KR20200048790A - 점착제 조성물 - Google Patents

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KR20200048790A
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Abstract

본 출원은 점착제 조성물 및 이를 포함하는 광학 적층체에 대한 것이다. 본 출원에 따르면, 고온, 특히 약 100℃이상의 초고온에서도 안정적인 내구성이 확보되고, 점착제층에서의 발포 현상 등도 억제 내지 방지되며, 기타 광학 적층체에서 요구되는 물성이 우수한 광학 적층체가 제공된다. 또한, 본 출원에 따르면, 점착제가 전극과 인접 배치되는 경우에도 해당 전극의 부식 등이 억제된 광학 적층체가 제공될 수 있다.

Description

점착제 조성물{PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITION}
본 출원은 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착층을 포함하는 광학 적층체에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display)나 OLED(Organic Light Emitting Diode) 등의 다양한 디스플레이 장치에는 편광판 등과 같은 다양한 광학 필름이 적용된다. 이러한 광학 필름은, 일반적으로 점착제에 의해서 디스플레이 장치에 부착된다. 이러한 경우, 상기 광학 필름과 점착제에 대해서 높은 신뢰성이 요구된다. 예를 들어, 네비게이션이나 차량용 디스플레이 등에 사용되는 광학 필름이나 점착제는 매우 높은 온도에서 장기간 동안 유지되는 경우에도 안정적으로 성능이 유지될 것이 요구된다.
대표적인 광학 필름인 편광판은, 일반적으로 편광 기능을 나타내는 소자인 편광자와 그 편광자를 보호하는 보호 필름을 포함하는 다층 구조이다. 편광자의 보호 필름으로는, 소위 TAC(triacetyl cellulose)계 필름이 사용되고 있다. 그러나, TAC 필름은 투습도가 높기 때문에 고온고습 조건에서 수분이 편광자로 침투하면서 빛샘이나 휨과 같은 불량이 발생한다. 이러한 수분 침투 문제로 인해 TAC 필름을 저투습성 필름으로 대체하여 사용하는 방안이 고려되고 있지만, 소수성을 갖는 저투습성 필름의 경우, 점착제와 기재 사이의 밀착력, 즉 투묘력(keying force)이 낮은 문제가 있다.
한편, 차량용 디스플레이에 사용되는 편광판의 경우, 가교제 등과의 반응을 통해 응집력을 확보하고 적절한 고온 신뢰성을 편광판에 제공하기 위하여 산성(acid) 단량체를 포함하는 점착제가 사용된다. 구체적으로, 산계 단량체는 점착제 수지 자체의 하드니스(hardness)를 증가시키고, 산계 단량체가 갖는 극성으로 인해 점착력을 상승시킨다. 그러나, 산성분은 예를 들어 LCD 패널의 ITO를 부식시켜 얼룩이나 터치 불량을 야기하기도 한다.
본 출원의 일 목적은 점착 조성물 및 광학 적층체를 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 점착 조성물에 관한 것이다. 상기 점착 조성물은 편광자를 포함하는 광학 적층체의 점착층을 형성하는데 사용될 수 있다. 본 출원에 따라 제공되는 점착 조성물 및 점착층은 아래와 같은 종래 기술의 문제를 해결할 수 있다.
구체적으로, 저투습성 필름이 점착제층과 함께 광학 적층체를 형성하는 경우, 저투습성 필름의 낮은 투습도와 소수성으로 인하여 점착제에 발포 현상이 발생하기 쉽고, 특히 100℃이상의 초고온 조건 하에서는 발포 현상이 보다 쉽게 유발되는 문제가 있다. 즉, 저투습성의 광학 필름이 적용된 경우에도 발포 현상이 억제되고, 안정적인 내구성을 제공할 수 있는 점착제가 필요하다.
또 다른 문제로, 아크릴계 필름은 상대적으로 난접착성을 갖고 있어서, 저투습성 아크릴 필름을 갖는 편광판과 점착제 간의 기재 밀착성, 즉 투묘력(Keying force)은 좋지 못하다. 특히, 고온 조건에서는 편광판과 점착제간의 분리가 일어날 수 있고, 편광판을 피착제로부터 분리할 때 점착제가 편광판으로부터 떨어져 나가면서 피착제에 잔사하는 문제가 발생한다.
이러한 점을 고려하여, 본 출원의 점착제 조성물은 점착력, 고온 내구성 및 투묘력(keying force)을 개선하도록 구성된다. 보다 구체적으로, 본 출원의 발명자는 특정 구조의 가교제와 다른 가교제를 소정 함량 범위로 포함하는 점착제 조성물을 사용하는 경우, 그로부터 형성되는 점착제층은 인접 구성(예: 저투습 필름 또는 편광자)의 변형에 대해 민감하게 반응할 수 있고, 그 결과 저투습성의 광학 필름이 광학 적층체에 적용된 경우에도 안정적으로 고온 내구성을 유지하면서, 발포 현상도 억제 또는 방지할 수 있다는 점을 확인하였다.
상기 점착제 조성물은 점착 중합체 및 적어도 2 종의 이소시아네이트 화합물을 포함한다. 그에 따라, 상기 중합체는 이소시아네이트 화합물과 같은 가교제에 의해 가교된 상태로 하기 설명되는 점착제층에 포함되어 있을 수 있다. 이를 위해, 후술하는 바와 같이, 상기 점착 중합체는 가교성 또는 극성 관능기 함유 단량체 단위를 포함할 수 있다.
본 출원에서 점착제 조성물은 방향족 이소시아네이트 화합물(B), 및 비방향족 이소시이아네이트 화합물(C)을 가교제로서 동시에 포함한다. 상기 화합물(C)는 HDI(헥사메틸렌 다이이소시아네이트) 유래의 화합물로서, 아래 설명되는 구조를 가질 수 있다. 구체적으로, 본 출원의 발명자는 TDI(톨루엔 다이이소시아네이트)와 같은 방향족 이소시아네이트 화합물 외에도, 그 보다 경화속도가 느린 화합물(C)를 가교제로 적용함으로써 투묘력을 개선할 수 있다는 점을 확인하였다. 상기 화합물(C)의 경화속도가 느리기 때문에 점착제 자체의 응집력이 형성되는 시간이 느려질 수 있으나, 느린 경화 속도만큼 상기 화합물(C)이 기재 밀착성 개선에 사용될 수 있고, 그 결과 점착제층의 투묘력 개선에 효과가 있다. 다만, 화합물(C)만 사용할 경우에는 점착제 자체의 응집력이 지나치게 낮아질 위험이 있으므로, 화합물(B)와 화합물(C)를 적정 함량으로 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 점착제 조성물은 이소시아네이트 화합물로서 방향족 이소시아네이트(B)를 포함할 수 있다. 방향족 이소시아네이트 화합물의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 자일릴렌디이소시아네이트(XDI), 비스(이소시아네이토에틸)벤젠, 비스(이소시아네이토프로필)벤젠, 비스(이소시아네이토부틸)벤젠, 비스(이소시아네이토메틸)나프탈렌, 비스(이소시아네이토메틸)디페닐에테르, 페닐렌디이소시아네이트, 에틸페닐렌디이소시아네이트, 이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 디메틸페닐렌디이소시아네이트, 디에틸페닐렌디이소시아네이트, 디이소프로필페닐렌디이소시아네이트, 트리메틸벤젠트리이소시아네이트, 벤젠트리이소시아네이트, 비페닐디이소시아네이트, 톨루이딘디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 3,3-디메틸디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트, 비벤질-4,4-디이소시아네이트, 비스(이소시아네이토페닐)에틸렌, 3,3-디메톡시비페닐-4,4-디이소시아네이트, 헥사히드로벤젠디이소시아네이트, 헥사히드로디페닐메탄-4,4-디이소시아네이트 등의 방향족 이소시아네이트 화합물이 사용될 수 있다.
