KR20220026815A - 광 경화형 광학용 점착제 조성물, 상기 조성물로부터 제조된 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법 - Google Patents

광 경화형 광학용 점착제 조성물, 상기 조성물로부터 제조된 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

광 경화형 광학용 점착제가 제공된다. 일 실시예에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체, 1차경화 개시제, 및 2차경화 개시제를 포함하고, 상기 1차경화 개시제는 350nm 이상의 파장에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함하고, 상기 2차경화 개시제는 350nm 미만의 파장에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함하는 광 경화형 광학용 점착제 조성물로부터 제조된 광 경화형 광학용 점착제에 있어서, 상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 부분 중합 개시제의 존재 하에 부분적으로 중합시켜 제조되고, 상기 광 경화형 광학용 점착제 조성물 총 중량에 대한 수산기를 함유하는 단량체들의 중량 합의 백분율인 수산가가 1% 내지 25% 이며, 크립(Creep)이 30% 이상일 수 있다.

Description

광 경화형 광학용 점착제 조성물, 상기 조성물로부터 제조된 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법{Composition for optical adhesive agent curable by light, an adhesive agent prepared from the composition, and a method for preparing the adhesive agent}
본 발명은, 광 경화형 광학용 점착제 조성물, 점착제, 및 상기 점착제의 제조 방법에 관한 것이다.
터치스크린 패널은 일반적으로 커버 윈도우(Cover Window) 아래에 투명전극 및 디스플레이 모듈(Display Module)이 위치하는 구조를 갖는다. 이러한 터치스크린 패널은 초기에는 커버 윈도우와 투명전극 사이에 에어갭(Air Gap)을 이용한 구조였으나, 현재에는 광학용 점착소재를 충진한 풀 라미네이션(Full Lamination) 방식{혹은 다이렉트 본딩(Direct Bonding) 방식}이 일반화되고 있다. 이러한 풀 라미네이션 방식의 터치스크린 패널 구조에서 각 레이어(Layer)를 점착시키기 위해 사용되는 광학용 점착소재는 크게 투명한 양면 테이프 타입의 광학적으로 투명한 점착제(Optically Clear Adhesive, 이하 'OCA'라 한다)와 투명한 액체 타입의 광학적으로 투명한 수지(Optically Clear Resin)로 나뉜다.
블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 지닌 커버 윈도우와 투명전극을 부착하기 위한 OCA 필름의 점착층에 있어서, 상기 점착층은 필름 형상을 가지고 있기 때문에 고유의 탄성적인 성질을 지니게 된다. 따라서, 점착층이 곡면 또는 플랫 글라스에 점착될 때 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층의 측면에서 단차에 다른 공극(void)이 발생하는데, 이러한 공극은 육안으로 시인이 되는 문제점과 이 공극이 커버 윈도우 전역으로 이동하여 불량을 야기하는 문제가 있다.
따라서, 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 지닌 곡면 또는 플랫 커버 윈도우와 투명전극을 부착하기 위해 일반적인 OCA 필름이 점착될 때에, 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층의 측면에 마련된 단차나, 곡면을 갖는 커버 윈도우의 경우 곡면 각도로 인한 공극(void) 발생을 제거하는 기술 개발이 필요한 실정이다.
한편, 적층체를 형성한 후 신뢰성에서 편광필름이 변색되어 시인이 되는 문제로 불량을 야기시킬수 있다.
편광필름은 비편광된 빛을 선편광된 빛으로 변화시켜주는 소자로서 입사광 중 한쪽 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 빛은 흡수하는 편광기를 보유한 필름이다.
입사되는 빛을 서로 직교하는 2가지 편광 빛으로 구분하여 각각 흡수, 투과시키는 역할을 하는 필름은, PVA(Poly Vinyl alcohol)필름을 일축 연신(stretching)시켜 고분자 사슬을 연신방향으로 배양시키고, 이색성을 갖는 요오드 분자 또는 이색성 염료분자를 연신된 PVA필름에 염착시켜 연신방향으로 나란히 배열시켜서 얻어진다.
