1.2J/cm2, WVTR 측정 필름 두께 :300um, WVTR mocon 장비사용
* 코팅성 : 양호>◎>○>△>불량 공정성 : 양호>◎>○>△>취급이 매우 어려움
* Tacky Free : 끈적임 없음 Tacky : 끈적임
각 실시 예에서 보여지듯이 기능성 실리카를 적용할수록 방투습 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있었으며, 디스플레이 모듈공정에 적용하여 다양한 모듈 기자제와의 코팅성, 밴딩 및 투명 특성 등을 유지하며 수지 단독으로는 발휘하지 못하는 방투습 특성을 10^-1 이하까지 비약적으로 성능을 유지시키는 것으로 확인되었다. 실시예 72 이후부터는 조성에 포함된 광경화성 수지와 기능성 실리카의 극성 차에 의한 상용성이 떨어짐으로 인한 현상으로 혼용성은 불투명해지고 경화 후 코팅된 수지에 헤이즈가 점점 발생하는 것과 기능성 실리카의 양이 실시예 72와 같이 많아질 경우 혼용성과 분산성이 문제가 되면서 경화 후 실리카의 한쪽 쏠림 현상 발생으로 코팅성이 떨어지는 것을 확인할 수 있었다.
디스플레이 모듈에 적용되는 재료에 요구되는 특성 중 기존의 경우 유기재료의 특성상 발수, 방습 특성을 높이기 위해 적용하는 불소 작용기의 단량체, 실리콘 화합물, 부타디엔 계열의 고무성능을 갖는 화합물 등의 경우 디스플레이 모듈에 적용하여 코팅할 경우 황변과 같은 색 변화와 디스플레이 모듈표면의 접착성능이 낮아지는 경우가 발생하며, 적용 함량을 무작정 늘리게 되면 광경화용 수지의 경우 미경화 부분이나 표면의 끈적임이 발생하게 된다. 이러한 유기재료의 적용한계로 인해 기존 광경화용 수지의 경우 방투습 특성을 구현하기 어려운 문제점을 가지고 있다. 본 발명의 광경화성 수지 조성물은 경화 후 가교밀도를 높일 수 있는 기능성 실리카를 사용하는 것으로 투명하며, 표면의 끈적임(Tacky)이 없고, 우수한 방투습 특성을 갖는다.

Claims (4)

  1. 우레탄 아크릴레이트 화합물 및 하기 구조 중 하나 이상의 기능성 실리카화합물을 포함하는 광경화성 수지 조성물:

    Figure pat00008

    Figure pat00009

    Figure pat00010

    Figure pat00011
  2. 제1항에 있어서, 상기 광경화성 수지 조성물은 하기 구조 중 하나 이상의 희석용 단량체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물:

    Figure pat00012

    Figure pat00013

    Figure pat00014

    여기서 R1은 수소 또는 메틸이다.
  3. 제1항에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트 화합물은 복수의 우레탄 아크릴레이트 화합물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 우레탄 아크릴레이트 화합물은 연필경도 1H 이상의 경질이고 다관능기를 갖는 제1 우레탄 아크릴레이트 화합물 및 폴리에테르계 폴리올을 전구체로 하여 합성되고 다관능기를 갖는 제2 우레탄 아크릴레이트 화합물의 혼합물인 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.


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