또한, 상기 점착제 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 이소시아네이트 화합물(C)을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R은 탄소수가 1 내지 10 인 직쇄 또는 분지쇄상의 알킬기 또는 알킬렌기이고, A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, m은 2 내지 5 사이의 정수이고, n은 2 내지 10 사이의 정수이다
하나의 예시에서, 상기 화학식 1에서 R은 탄소수 1 내지 4 인 알킬기일 수 있고, 예를 들어, n의 수에 따라 치환 또는 비치환된 메틸, 에틸, 프로필 또는 부틸기일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 화학식 1에서, A1, A2, 및 A3은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 8 사이의 알킬렌일 수 있으며, 예를 들면, 메틸렌, 에틸렌, 펜틸렌, 헥실렌 또는 옥틸렌일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기와 같은 화합물은 예를 들어, 폴리에스테르계 폴리올, 이소시아네이트, 및 2 개 이상의 알코올 작용기를 가지는 다작용성 알코올을 반응시켜 얻을 수 있다. 다작용성 알코올의 작용기는 폴리에스테르와의 탈수축합반응을 하고, 3차원 구조를 형성한다. 바람직하게는 다작용성 알코올의 반응기가 3개 이상일 수 있고, 이러한 다작용성 알코올의 비제한적인 일례로는 트리메틸올프로판, 트리메틸올메탄, 글리세린 또는 펜타에리트리톨을 예로 들 수 있다.
상기와 같은 화합물은 상대적으로 느린 가교속도를 갖기 때문에 기재와의 밀착성 향상에 보다 많은 가교제가 사용될 수 있고, 상기와 같은 특유의 구조로 인해 신축성(플렉서블 특성)을 갖질 수 있으며, 그 결과 투묘력 개선에 기여하는 것으로 생각된다.
하나의 예시에서, 점착제 조성물은 상기 방향족 이소시아네이트(B) 100 중량부를 기준으로, 상기 화학식 1로 표시되는 이소시아네이트 화합물(C)을 5 내지 60 중량부 범위로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 이소시아네이트 화합물(C)의 상기 함량의 하한은 예를 들어, 6 중량부 이상, 7 중량부 이상, 8 중량부 이상, 9 중량부 이상, 10 중량부 이상, 11 중량부 이상, 12 중량부 이상, 13 중량부 이상, 14 중량부 이상 또는 15 중량부 이상일 수 있다. 그리고, 그 상한은 예를 들어, 55 중량부 이하, 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 또는 40 중량부 이하일 수 있고, 보다 구체적으로는 35 중량부 이하, 34 중량부 이하, 33 중량부 이하, 32 중량부 이하, 31 중량부 이하, 30 중량부 이하, 29 중량부 이하, 28 중량부 이하, 27 중량부 이하, 26 중량부 이하 또는 25 중량부 이하일 수 있다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우 목적하는 점착제의 투묘력 및 내구성을 확보할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착제 조성물은 이소시아네이트계 외의 가교제(D)를 더 포함할 수 있다. 그러한 가교제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지의 가교제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 에폭시계 가교제, 아지리딘계 가교제 및 금속 킬레이트계 가교제 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, 에폭시계 가교제로는, 에틸렌글리콜 디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판 트리글리시딜에테르, N,N,N',N'-테트라글리시딜 에틸렌디아민 및 글리세린 디글리시딜에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있고, 아지리딘계 가교제로는, N,N -톨루엔-2,4-비스(1-아지리딘카르복사미드), N,N'-디페닐메탄-4,4'-비스(1-아지리딘카르복사미드), 트리에틸렌 멜라민, 비스이소프로탈로일-1-(2-메틸아지리딘) 및 트리-1-아지리디닐포스핀옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있고, 금속 킬레이트계 가교제로는, 알루미늄, 철, 아연, 주석, 티탄, 안티몬, 마그네슘 및/또는 바나듐과 같은 다가 금속이 아세틸 아세톤 또는 아세토초산 에틸 등에 배위하고 있는 화합물을 사용할 수 있으나, 상기 나열된 것들로 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 점착제 조성물은 상기 방향족 이소시아네이트(B) 100 중량부를 기준으로, 가교제(D)를 0.1 내지 5 중량부 범위 내로 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 가교제(D)의 상기 함량 하한은 예를 들어, 0.2 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.4 중량부 이상 또는 0.5 중량부 이상일 수 있다. 그리고 그 상한은 예를 들어, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하 또는 2 중량부 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 사용되는 전체 가교제의 함량과 관련하여, 상기 점착 조성물은 점착 중합체(A) 100 중량부에 대비 0.001 중량부 내지 10 중량부 범위 내로 가교제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제 조성물은 점착 중합체(A) 100 중량부에 대비 0.001 중량부 내지 10 중량부 범위 내로 가교제(B 및 C)를 포함할 수 있다. 또는, 예를 들어, 상기 점착제 조성물은 점착 중합체(A) 100 중량부에 대비 0.001 중량부 내지 10 중량부 범위 내로 가교제(B, C 및 D)를 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 점착제의 응집력을 적절하게 유지하면서, 층간 박리나 들뜸 현상이 발생하는 등의 내구신뢰성의 저하를 방지할 수 있다.
상기 전체 가교제의 함량 비율은 다른 예시에서 약 0.005 중량부 이상, 0.01 중량부 이상, 0.05 중량부 이상 또는 0.1 중량부 이상일 수 있고, 약 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하 또는 1.5 중량부 이하일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착 중합체는 아크릴 중합체일 수 있다. 용어 아크릴 중합체는, 점착제를 형성할 수 있는 특성을 가지는 것으로서, 아크릴계 단량체 단위를 주성분으로 포함하는 중합체를 의미할 수 있다. 용어 아크릴계 단량체는, 아크릴산, 메타크릴산 또는 (메타)아크릴산 에스테르 등의 아크릴산 또는 메타크릴산의 유도체를 의미할 수 있다. 또한, 상기에서 주성분으로 포함된다는 것은, 해당 성분의 비율이 중량을 기준으로 상기 중합체(A) 내에서 50% 이상, 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상, 90% 이상 또는 95% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 이때 상기 성분의 (중량) 비율은 중합체 형성시 사용되는 단량체의 함량과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 상기 비율의 상한은 100 %일 수 있다. 또한, 중합체에 포함되는 단위는, 단량체가 중합 반응을 거쳐서 상기 중합체의 주쇄 및/또는 측쇄를 형성하고 있는 상태를 의미한다.
하나의 예시에서, 상기 점착 중합체는, (1) 탄소수가 4 이상인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 단위, (2) 탄소수가 3 이하인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 단위, (3) 방향족기 함유 단량체 단위 및 (4) 극성 관능기 함유 단량체 단위를 포함할 수 있다. 이러한 단량체 조성은 점착제층이 우수한 고온 내구성을 나타내는 동시에 기타 점착제에 요구되는 물성인 재작업성, 절단성, 들뜸 및 발포 방지성 등도 우수하게 유지되도록 할 수 있다.