이때, 이색성 요오드 분자 염착 방법으로 만들어지는 편광필름에는 요오드 이온이 존재하고 이는 OCA내 벤조페논등의 벤젠고리 화합물의 이중결합(C=C)과 반응하여 변색이 되는 문제가 있다.
한편, 적층체를 형성한 후 광 경화용 점착제에서 기포가 확인되는 등 불량으로 판정되는 경우 상기 점착제를 적층체에서 제거하는 공정을 수행하는데, 종래의 광 경화용 점착제는 표면 보호층으로부터 상기 점착제의 잔류물이 쉽게 제거되지 않거나, 제거된 후에도 상기 표면 보호층에 형성된 잔류물이 쉽게 제거되지 않게 되어, 상기 표면 보호층을 재활용할 수 없게 되거나 이를 재활용하기 위한 추가의 공정이 과도하게 요구되어 공정의 효율이 악화되는 문제가 발생하였다.
본 발명은 위와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출 된 것으로서, 본 발명의 일 양태는, 점착제에 대해 자외선 조사 전 측정된 크립(Creep)이 50℃에서 30% 이상이고, 자외선 조사 후의 편광필름 변색이 없고 리웍이 우수한 자외선 경화형 광학용 점착제가 제공된다.
또한, 본 발명은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층 및 곡면의 측면에 형성된 단차층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단차에 대한 흡수성이 향상된 광 경화형 광학용 점착제가 제공된다.
또한, 본 발명은 자외선 조사 후에 편광필름 변색이 없고, 리웍성이 우수하여 제품의 품질이 크게 향상된 광 경화형 광학용 점착제가 제공된다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 본 발명은, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체, 1차경화 개시제, 및 2차경화 개시제를 포함하고, 상기 1차경화 개시제는 350nm 이상의 파장에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함하고, 상기 2차경화 개시제는 350nm 미만의 파장에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함하는 광 경화형 광학용 점착제 조성물로부터 제조된 광 경화형 광학용 점착제에 있어서, 상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 부분 중합 개시제의 존재 하에 부분적으로 중합시켜 제조되고, 상기 광 경화형 광학용 점착제 조성물 총 중량에 대한 수산기를 함유하는 단량체들의 중량 합의 백분율인 수산가가 1% 내지 25% 이며, 크립(Creep)이 30% 이상인, 광 경화형 광학용 점착제가 제공된다.
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제는, 크립(Creep, %)을 제어하여, 곡면합지성이 크게 향상됨으로써, 곡면 및 플랫 글라스에 기포(void) 발생이 방지되어, 제품의 품질을 향상시킬수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제는, 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층 및 곡면의 측면에 형성된 단차층 중 적어도 어느 하나를 포함하는 단차를 효과적으로 극복하여, 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제는 신뢰성 조건에서 편광필름 변색 발생을 방지할 수 있다.
또한, 표면 보호층을 재활용할 때, 상기 표면 보호층으로부터 점착제의 잔류물이 쉽게 제거되어, 화상표시장치 등 제품 공정의 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 라미네이트(적층)된 플랫 커버(도 1 (a)) 또는 곡면 커버(도 1 (b))를 갖는 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 커버 윈도우(1)에 점착제의 잔류물(2)이 폭 l 만큼 형성된 것을 나타낸 것이다.
도 3은 점착제의 잔류물을 제거하는 러빙머신(10)을 나타낸 것이다.
이하, 본 발명에 대하여 보다 상세히 설명한다. 본 명세서에 기재되지 않은 내용은 본 발명의 기술 분야 또는 유사 분야에서 숙련된 자이면 충분히 인식하고 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략한다.