상기에서 (1) 단위로는, 점착제의 응집력, 유리전이온도 또는 점착성 등을 고려하여, 탄소수가 4 이상인 알킬기, 예를 들면 탄소수가 4 내지 14인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트의 단위가 사용될 수 있다. 상기와 같은 알킬 (메타)아크릴레이트로는, 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)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 상기 중 1종 또는 2종 이상이 적용될 수 있다. 일반적으로는 n-부틸 아크릴레이트나 2-에틸헥실 아크릴레이트 등이 사용된다.
상기 (1) 단위의 중합체 내에서의 비율은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 약 50 내지 70 중량%의 범위 내일 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 85 중량% 이하일 수 있다.
상기 (2) 단위로는, 탄소수가 3 이하인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 단위가 사용된다. 이러한 단위는 점착제가 고온에서 우수한 내구신뢰성을 확보하도록 할 수 있다. 상기 단위를 형성할 수 있는 단량체로는, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트 또는 이소프로필 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 적절한 예시는 메틸 아크릴레이트다.
상기 (2) 단위는 상기 (1) 단위 100 중량부 기준 약 15 내지 45 중량부의 비율로 중합체에 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 비율의 하한은 예를 들어, 16 중량부 이상, 17 중량부 이상, 18 중량부 이상, 19 중량부 이상, 20 중량부 이상, 21 중량부 이상, 22 중량부 이상, 23 중량부 이상, 24 중량부 이상, 25 중량부 이상, 26 중량부 이상, 27 중량부 이상, 28 중량부 이상, 29 중량부 이상 또는 30 중량부 이상일 수 있다. 그리고 상기 비율의 상한은, 예를 들어, 40 중량부 이하, 39 중량부 이하, 38 중량부 이하, 37 중량부 이하, 36 중량부 이하, 35 중량부 이하, 34 중량부 이하, 33 중량부 이하, 32 중량부 이하, 31 중량부 이하 또는 30 중량부 이하일 수 있다.
상기 (3) 단위로는, 방향족기 함유 단량체의 단위, 예를 들면, 방향족환을 가지는 (메타)아크릴레이트계 단량체의 단위가 사용된다.
이러한 단위를 형성할 수 있는 방향족기 함유 단량체의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 하기 화학식 2의 단량체가 예시될 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
화학식 2에서 R1은 수소 또는 알킬을 나타내고, A는 알킬렌을 나타내며, n은 0 내지 3의 범위 내의 정수를 나타내고, Q는 단일결합, -O-, -S- 또는 알킬렌을 나타내며, P는 방향족환을 나타낸다.
화학식 2에서 단일 결합은 양측의 원자단이 별도의 원자를 매개로 하지 않고, 직접 결합된 경우를 의미한다.
화학식 2에서, R1은, 예를 들면, 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬이거나, 수소, 메틸 또는 에틸일 수 있다.
화학식 2의 정의에서, A는 탄소수 1 내지 12 또는 1 내지 8의 알킬렌일 수 있으며, 예를 들면, 메틸렌, 에틸렌, 헥실렌 또는 옥틸렌일 수 있다.
화학식 2에서, n은 예를 들면, 0 내지 2의 범위 내의 수이거나, 0 또는 1일 수 있다.
화학식 2에서 Q는 단일 결합, -O- 또는 -S-일 수 있다.
화학식 2에서, P는 방향족 화합물로부터 유도되는 치환기로서, 예를 들면, 탄소수 6 내지 20의 방향족환 유래 관능기, 예를 들면, 페닐, 비페닐, 나프틸 또는 안트라세닐일 수 있다.
화학식 2에서, 방향족환은, 임의로 하나 이상의 치환기에 의해서 치환되어 있을 수 있으며, 상기에서 치환기의 구체적인 예로는 할로겐 또는 알킬이나, 할로겐 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬이나, 염소, 브롬, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 노닐 또는 도데실을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 2의 화합물의 구체적인 예로는 페녹시 에틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 2-페닐티오-1-에틸 (메타)아크릴레이트, 6-(4,6-디브로모-2-이소프로필 페녹시)-1-헥실 (메타)아크릴레이트, 6-(4,6-디브로모-2-sec-부틸 페녹시)-1-헥실 (메타) 아크레이트, 2,6-디브로모-4-노닐페닐 (메타)아크릴레이트, 2,6-디브로모-4-도데실 페닐 (메타)아크릴레이트, 2-(1-나프틸옥시)-1-에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-나프틸옥시)-1-에틸 (메타)아크릴레이트, 6-(1-나프틸옥시)-1-헥실 (메타)아크릴레이트, 6-(2-나프틸옥시)-1-헥실 (메타)아크릴레이트, 8-(1-나프틸옥시)-1-옥틸 (메타)아크릴레이트 및 8-(2-나프틸옥시)-1-옥틸 (메타)아크릴레이트의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (3) 단위는 상기 (1) 단위 100 중량부 대비 약 10 내지 40 중량부의 비율로 중합체에 포함될 수 있다. 구체적으로, 상기 비율의 하한은 예를 들어, 11 중량부 이상, 12 중량부 이상, 13 중량부 이상, 14 중량부 이상, 15 중량부 이상, 16 중량부 이상, 17 중량부 이상, 18 중량부 이상, 19 중량부 이상 또는 20 중량부 이상일 수 있다. 그리고, 상기 비율의 상한은 예를 들어, 35 중량부 이하, 34 중량부 이하, 33 중량부 이하, 32 중량부 이하, 31 중량부 이하, 30 중량부 이하, 29 중량부 이하, 28 중량부 이하, 27 중량부 이하, 26 중량부 이하 또는 25 중량부 이하일 수 있다.
상기 (4) 단위로는, 극성 관능기로서 히드록시기나 카복실기를 가지는 단량체의 단위가 사용될 수 있다. 이러한 단위는, 필요한 경우에는 후술하는 가교제 등과의 반응을 통해 응집력 등을 부여하는 역할을 할 수 있다. 적절한 고온 신뢰성 등의 확보를 위해서 상기 극성 관능기를 가지는 단량체로는, 탄소수가 3 내지 6의 범위 내인 히드록시알킬기를 가지는 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트 또는 카복실기 함유 단량체를 사용할 수 있다.
탄소수가 3 내지 6의 범위 내인 히드록시알킬기를 가지는 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트로는, 3-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트 또는 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있고, 일 예시에서 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트가 사용될 수 있다.
카복실기 함유 단량체로는, (메타)아크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 아크릴산 이중체, 이타콘산, 말레산 및 말레산 무수물 등이 예시될 수 있고, 일반적으로는 아크릴산이 적용될 수 있다.
다만, 점착제층이 ITO(Indium Tin Oxide) 등과 같은 전극과 인접하여 사용되는 경우에 있어서 점착제층에 카복실기가 다량 포함되면, 전극의 부식 등을 유발하여 기기의 성능에 악영향을 미칠 수 있다. 따라서, 카복실기를 가지는 성분은 적용되지 않거나, 그 적용 비율의 상한이 제한될 필요가 있다.