본 발명에서 사용된 용어인 2차경화는, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 필름 형태로 1차경화시킨 후, 이를 다시 경화시키는 공정을 지칭한다. 이때, 1차경화와 2차경화는 각각 열경화 및 광경화 중에서 선택될 수 있고, 예를 들어, 1차경화 및 2차경화 모두 광경화로 수행될 수 있다. 예를 들어, 1차경화가 완료된 필름 형태의 적어도 일 면에 마련된 기재(substrate)가 제거된 후, 상기 1차경화가 완료된 필름 형태의 점착제가 피착제, 예를 들어, 제품에 부착된 상태에서 2차경화가 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 기재는 이형필름을 포함하고, 상기 피착제는 화상표시장치에 포함되는 적층체를 포함할 수 있고, 상기 적층체는 커버 윈도우 / 점착제 / 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널을 포함하는 형태일 수 있다. 일 예로, 상기 점착제는 상기 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널의 편광필름에 접할 수 있다.
본 발명에서 사용된 용어인 장파장은 350 nm 이상의 파장을, 단파장은 350 nm 미만의 파장을 지칭한다.
본 발명에서 사용된 용어인 인쇄 단차층은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층을 포함한다.
본 발명에서 사용된 용어인 점착제는 필름 형태인 것을 지칭하며, 1차 경화된 상태인 것 및/또는 2차 경화된 상태인 것을 지칭한다. 또한, 상기 점착제는 점착제층을 지칭하거나 또는, 점착제층에 기재(substrate)(예컨대, 이형필름)가 부착된 적층체를 포함하여 지칭할 수 있다.
본 발명의 일 양태는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이(메트)아크릴 단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이(메트)아크릴 단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체들의 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체; 1차경화 개시제; 및 2차경화 개시제;를 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제용 조성물이 제공된다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 광개시제(아크릴 공중합체를 생성하는 중합 개시제를 의미하며, 이하, 표현의 단순화를 위하여 '부분 중합 개시제'라고 칭한다.)의 존재하에 광을 조사하여 부분적으로 중합시켜 얻을 수 있다.
저온 유리전이 (메트)아크릴 단량체는, 이의 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하, 예를 들어, -100℃내지 50℃일 예로, -80℃내지 30℃다른 예로, -75℃내지 -20℃의 범위인 (메트)아크릴레이트를 말한다. 이의 예로는, 벤질 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, sec-부틸 (메트)아크릴레이트, 시클로헥실 (메트)아크릴레이트, 이소-데실 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, n-옥틸 (메틸)아크릴레이트 등을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
고온 유리전이 (메트)아크릴단량체는, 이의 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과, 예를 들어, 50℃초과 및 180℃이하, 일 예로, 70℃내지 170℃다른 예로, 80℃내지 160℃의 범위인 (메트)아크릴레이트를 말한다. 이의 예로는, tert-부틸 메타크릴레이트, 아크릴로일 모르폴린, 메틸 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 이소보닐 (메트)아크릴레이트 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
저온 유리전이 (메트)아크릴 단량체와 고온 유리전이 (메트)아크릴 단량체의 중량비는 2:8 내지 8:2, 또는 3:7 내지 7:3, 또는 4:6 내지 6:4의 범위일 수 있다. 저온 유리전이 (메트)아크릴 단량체와 고온 유리전이 (메트)아크릴 단량체를 상기 중량비로 사용하면, 점착력, 고온 신뢰성, 내열성 및 공정성(타발성)이 개선되는 효과가 있다.