상기 (4) 단위는 상기 (1) 단위 100 중량부 대비 약 0.5 내지 5 중량부의 비율로 중합체에 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 1.0 중량부 이상 또는 1.5 중량부 이상일 수 있거나, 약 5 중량부 이하, 4.5 중량부 또는 4.0 중량부 이하일 수 있다. 특히, 상기 (4) 단위가 카복실기 함유 단량체 단위인 경우에는, 상기 비율은 상기 (1) 단위 100 중량부 대비 약 4.5 중량부 이하, 약 4 중량부 이하, 약 3.5 중량부 이하, 약 3 중량부 이하, 약 2.5 중량부 이하 또는 2 중량부 이하일 수 있다.
점착 중합체가 상기 언급한 단량체의 단위를 포함하고, 필요한 경우에 그 비율이 조절됨으로 해서, 점착제층에 고온에서 안정적인 내구성이 확보되고, 기타 점착제층에 요구되는 물성도 안정적으로 유지되며, 전극과 인접 배치되는 경우에도 해당 전극의 부식 등을 유발하지 않을 수 있다.
점착 중합체는 필요한 경우에 상기 언급된 단위 외에 공지의 다른 단위로 추가로 포함할 수 있다.
점착 중합체는 상기 언급된 단량체들을 적용한 공지의 중합 방법으로 제조할 수 있다.
점착제 조성물은 전술한 성분 외에도 필요한 공지의 다른 첨가제도 추가로 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는, 실란 커플링제 등의 커플링제, 대전방지제, 점착 부여제(tackifier), 자외선 안정제; 산화 방지제; 조색제; 보강제; 충진제; 소포제; 계면 활성제; 다관능성 아크릴레이트와 같은 광중합성 화합물; 및 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에 관한 다른 일례에서, 본 출원은 광학 적층체에 관한 것이다. 상기 광학 적층체는, 광학 소자와 상기 광학 소자의 일면 또는 양면에 형성되어 있는 점착제층을 포함한다. 필요한 경우, 광학 소자의 일면 또는 양면에 형성되어 있는 점착제층 상에는 이형 필름이 부착되어 있을 수 있다.
상기 광학 적층체에 포함되는 광학 소자의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 디스플레이 장치에서 사용되는 다양한 종류의 소자일 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 소자는, 편광판, 편광자, 편광자 보호 필름, 위상차필름, 시야각 보상 필름 또는 휘도 향상 필름 등이 예시될 수 있다. 본 명세서에서 용어 편광자와 편광판은 서로 구별되는 대상을 지칭한다. 편광자는 편광 기능을 나타내는 필름, 시트 또는 소자 그 자체를 지칭하고, 편광판은 상기 편광자와 함께 다른 요소를 포함하는 광학 소자를 의미한다. 편광자와 함께 광학 소자에 포함될 수 있는 다른 요소로는, 편광자 보호 필름 또는 위상차층 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 광학 소자는 소위 저투습성 광학 필름을 적어도 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 저투습성 광학 필름은, 낮은 투습도를 가지는 광학 필름으로서, 예를 들면, 37℃의 온도, 88.5±0.5%의 상대 습도에서 24 시간 동안 측정한 투습도(WVTR, Water vapor transmissiion rate)가 약 100 g/m2·day 이하인 광학 필름을 의미한다. 일 예시에서 상기 투습도는 약 95 g/m2·day 이하, 90 g/m2·day 이하, 85 g/m2·day 이하, 80 g/m2·day 이하, 75 g/m2·day 이하, 70 g/m2·day 이하, 65 g/m2·day 이하, 60 g/m2·day 이하, 55 g/m2·day 이하, 50 g/m2·day 이하, 45 g/m2·day 이하, 40 g/m2·day 이하, 35 g/m2·day 이하, 30 g/m2·day 이하, 25 g/m2·day 이하, 20 g/m2·day 이하, 15 g/m2·day 이하, 10 g/m2·day 이하, 8 g/m2·day 이하 또는 6 g/m2·day 일 수 있다. 상기 투습도의 하한은 특별히 제한되는 것은 아니지만, 약 0.01 g/m2·day 이상, 0.1 g/m2·day 이상, 0.5 g/m2·day 이상, 1 g/m2·day 이상, 1.5 g/m2·day 이상, 2 g/m2·day 이상, 2.5 g/m2·day 이상, 3 g/m2·day 이상, 3.5 g/m2·day 이상, 4 g/m2·day 이상 또는 4.5 g/m2·day 이상 일 수 있다. 상기 투습도를 가지는 광학 필름의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 즉, 일반적으로 광학 필름으로 적용되는 두께를 가지고, 해당 두께에서 상기 투습도를 나타내는 광학 필름이 본 출원의 광학 소자에 적용될 수 있다. 일 예시에서 상기 광학 필름의 두께는 약 10 내지 100 ㎛의 범위 내일 수 있다. 상기 투습도는, 업계에서 공지된 방식에 따라 측정할 수 있다. 투습도를 측정하는 대표적인 규격으로는 ASTM F1249 또는 ISO15506-3등이 알려져 있으며, 본 출원의 투습도는 상기 중에서 적절한 방식에 따라서 측정될 수 있다.
상기와 같은 저투습성의 광학 필름의 종류로는 다양한 종류가 알려져 있고, 예를 들면, COP(cycloolefin polymer) 필름 또는 아크릴 필름이나, PET(poly(ethylene terephthalate)) 필름과 같은 폴리에스테르 필름 등이 예시될 수 있다. 이들 필름은 통상 보호필름으로 널리 사용되는 TAC 필름 보다 친수성 정도가 낮은, 즉 소수성 필름이다.
상기와 같은 저투습 필름들은, 통상 편광자의 보호 필름으로 사용되거나, 혹은 위상차 필름 등의 재료로 이용될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원 소자에 사용되는 저투습성 필름은 아크릴 필름일 수 있다. 시판되는 TAC 필름의 경우 상기와 같이 측정되는 투습도(WVTR)가 약 100 g/m2·day 이상이고, 아크릴 필름의 투습도는 약 5 내지 35 g/m2·day 수준이다. 상기 설명한 바와 같이, 아크릴 필름은 다른 필름 보다도 투묘력이 좋지 못하지만, 상기와 같은 구성의 접착제를 사용하는 본 출원에서는 아크릴 필름을 사용하는 경우에도 광학 적층체의 내구성과 투묘력을 개선할 수 있다.
이와 같은 저투습성의 필름이 점착제층과 함께 광학 적층체를 형성하는 경우에 해당 필름의 낮은 투습도와 소수성으로 인하여 점착제에 발포 현상이 발생하기 쉽고, 특히 100℃이상의 초고온 조건 하에서는 상기 발포 현상이 보다 쉽게 유발된다. 이러한 점을 고려하면, 점착제와 기재와의 밀착성, 즉 투묘력(keying force)을 개선할 필요가 있다.
본 출원에 따른 상기 구성의 점착제는 상기와 같은 저투습성의 광학 필름이 적용된 경우에도 안정적으로 내구성을 유지하면서, 발포 현상을 억제할 수 있다. 구체적으로, 상기 점착제는 특정 구조의 가교제를 특정 함량으로 포함하는 가교제 함유 조성물로부터 형성되기 때문에, 인접 구성(예: 저투습 필름 또는 편광자)의 변형에 대해 민감하게 반응할 수 있다. 따라서, 저투습 필름을 포함하는 종래 점착형 광학 적층체와 비교할 때, 인접하는 층 구성 간의 들뜸, 박리 또는 발포가 억제되고, 그 결과 편광판의 빛샘 방지 특성도 보다 개선될 수 있다.
상기와 같은 저투습성의 필름을 포함하는 광학 소자의 대표적인 예는, 편광판이 있다. 이러한 편광판은, 편광 기능을 나타내는 편광자와 함께 상기 저투습성의 광학 필름을 포함할 수 있으며, 이러한 저투습성의 광학 필름은, 상기 편광자에 대한 보호 필름 혹은 위상차 필름으로 편광판에 포함될 수 있다. 따라서, 본 출원에 따른 일 예시에서 상기 편광판은, 편광자 및 상기 편광자의 일면에 형성된 상기 저투습성 광학 필름을 포함할 수 있다.
편광판의 구조에서 상기 편광자의 일면에만 상기 저투습성의 광학 필름이 형성될 수 있고, 또는 그 양면에 상기 저투습성의 광학 필름이 형성될 수 있다. 일면에만 형성되는 경우, 다른 면에는 광학 필름이 존재하지 않거나, 다른 광학 기능성층이 존재하거나, 혹은 투습도가 높은 광학 필름이 존재할 수 있다. 상기 편광자의 일면에만 상기 저투습성의 광학 필름이 형성되어 있는 경우에는 후술하는 상기 저투습성의 광학 필름이 상기 편광자에 비해서 후술하는 점착제층과 가깝게 위치할 수 있다. 예를 들어, 광학적층체는 편광자, 저투습필름 및 점착층을 순차로 포함할 수 있다.
본 출원의 광학 적층체에 포함될 수 있는 편광자는 기본적으로는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 편광자로서, 폴리비닐알코올 편광자를 사용할 수 있다. 용어 폴리비닐알코올 편광자는, 예를 들면, 요오드나 이색성 색소와 같은 이방 흡수성 물질을 포함하는 폴리비닐알코올(이하, PVA로 호칭할 수 있다.) 계열의 수지 필름을 의미할 수 있다. 이러한 필름은, 폴리비닐알코올계 수지 필름에 이방 흡수성 물질을 포함시키고, 연신 등에 의해 배향시켜 제조할 수 있다. 상기에서 폴리비닐알코올계 수지로는 폴리비닐알코올, 폴리비닐포르말, 폴리비닐아세탈 또는 에틸렌-초산 비닐 공중합체의 검화물 등을 들 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지의 중합도는 100 내지 5,000 또는 1,400 내지 4,000 정도일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이러한 폴리비닐알코올 편광자는, 예를 들어, PVA계 필름에, 염색 공정, 가교 공정 및 연신 공정을 적어도 수행하여 제조할 수 있다. 염색 공정, 가교 공정 및 연신 공정에는, 각각 염색욕, 가교욕 및 연신욕의 각 처리욕이 사용되고, 이들 각 처리욕은 각 공정에 따른 처리액이 사용될 수 있다.
염색 공정에서는, 상기 PVA계 필름에 이방 흡수성 물질을 흡착 및/또는 배향시킬 수 있다. 이러한 염색 공정은 연신 공정과 함께 수행될 수 있다. 염색은 상기 필름을 이방 흡수성 물질을 포함하는 용액, 예를 들면, 요오드 용액에 침지시켜서 수행될 수 있다. 요오드 용액으로는, 예를 들면, 요오드 및 용해 보조제인 요오드화 화합물에 의해 요오드 이온을 함유시킨 수용액 등이 사용될 수 있다. 요오드화 화합물로는, 예를 들어 요오드화칼륨, 요오드화리튬, 요오드화나트륨, 요오드화아연, 요오드화알루미늄, 요오드화납, 요오드화구리, 요오드화바륨, 요오드화칼슘, 요오드화주석 또는 요오드화티탄 등이 사용될 수 있다. 요오드 용액 중에서 요오드 및/또는 요오드화 이온의 농도는, 목적하는 편광자의 광학 특성을 고려하여 조절될 수 있고, 이러한 조절 방식은 공지이다. 염색 공정에서 요오드 용액의 온도는 통상적으로 20℃내지 50℃, 25℃ 내지 40℃정도이고, 침지 시간은 통상적으로 10초 내지 300초 또는 20초 내지 240초 정도이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
편광자의 제조 과정에서 수행되는 가교 공정은, 예를 들면, 붕소 화합물과 같은 가교제를 사용하여 수행할 수 있다. 가교 공정의 순서는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 염색 및/또는 연신 공정과 함께 수행하거나, 별도로 진행할 수 있다. 가교 공정은 여러 번 실시할 수도 있다. 붕소 화합물로는 붕산 또는 붕사 등이 사용될 수 있다. 붕소 화합물은, 수용액 또는 물과 유기 용매의 혼합 용액의 형태로 일반적으로 사용될 수 있고, 통상적으로는 붕산 수용액이 사용된다. 붕산 수용액에서의 붕산 농도는, 가교도와 그에 따른 내열성 등을 고려하여 적정 범위로 선택될 수 있다. 붕산 수용액 등에도 요오드화칼륨 등의 요오드화 화합물을 함유시킬 수 있다.
가교 공정은, 상기 PVA계 필름을 붕산 수용액 등에 침지함으로써 수행할 수 있는데. 이 과정에서 처리 온도는 통상적으로 25℃이상, 30℃내지 85℃또는 30℃내지 60℃정도의 범위이고, 처리 시간은 통상적으로 5초 내지 800초간 또는 8초 내지 500초간 정도이다.
연신 공정은, 일반적으로 1 축 연신으로 수행한다. 이러한 연신은, 상기 염색 및/또는 가교 공정과 함께 수행할 수도 있다. 연신 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 습윤식 연신 방식이 적용될 수 있다. 이러한 습윤식 연신 방법에서는, 예를 들어, 염색 후 연신을 수행하는 것이 일반적이나, 연신은 가교와 함께 수행될 수 있으며, 복수회 또는 다단으로 수행할 수도 있다.
습윤식 연신 방법에 적용되는 처리액에 요오드화칼륨 등의 요오드화 화합물을 함유시킬 수 있고, 이 과정에서의 비율 조절 등을 통해서도 광차단율의 조절이 가능할 수 있다. 연신에서 처리 온도는 통상적으로 25℃이상, 30℃내지 85℃또는 50℃내지 70℃의 범위 내 정도이고, 처리 시간은 통상 10초 내지 800초 또는 30초 내지 500초간이지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
연신 과정에서 총 연신 배율은 배향 특성 등을 고려하여 조절할 수 있고, PVA계 필름의 원래 길이를 기준으로 총 연신 배율이 3배 내지 10배, 4배 내지 8배 또는 5배 내지 7배 정도일 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기에서 총 연신 배율은 연신 공정 이외의 팽윤 공정 등에 있어서도 연신을 수반하는 경우에는, 각 공정에 있어서의 연신을 포함한 누적 연신 배율을 의미할 수 있다. 이러한 총 연신 배율은, 배향성, 편광자의 가공성 내지는 연신 절단 가능성 등을 고려하여 적정 범위로 조절될 수 있다.
편광자의 제조 공정에서는 상기 염색, 가교 및 연신에 추가로 상기 공정을 수행하기 전에 팽윤 공정을 수행할 수도 있다. 팽윤에 의해서 PVA계 필름 표면의 오염이나 블로킹 방지제를 세정할 수 있고, 또한 이에 의해 염색 편차 등의 불균일을 줄일 수 있는 효과도 있다.