친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체는, 히드록시기, 카르복시기, 우레탄기, 아민기, 아마이드기, 모르폴린기, 글리시딜기 등의 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체가 사용될 수 있으며, 구체적으로는 점착력을 향상시키는 점에서 히드록시기, 모르폴린기, 글리시딜기를 갖는 (메트)아크릴 단량체를 사용할 수 있다. 예를 들어, 2-하이드록시 에틸 (메트)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 5-히드록시펜틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메트)아크릴레이트, 10-히드록시데실 (메트)아크릴레이트, (4-히드록시메틸시클로헥실)메틸 (메트)아크릴레이트 등의 (메트)아크릴산히드록시알킬에스테르, 카프로락톤 변성 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸-2-히드록시에틸프탈산, N-메틸올 (메트)아크릴아미드, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메트)아크릴레이트, 3-클로로-2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메트)아크릴레이트 등의 2급 수산기 함유 단량체; 2,2-디메틸-2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트 등의 3급 수산기 함유 단량체, 아크릴로일 모르폴린, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 (메타) 아크릴레이트, N-비닐피로리돈, N,N-디메틸 아크릴아마이드 N-히드록시에틸 아크릴아마이드(N-Hydroxyethyl acrylamide), N-디에틸-2-프로펜아마이드(N-Diethyl-2-propenamide), 아크릴산 디에틸아마이드(Acrylic acid diethylamide) 등을 들 수 있다.
구체예에서, 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체는 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체를 모두 포함하는 단량체들을, 상기 부분 중합 개시제의 존재하에 광 조사에 의해 부분적으로 중합시켜 얻을 수 있다. 이때, 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체의 중합 중량비는, 20 ~ 50 : 20~ 50 : 1 ~20, 구체적으로 30~50 : 30 ~ 50 : 5~ 15일 수 있다.
예를 들어, 상기 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체는, 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴단량체를 포함하여 중합시켜 얻을 수 있다. 이때, 수산기의 함량, 즉, 수산가는 1~25%, 예를 들어, 2~10%일 수 있다. 상기 수산가는, 점착제 조성물 총 중량에 대한 수산기를 함유하는 단량체들의 중량 합의 백분율을 지칭한다.
상기 부분 중합 개시제는 부분적 중합이 가능하도록 장파장, 예를 들어, 350nm 이상의 파장의 광에 의해 중합을 개시할 수 있는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 부분 중합 개시제는 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 2,6-다이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조일 디에톡시포스핀 옥사이드, 벤조인 알킬 에테르(벤조인 이소프로필에테르, 벤조일에틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, n-부틸 벤조인 에테르 등), 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질, 아세토페논, 티오잔톤, 캄포르퀴논, 3-케토쿠마린, 아세나프텐, 4,4'-디메톡시벤질, 벤질 디메틸 케탈, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 등이 사용될 수 있다.
상기 부분 중합 개시제는, 점착제 조성물 100 중량부를 기준으로 0.05 중량부 내지 5 중량부, 구체적으로는 0.1 중량부 내지 1 중량부의 범위로 사용될 수 있다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 희석제는 추가의 단량체를사용할 수 있으며, 상기 추가의 단량체는, 예를 들어, 선형구조를 갖는 단량체, 고리형 구조를 갖는 단량체, 메타 구조를 갖는 단량체, 아크릴로 니트릴 구조를 갖는 단량체, 및 비닐 아세테이트 구조를 갖는 단량체 중 적어도 어느 하나의 종류를 사용할 수 있다.
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체의 제조에 사용할 수 있는 분자량조절제는, 머캅토프로피오네이트, 도데실 머캅탄, 머캅토아세테이트, 트리오비스벤젠트리올, α-메틸스티렌 이량체, 퀴논(예를 들어, o-벤조퀴논, m-벤조퀴논), 니트로벤젠, 디페닐아민, 부틸 카테콜, 및 1,1-디페닐 에틸렌 중 적어도 어느 하나를 사용할 수 있다.
광 경화형 광학용 점착제 조성물
광 경화형 광학용 점착제 조성물(이하, '점착제 조성물')은 상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조한 후, 1차경화 개시제 및 2차경화 개시제를 첨가하여 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 제조한다.