팽윤 공정에서는 통상적으로 물, 증류수 또는 순수 등이 사용될 수 있다. 당해 처리액의 주성분은 물이고, 필요하다면, 요오드화칼륨 등의 요오드화 화합물 또는 계면 활성제 등과 같은 첨가물이나, 알코올 등이 소량 포함되어 있을 수 있다. 이 과정에서도 공정 변수의 조절을 통해 전술한 광차단율의 조절이 가능할 수 있다.
팽윤 과정에서의 처리 온도는 통상적으로 20℃내지 45℃또는 20℃내지 40℃정도이지만 이에 제한되지 않는다. 팽윤 편차는 염색 편차를 유발할 수 있기 때문에 이러한 팽윤 편차의 발생이 가능한 억제되도록 공정 변수가 조절될 수 있다.
필요하다면, 팽윤 공정에서도 적절한 연신이 수행될 수 있다. 연신 배율은, PVA계 필름의 원래 길이를 기준으로 6.5배 이하, 1.2 내지 6.5배, 2배 내지 4배 또는 2배 내지 3배 정도일 수 있다. 팽윤 과정에서의 연신은, 팽윤 공정 후에 수행되는 연신 공정에서의 연신을 작게 제어할 수 있고, 필름의 연신 파단이 발생하지 않도록 제어할 수 있다.
편광자의 제조 과정에서는 금속 이온 처리가 수행될 수 있다. 이러한 처리는, 예를 들면, 금속염을 함유하는 수용액에 PVA계 필름을 침지함으로써 실시한다. 이를 통해 평관자 내에 금속 이온을 함유시킬 수 있는데. 이 과정에서 금속 이온의 종류 내지는 비율을 조절함으로써도 PVA계 편광자의 색조 조절이 가능하다. 적용될 수 있는 금속 이온으로는, 코발트, 니켈, 아연, 크롬, 알루미늄, 구리, 망간 또는 철 등의 전이 금속의 금속 이온이 예시될 수 있고, 이 중 적절한 종류의 선택에 의해 색조의 조절이 가능할 수도 있다.
편광자의 제조 과정에서는 염색, 가교 및 연신 후에 세정 공정이 진행될 수 있다. 이러한 세정 공정은, 요오드화칼륨 등의 요오드 화합물 용액에 의해 수행할 수 있는데. 이 과정에서 상기 용액 내의 요오드화 화합물의 농도 내지는 상기 세정 공정의 처리 시간 등을 통해서도 전술한 광차단율의 조절이 가능할 수 있다. 따라서 상기 요오드화 화합물의 농도와 그 용액으로의 처리 시간은 상기 광차단율을 고려하여 조절될 수 있다. 다만, 세정 공정은, 물을 사용하여 수행할 수도 있다.
이러한 물에 의한 세정과 요오드 화합물 용액에 의한 세정은 조합될 수도 있으며, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 부탄올 또는 프로판올 등의 액체 알코올을 배합한 용액도 사용될 수도 있다.
이러한 공정을 거친 후에 건조 공정을 수행하여 편광자를 제조할 수 있다. 건조 공정에서는, 예를 들면, 편광자에 요구되는 수분율 등을 고려하여 적절한 온도에서 적절한 시간 동안 수행될 수 있고, 이러한 조건은 특별히 제한되지 않는다.
일 예시에서 광학 적층체의 내구성, 특히 고온 신뢰성의 확보를 위해서 상기 편광자로는, 칼륨 이온과 같은 칼륨 성분과 아연 이온과 같은 아연 성분을 포함하는 폴리비닐알코올 편광자를 사용할 수 있다. 이러한 성분이 포함된 편광자를 사용하면 고온 조건 특히 100℃이상의 초고온 조건 하에서도 안정적으로 내구성이 유지되는 광학 적층체를 제공할 수 있다.
상기 칼륨 및 아연 성분의 비율은 추가로 조절될 수 있다. 예를 들면, 폴리비닐알코올 편광자에 포함되어 있는 칼륨 성분(K)과 아연 성분(Zn)의 비율(K/Zn)은, 일 예시에서 0.2 내지 6의 범위 내일 수 있다. 상기 비율(K/Zn)은 다른 예시에서 약 0.4 이상, 0.6 이상, 0.8 이상, 1 이상, 1.5 이상, 2 이상 또는 2.5 이상일 수 있고, 5.5 이하, 약 5 이하, 약 4.5 이하 또는 약 4 이하일 수 있다.
또한, 폴리비닐알코올 편광자에 포함되어 있는 칼륨 성분의 비율은 약 0.1 내지 2 중량%일 수 있다. 상기 칼륨 성분의 비율은 다른 예시에서 약 0.15 중량% 이상, 약 0.2 중량% 이상, 약 0.25 중량% 이상, 약 0.3 중량% 이상, 약 0.35 중량% 이상, 0.4 중량% 이상 또는 약 0.45 중량% 이상일 수 있으며, 약 1.95 중량% 이하, 약 1.9 중량% 이하, 약 1.85 중량% 이하, 약 1.8 중량% 이하, 약 1.75 중량% 이하, 약 1.7 중량% 이하, 약 1.65 중량% 이하, 약 1.6 중량% 이하, 약 1.55 중량% 이하, 약 1.5 중량% 이하, 약 1.45 중량% 이하, 약 1.4 중량% 이하, 약 1.35 중량% 이하, 약 1.3 중량% 이하, 약 1.25 중량% 이하, 약 1.2 중량% 이하, 약 1.15 중량% 이하, 약 1.1 중량% 이하, 약 1.05 중량% 이하, 약 1 중량% 이하, 약 0.95 중량% 이하, 약 0.9 중량% 이하 또는 약 0.85 중량% 이하 정도일 수 있다.
하나의 예시에서 상기 칼륨 성분과 아연 성분의 비율은, 하기 수식 A를 만족하도록 포함되어 있을 수 있다.
[수식 A]
0.70 내지 0.95 = 1/(1+Q×d/R)
수식 A에서 Q는 폴리비닐알코올 편광자에 포함되어 있는 칼륨 성분의 몰질량(K, 39.098g/mol)과 아연 성분의 몰질량(Zn, 65.39g/mol)의 비율(K/Zn)이고, d는 폴리비닐알코올 편광자의 연신 전의 두께(㎛)/60㎛이고, R은 폴리비닐알코올 편광자에 포함되어 있는 칼륨 성분의 중량비(K, 단위: weight%)과 아연 성분의 중량비(Zn, 단위: weight%)의 비율(K/Zn)이다.
상기와 같은 형태로 편광자에 칼륨 및 아연 성분을 포함시키는 것에 의해서 고온에서의 신뢰성이 우수한 편광자의 제공이 가능할 수 있다.
상기와 같은 편광자의 두께는 특별히 제한되지 않고, 목적에 따라서 적정한 두께로 형성될 수 있다. 통상적으로 편광자의 두께는 5 ㎛ 내지 80 ㎛의 범위 내일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광학 적층체는 상기 광학 소자의 일면 또는 양면에 형성되어 있는 점착제층을 포함할 수 있다. 이러한 점착제층은 점착 중합체를 포함한다. 점착제층은, 상기 점착 중합체를 주성분으로 포함할 수 있다. 즉, 점착제층의 전체 중량 대비 상기 점착 중합체의 포함 비율은, 55중량% 이상, 60중량% 이상, 65중량% 이상, 70중량% 이상, 75중량% 이상, 80중량% 이상, 85중량% 이상 또는 90중량% 이상일 수 있다. 상기 비율의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 100 중량% 이하, 약 98중량% 이하 또는 95중량% 이하일 수 있다. 이러한 점착 중합체는 상기 설명한 바와 같이, 가교제에 의해 가교된 상태로 점착제층에 포함되어 있을 수 있다.