상기 1차경화 개시제는 장파장의 광에 활성화되는 반응성 자리를 포함하고, 상기 2차경화 개시제는, 단파장의 광에 의해 활성화되는 반응성 자리를 포함한다. 예를 들어, 상기 2차경화 개시제는 벤조페논 구조를 포함하는 광개시제 및 양이온성 광개시제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 양이온성 광개시제는 옥세탄 구조를 포함하는 (메트)아크릴레이트가 함께 사용될 수 있다.
1차경화 개시제
1차경화는 점착제 조성물을 필름 형태로 제조하기 위한 공정으로, 열 경화 또는 광 경화 공정이 가능하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물을 사용하여 제조된 점착제의 곡면 및 플랫 글라스의 인쇄 단차면에 대한 밀착력 향상, 신뢰성 조건에서의 기포 발생 방지, 리웍성 향상 측면에서 광 경화 공정이 수행될 수 있다.
1차경화 개시제는 장파장, 예를 들어, 벤조페논 구조가 활성화되는 파장 보다 더 장파장에서 활성화되는 광 반응성 자리를 포함할 수 있다. 예를 들어, 1차경화 개시제는, 350nm 이상의 파장, 일 예로, 390nm 이상의 파장의 광에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함할 수 있다.
1차경화 개시제는, 예를 들어, 1-[4-(2-하이드록시에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2,4,6-트라이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 2,6-다이메틸벤조일 다이페닐포스핀 옥사이드, 벤조일 디에톡시포스핀 옥사이드, 벤조인 알킬 에테르(벤조인 이소프로필에테르, 벤조일에틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, n-부틸 벤조인 에테르 등), 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질, 아세토페논, 티오잔톤, 캄포르퀴논, 3-케토쿠마린, 아세나프텐, 4,4'-디메톡시벤질, 벤질 디메틸 케탈, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤, 및 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온 중에서 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
1차경화 개시제는, 점착제 조성물 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 10 중량부, 예를 들어, 0.01 내지 5 중량부가 포함될 수 있다.
2차경화 개시제
2차경화는 필름 형태의 점착제를 피착제, 예를 들어, 제품에 부착된 후 경화하기 위한 공정으로, 열 경화 또는 광 경화 공정이 가능하며, 전술한 1차경화가 완료된 필름 형태의 곡면 및 플랫 글라스의 인쇄 단차면에 대한 밀착력 향상, 신뢰성 조건에서의 기포 발생 방지, 리웍성 향상 측면에서 광 경화 공정이 수행될 수 있다.
본 발명은, 2차경화 개시제가 활성화되는 파장이 1차경화 개시제가 활성화되는 파장 보다 짧은 것을 특징으로 한다.
만약, 1차경화 개시제와 2차경화 개시제가 활성화되는 파장의 범위가 겹치는 경우, 목적에 부합한 경화가 어렵다. 즉, 전술한 바와 같이, 1차경화는 점착제를 필름 형태로 제조하여 소정 기간 보관되고, 2차경화는 필름 형태의 점착제를 피착제, 예를 들어, 인쇄 단차가 형성된 표면 보호층에 부착시킨 후 이를 경화시키는 목적으로 수행되는데, 1차경화 개시제와 2차경화 개시제가 활성화되는 파장의 범위가 겹치는 경우, 점착제의 인쇄 단차면에 대한 밀착력이 열악해지고, 신뢰성 조건에서 기포가 발생하며, 리웍성 또한 크게 열악해지는 문제가 발생한다.
또한, 점착제의 인쇄 단차면에 대한 밀착력을 향상시키기 위해, 1차경화 후 필름 형태의 점착제는 2차경화 후 점착제에 비해 모듈러스가 낮을 필요가 있고, 2차경화 공정은 먼지 등 이물질에 민감하여 신속한 작업이 요구되는데, 상대적으로 에너지가 낮은 장파장으로 1차경화를 수행하여 모듈러스를 보다 용이하게 제어할 수 있고, 상대적으로 에너지가 높은 단파장으로 2차경화를 수행하여 제품의 품질을 향상시킬 수 있다.