고온 조건, 특히 100℃이상의 초고온 조건에서 우수한 내구성을 확보하고, 저투습성의 광학 필름과 적용되는 경우에도 발포 현상 등을 억제 내지 방지하기 위해서 상기 점착제층의 특성이 제어될 수 있다.
본 출원은 또한 상기와 같은 광학 적층체를 포함하는 디스플레이 장치에 대한 것이다. 상기 장치는 예를 들면, 상기 광학 적층체가 상기 언급한 점착제층을 매개로 부착되어 있는 디스플레이 패널을 포함할 수 있다. 상기에서 디스플레이 패널의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 공지의 LCD 패널 또는 OLED 패널 등일 수 있다. 또한, 광학 적층체가 상기 패널에 부착되는 위치 등도 공지의 방식에 따를 수 있다.
본 출원에 따르면, 고온, 특히 약 100℃이상의 초고온에서도 안정적인 내구성을 제공하고, 특히 투묘력이 우수하기 때문에 발포 현상이 억제된 광학 적층체가 제공될 수 있다. 또한, 본 출원에 따르면, 전극과 인접 배치되는 경우에도 상기 전극의 부식을 유발하지 않는 광학 적층체가 제공될 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 출원을 구체적으로 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
평가 항목 및 평가 방법
1. 박리력 ( gf /25mm)
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 점착 편광판을 가로의 길이가 25 mm이고, 세로의 길이가 200 mm가 되도록 재단하여 시편을 제조하고, 시편의 점착제층을 매개로 유리판에 부착하였다. 시편 부착 후에 1 시간 경과 시점에서, 90 ° 박리 각도 및 300 mm/min 박리 속도로 점착 편광판을 박리하면서 박리력을 측정하였다.
2. 고온 내구성(고온 신뢰성)
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 점착 편광판을 가로의 길이가 약 140 mm 정도이고, 세로의 길이가 약 90 mm 정도가 되도록 재단하여 시편을 제조하고, 이를 유리 기판 위에 5 kg/cm2의 압력으로 부착하였다. 상기 부착은, 기포 또는 이물이 발생하지 않도록 클린룸(clean room)에서 작업을 하였다. 이어서 제조된 샘플은 50℃및 5 kg/cm2의 조건에서 15분간 오토클레이브(Autoclave)에 유지하였다.
상기 샘플을 약 100 ℃의 온도에서 약 500 시간 동안 유지한 후에 하기 기준에 따라서 내구성을 평가하였다.
<평가 기준>
O: 기포 및 박리가 관찰되지 않음
△: 기포가 발생하고, 부분적으로 박리가 관찰됨
X: 기포 및 박리가 심하게 관찰됨
3. 투묘력 (빠짐) 평가
투묘력(Keying force)은, 점착제층과 기재와의 밀착력을 반영하는 물리량이다. 실시예 및 비교예에서 제조되고 이형필름에 부착된 각각의 점착제층을 편광판에 라미네이션하고, 항온 항습 조건(23℃50% 상대습도)에서 7일 동안 숙성(aging)하고, 상기 시료에 대해서 투묘력을 평가하였다. 구체적으로, 상기 시료에서 점착제층의 이형 필름을 제거한 후에, 폭이 약 50 mm인 Americal Tapel 점착 테이프를 상기 시료의 점착제층에 부착하고, 상기 점착 테이프를 점착제층으로부터 분리하였을 때에 점착제층이 편광판에 얼마만큼 남아 있는 것인지를 육안으로 확인하여 평가하였다. 투묘력(keying force)이 약할수록 평가 시에 점착제층이 피착체인 편광판으로부터 떨어져 나가서 점착 테이프에 많이 전사되고, 그에 따라 편광판 상에 위치하는 점착제층에서 점착제의 빈 공간(vacancy)이 많이 확인된다. 상기와 같이 빈 공간(vacancy)이 많은 경우에 투묘력이 약한 것으로 볼 수 있다.
<평가 기준>
◎: 편광판 상에 위치하는 점착제층에서 빈 공간이 관찰되지 않음
○: 편광판 상에 위치하는 점착제층에서 관찰되는 빈 공간의 면적이 전체 점착제층 면적의 10% 이하
△: 편광판 상에 위치하는 점착제층에서 관찰되는 빈 공간의 면적이 전체 점착제층 면적의 10 내지 30 % 범위 이내
X: 편광판 상에 위치하는 점착제층에서 관찰되는 빈 공간의 면적이 전체 점착제층 면적의 30 % 이상
4. ITO 부식
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 점착제 조성물을 40㎛ 두께의 TAC(Triacetyl cellulose) 필름상에 라미네이션하고, 항온항습 조건(23℃50% 상대습도)에서 7일 동안 숙성(aging)시킨 점착제층을 제조하였다. 시판되는 ITO(Indium Tin Oxide) 필름을 가로의 길이가 약 50 mm 정도이고, 세로의 길이가 약 30mm 정도가 되도록 재단하여 시편을 제조하고 그 위에 가로의 방향의 양 단부에 각각 10 mm 정도의 너비로 은 페이스트를 도포하였다. 이어서 상기 점착제층을 가로의 길이가 약 40mm 정도이고, 세로의 길이가 약 30mm 정도의 크기가 되도록 재단하여 상기 은 페이스트상에 단부에 5mm 정도의 간격을 두고 부착하여 시편을 제조하였다. 상기 제조된 ITO 필름을 고온고습 조건(85℃85% 상대습도)에서 250시간 보존 한 후 선저항 측정기(Hioki社 3244-60 card hitester)로 초기 투입 전 대비 저항의 변화율을 평가하였다.
<평가기준>
◎: 저항 변화율이 40% 미만
○: 저항 변화율이 40 내지 100% 범위 이내
△: 저항 변화율이 100 내지 180% 범위 이내
X: 저항 변화율이 180% 이상
실시예 1
(1) 점착 중합체의 제조
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1 L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(n-BA), 벤질 아크릴레이트(BzA), 메틸 아크릴레이트(MA) 및 아크릴산 (AA)를 64:15:20:1 중량 비율(n-BA:BzA:MA:AA)로 투입하고, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 100 중량부를 투입하였다. 이어서 산소 제거를 위하여 질소 가스를 1 시간 동안 퍼징한 후, 반응개시제로 에틸아세테이트에 50 중량% 농도로 희석시킨 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.03 중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량(Mw: molecular weight)이 약 165 만인 공중합체(A)를 제조하였다.
(2) 점착제 조성물의 제조
상기 (1)에서 제조된 공중합체(A) 고형분 100 중량부 대비, 톨루엔디이소시아네이트(TDI)(상품명 T-706BB) 0.8 중량부, 하기 화학식 A와 같이 표시되는 헥사메틸렌이소시아네이트(HDI) 유래의 화합물 0.2 중량부, 및 에폭시계 가교제(상품명: T-743L) 0.005 중량부를 배합한 후 다시 약 0.5중량% 정도의 농도로 에틸 아세테이트에 희석한 디-n-부틸틴 디라우레이트(di-n-butyltin dilaurate)계 촉매(C-700, 한농 화성)를 상기 공중합체(A) 고형분 100 중량부 대비 약 0.001 중량부로 배합하고, 추가로 전도성 첨가제(70% 로 희석된 FC4400A) 1.5 중량부 및 가교 지연제로서 아세틸 아세톤(acetyl acetone)을 상기 공중합체(A)의 고형분 100 중량부 대비 약 1 중량부로 배합한 후에 적정의 농도로 희석하여 균일하게 혼합한 코팅액을 이형지에 코팅하여 건조하여, 두께 22 ㎛의 균일한 점착제층을 제조하였다.
[화학식 A]
Figure pat00003
(2) 편광판의 제조
두께가 약 30 ㎛인 폴리비닐알코올(poly(vinyl alcohol); PVA) 필름(일본합성 社, M2004)을 요오드 0.05 중량% 및 요오드화 칼륨 1.5 중량%를 포함하는 30℃의 염착액에 60 초 동안 침지시켜 염착 처리하였다. 이어서 염착된 PVA 필름을 붕소 0.5 중량% 및 요오드화 칼륨 3.0 중량%를 포함하는 30℃의 가교액에 60 초 동안 침지시켜 가교 처리하였다. 이후, 가교된 PVA 필름을 롤간 연신 방법을 이용하여 5.5배의 연신배율로 연신시켰다. 연신된 PVA 필름을 30℃의 이온교환수에 20 초 동안 침지시켜 수세하고, 질산 아연 1.5 중량% 및 요오드화 칼륨 4.0 중량% 포함하는 30℃의 용액에 10 초 동안 침지시켰다. 이후, PVA 필름을 80℃의 온도에서 200 초 동안 건조시켜 편광자를 제조하였다. 상기 제조되 편광자 내의 칼륨 함량은 약 0.47 중량%이고, 아연 함량은 약 0.17 중량%였다. 이어서, 상기 편광자의 일면에는 7002 Water Vapor Permeation Analyzer (Systech Illinois) 장비로 규격(ASTM F1249, ISO15506-3)에 따라서 37℃88.5±0.5% 상대 습도에서 24 시간 동안 측정한 투습도(WVTR)가 약 15 g/m2·day 정도인 아크릴 필름을 접착제로 접착하고, 다른 면에는 공지의 편광자 보호 필름인 TAC(triacetyl cellulose) 필름을 접착제로 접착하여 편광판을 제조하였다.
(4) 광학 적층체(점착 편광판)의 제조
제조된 점착제층을 상기 편광판의 아크릴 필름면에 점착 가공하여 점착 편광판(광학 적층체)을 제조하였다.
비교예 1 내지 9
하기 표 2에서와 같이 가교제의 종류와 함량을 다르게 한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 점착제 조성물, 편광판, 및 점착형 편광판을 제조하였다. 참고로, 표 1은 각 실시예 및 비교예에서 사용된 HDI계 가교제가 함유하는 NCO 함량을 비교 한 것이다.
[표 1]
Figure pat00004
[표 2]
Figure pat00005
[표 3]
Figure pat00006

Claims (15)

  1. 극성 관능기를 갖는 아크릴 중합체(A);
    방향족 이소시아네이트(B); 및
    하기 화학식 1로 표시되는 이소시아네이트 화합물(C)을 포함하는 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00007

    단, 상기 화학식 1에서, R은 탄소수가 1 내지 10 인 알킬기이고, A1, A2 및 A3는 각각 독립적으로 알킬렌기 또는 알킬리덴기이고, m은 2 내지 5 사이의 정수이고, n은 2 내지 10 사이의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체(A)는 탄소수가 4 이상인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트, 탄소수가 3 이하인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트, 방향족기 함유 단량체, 및 극성 관능기 함유 단량체를 포함하는 점착제 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 방향족 이소시아네이트(B) 100 중량부를 기준으로, 상기 화학식 1로 표시되는 이소시아네이트 화합물(C)를 5 내지 60 중량부 포함하는 점착제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 중합체(A) 100 중량부를 기준으로, 방향족 이소시아네이트(B) 및 상기 화학식 1로 표시되는 이소시아네이트 화합물(C)을 0.001 중량부 내지 10 중량부 범위 내로 포함하는 점착제 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 에폭시계 가교제, 아지리딘계 가교제 또는 금속 킬레이트계 가교제를 더 포함하는 접착제 조성물.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 탄소수가 4 이상인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 상기 탄소수가 3 이하인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트를 15 내지 45 중량부 포함하는 점착제 조성물.
  7. 제 2 항에 있어서, 상기 방향족기 함유 단량체는 하기 화학식 2로 표시되는 광학 적층체:
    [화학식 2]
    Figure pat00008

    화학식 2에서 R1은 수소 또는 알킬을 나타내고, A는 알킬렌을 나타내며, n은 0 내지 3의 범위 내의 정수를 나타내고, Q는 단일결합, -O-, -S- 또는 알킬렌을 나타내며, P는 방향족환을 나타낸다.
  8. 제 2 항에 있어서, 상기 탄소수가 4 이상인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 상기 방향족기 함유 단량체를 10 내지 40 중량부 범위 내로 방향족기 함유 단량체를 포함하는 점착제 조성물.
  9. 제 2 항에 있어서, 상기 극성 관능기를 가지는 단량체는, 탄소수가 3 내지 6의 범위 내인 히드록시알킬기를 가지는 히드록시알킬 (메타)아크릴레이트 또는 카복실기 함유 단량체인 점착제 조성물.
  10. 제 2 항에 있어서, 상기 탄소수가 4 이상인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 100 중량부를 기준으로, 상기 극성 관능기를 가지는 단량체를 0.5 내지 5 중량부 범위 내로 포함하는 점착제 조성물.
  11. 37℃ 및 88.5±0.5% 상대 습도 조건에서 24 시간 보관후 측정된 투습도가 100 g/m2·day 이하인 광학 필름을 포함하는 광학 소자; 및
    상기 광학 소자의 일면에 형성되어 있고, 제 1 항에 따른 점착제 조성물의 경화물을 포함하는 점착제층을 갖는 광학 적층체.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 투습도가 100 g/m2·day 이하인 광학 필름은 아크릴 필름인 광학 적층체.
  13. 제 11 항에 있어서, 광학 소자는 편광판인 광학 적층체.
  14. 제 11 항에 있어서, 상기 편광판은, 편광자; 및 상기 편광자의 일면에 형성되고, 상기 투습도를 갖는 광학 필름을 포함하는 광학 적층체.
  15. 제 11 항에 따른 광학 적층체; 및 상기 적층체의 점착제층을 매개로 상기 광학 적층체와 부착되어 있는 디스플레이 패널;을 포함하는 디스플레이 장치.
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JP2016169383A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 住友化学株式会社 粘着剤組成物、粘着剤層、及び粘着剤層付光学部材
KR20160148580A (ko) * 2014-04-16 2016-12-26 닛토덴코 가부시키가이샤 점착 시트 및 광학 부재

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010037431A (ja) * 2008-08-05 2010-02-18 Nippon Shokubai Co Ltd 溶剤型再剥離用粘着剤組成物および再剥離用粘着製品
KR20160148580A (ko) * 2014-04-16 2016-12-26 닛토덴코 가부시키가이샤 점착 시트 및 광학 부재
JP2016169383A (ja) * 2015-03-11 2016-09-23 住友化学株式会社 粘着剤組成物、粘着剤層、及び粘着剤層付光学部材

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