2차경화 개시제는, 단파장 광, 예를 들어 1차경화 개시제가 활성화되는 파장 보다 짧은 파장에 의해 활성화되는 활성화 자리를 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 2차경화 개시제는 벤조페논 구조를 포함하는 광개시제 및 양이온성 광개시제 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 상기 양이온성 광개시제는 옥세탄 구조를 포함하는 (메트)아크릴레이트가 함께 사용될 수 있다.
상기 벤조페논 구조를 포함하는 광개시제는 1차경화 개시제와 함께 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체에 추가되어 점착제 조성물에 포함되는데, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 조성물에 포함되지 않고 이에 추가로 투입됨으로써 1차경화가 완료된 필름 형태의 점착제의 모듈러스를 향상시키고, 인쇄 단차면에 대한 밀착력을 크게 향상시킬 수 있다. 한편, 상기 벤조페논 구조를 포함하는 광개시제는, 아크릴계 단량체에 벤조페논 구조를 포함하는 것이 아닌, 단량체에 비해 소량 첨가되는 광개시제인 것이 적용됨으로써, 점착제가 인쇄 단차에 대한 밀착력과 리웍성이 크게 향상될 수 있다.
단파장 광은 예컨데, 파장 350nm 미만의 파장, 예를 들어, 200nm 내지 345 nm 파장의 광일 수 있다.
점착제 조성물에 장파장의 광을 조사하여 필름 형태의 점착제를 형성하고, 상기 필름 형태의 점착제를 제1 기재와 제2 기재 사이에 위치시키고, 열 및/또는 압력을 가한 후, 단파장의 광을 조사하면 벤조페논 구조를 포함하는 광개시제가 활성화된다.
벤조페논 구조를 포함하는 광개시제는, 아크릴로일 벤조페논, 벤조페논, 디클로로벤조페논, p-페닐벤조페논, 및 4,4-디에틸아미노벤조페논 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
벤조페논 구조를 포함하는 광개시제는 단량체 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부, 예를 들어, 0.01 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 양이온성 광개시제는 예를 들어, 280nm 이하의 파장의 광에 의해 이온경화 반응을 유도할 수 있는 개시제를 사용할 수 있고, 예를 들어, 요오드염 광개시제를 사용할 수 있다. 상기 요오드염 광개시제는 자외선에 의한 경화 과정에서 불포화 이중결합을 갖는 모노머, 예를 들어, 탄소-탄소 이중결합을 갖는 모노머와 반응하여 고분자를 형성하여, 경화 반응이 진행되도록 할 수 있다.
예를 들어, 양이온 광개시제는 4-메틸페닐(4-methylphenyl), 4-(2-메틸프로필)페닐(4-(2-methylpropyl)phenyl), 헥사플루오로포스페이트(hexafluorophosphate), 트리아릴설포늄염(triarylsulphonium salts), 프로필렌 카보네이트(propylene carbonate), Irgacure 250(BASF사)을 포함할 수 있다.
기타 첨가제
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은, 광 흡수가 가능한 기타 첨가제가 추가로 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 기타 첨가제는, 중량평균 분자량이 200 내지 10,000 일 수 있고, 무산 타입의 방향족 및 환형의 탄소-질소 화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 첨가제는, 구조 내에 페닐, 나프탈렌, 안트라센, 피페리디닐, 페난트렌 및 파이렌으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 작용기를 포함할 수 있고, 예를 들어, 트리아진계 첨가제를 사용할 수 있다. 일 예로, 히드록시페닐트리아진 화합물, 예를 들어 2-(4'-메톡시페닐)-4,6-비스(2'-히드록시-4'-n-옥틸옥시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(3-(2-프로필옥시)-2-히드록시-프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(2-에틸-헥실옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-[4-(2-메톡시에틸-카르복실)-페닐아미노]-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(트리스(트리메틸실릴옥시-실릴프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(2"-메틸프로페닐옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(1',1',1',3',5',5',5'-헵타메틸트리실릴-2"-메틸-프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진; 2,4-비스{[4-(3-(2-프로필옥시)-2-히드록시-프로필옥시)-2-히드록시]-페닐}-6-[4-에틸카르복시)-페닐아미노]-1,3,5-트리아진; 2-(2,4-디히드록시페닐)-4,6-비스비페닐-1,3,5-트리아진; 및 2-히드록시페닐-s-트리아진 중에서 선택되는 어느 하나 이상을 사용할 수 있다.
일 예로, 상기 기타 첨가제의 함량은 부분적으로 중합된 (메트)아크릴 공중합체 100 중량부를 기준으로, 0.05 내지 0.5 중량부 일 수 있다. 상기 기타 첨가제의 함량이 증가되면 기재 밀착력이 높아져 박리력이 향상됨에 따라 점착성능이 우수해지지만, 상기 함량이 0.5 중량부를 초과하는 경우, 경화 후 점착제의 연성이 지나치게 커짐에 따라 작업성이 열악해질 수 있으며, 상기 함량이 0.05 중량부 미만인 경우 박리력 향상 효과를 기대하기 어려울 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제용 조성물은 상기 성분들 외에, 임의로 충전제, 또는 산화 방지제를 추가로 포함할 수 있다.
광 경화형 광학용 점착제
본 발명의 다른 양태는, 광 경화형 광학용 점착제의 제조 방법을 제공한다.
저온 유리전이아크릴단량체, 고온 유리전이아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 아크릴 단량체로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 단량체 및 부분 중합 개시제를 포함하는 혼합물에 광을 조사하여 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조한다.
저온 유리전이아크릴단량체, 고온 유리전이아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 아크릴 단량체로부터 선택되는 적어도 하나 이상의 단량체 및 부분 중합 개시제는 전술한 바가 적용될 수 있다.
상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체에, 1차경화 개시제 및 2차경화 개시제를 첨가하고, 이를 블렌딩하여 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 제조한다. 상기 1차경화 개시제 및 2차경화 개시제는 전술한 바가 적용될 수 있다.
상기 점착제 조성물을 이형 필름의 적어도 한 표면에 제공한다. 상기 이형 필름은, 폴리에틸렌테레프탈레이트 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지, 폴리(메트)아크릴레이트 수지, 시클릭올레핀폴리머 수지, 및 아크릴 수지 중 하나 이상의 수지로 형성된 필름일 수 있다. 상기 이형필름은 두께가 20㎛ 내지 300㎛, 예를 들어 50㎛ 내지 250㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 점착제 조성물이 경화된 필름 형태의 점착제를 양호하게 지지할 수 있다.
상기 점착제 조성물이 제공된 이형필름에 1차경화 개시제를 활성화시킬 수 있는 장파장의 광을 조사하여, 필름 형태의 점착제를 형성한다. 즉, 상기 점착제 조성물이 제공된 이형필름에 광을 조사하되, 2차경화 개시제가 활성화되지 않도록 한다. 이때, 350nm 이상의 광(조사량 400mJ/cm2 내지 3000mJ/cm2)을 조사하여 2차경화 개시제의 활성화를 방지하거나, 350nm 이하의 광을 차단할 수 있는 UV컷 필름을 삽입한 후, UV램프(파장 240nm 내지440nm, 조사량 400mJ/cm2 내지 3000mJ/cm2)로 광을 조사하여 2차경화 개시제의 활성화를 방지할 수 있다.
상기 필름 형태의 점착제는, 화상 표시 장치의 인쇄 단차를 갖는 면에 부착된 후, 2차경화 개시제가 활성화되어, 2차경화가 완료된 점착제가 제조될 수 있다.
전술한 조성을 갖고, 전술한 방법에 따라 제조된 점착제, 즉, 필름 형태의 점착제와 2차경화가 완료된 점착제는, 종래 기술에 따라 제조된 점착제들이 갖는 문제점들을 해결할 수 있었다.
본 발명에 따른 광 경화형 광학용 점착제는, 전술한 광 경화형 광학용 점착제 조성물이 이하에서 설명하는 Creep범위를 갖는 경우, 곡면이나 플랫 커버 윈도우 블랙 또는 화이트 인쇄 단차면에 대한 점착제의 밀착력이 크게 향상되며, 신뢰성 조건에서 편광필름 변색이 방지되어 제품의 품질을 크게 향상시킬 수 있었다.
광 경화형 광학용 점착제를 사용한 라미네이션
광 경화형 광학용 점착제를 제1 기재와 제2 기재 사이에 위치시키고, 열 및/또는 압력을 가한 후, 단파장의 광을 조사하면 벤조페논 구조를 갖는 광개시제 및/또는 양이온성 광개시제가 활성화되어 추가 경화됨으로써, 적층체를 제조할 수 있다.
제1 기재를 광 경화형 광학용 점착제의 한 면에 위치시키고, 2 내지 9 kgf의 압력, 20℃내지 30℃의 온도에서 40mm/sec 내지 100mm/sec의 속도로 라미네이팅하고, 이후 제2 기재를 광 경화형 광학용 점착제의 다른 면에 위치시키고, 0.01 내지 0.05 Mpa의 압력, 20℃내지 30℃의 온도에서 진공압 30 Pa 이하의 조건에서 1초 내지 10초간 라미네이팅할 수 있다. 이후 제조된 합지품을 오토클레이브 장비(적용 압력: 5~8bar, 적용 시간: 10~20min, 적용 온도: 40~60℃)를 사용하여 조립시 생성된 기포를 제거할 수 있다. 기포 제거 후, 광을 조사하여 2차경화를 진행할 수 있다.
제1 기재 및 제2 기재 중 어느 하나 이상은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층과 같은 단차 또는 곡면의 측면의 단차와 같은 단차를 갖는다. 상기 단차는 표면 상에 마련된 단(step) 또는 턱(bump)을 포함할 수 있다. 일 예에서, 제2 기재가 블랙 또는 화이트 인쇄 단차층과 같은 단차 또는 곡면의 측면의 단차와 같은 단차를 갖는 표면 보호층이고, 제1 기재가 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널일 수 있다. 단차 높이는 10 내지 50 μm, 예를 들어, 10 내지 40 μm일 수 있다.
표면 보호층은 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널의 최외측 표면 상에 배치되어 외부 환경으로부터 그것을 보호하는 기능을 한다. 표면 보호층은 커버 윈도우일 수 있다.
영상 디스플레이 모듈의 예로는, 액정 디스플레이 모듈, 플라즈마 디스플레이 유닛, 유기발광 소자, 전자발광 디스플레이 등을 포함할 수 있다.
터치 패널은 사용자가 손가락이나 펜 등으로 화면을 누르고, 접촉된 위치를 인지하여 시스템에 전달하는 입력장치일 수 있다. 구체적으로 터치 패널은 저항막, SAW(surface acoustic wave), 적외선, 광학식 등을 사용할 수 있다.
제1 기재 또는 제2 기재 중 적어도 어느 하나는 단파장의 광이 이를 통해 적용될 수 있도록 적어도 부분적으로 투명하다.
본원에서 광은 UV 또는 가시광선을 사용할 수 있으며, UV를 사용하는 경우, 저압 수은 램프, 중압 수은 램프, 고압 수은 램프, 제논 램프, LED 등을 광원으로서 사용하는 조사기를 사용할 수 있다.
도 1은 라미네이트된 플랫 커버(도 1 (a)) 또는 곡면 커버(도 1 (b))를 갖는 영상 디스플레이 장치를 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1을 참조하면, 영상 디스플레이 장치(100, 101)은 단차부(8)를 갖는 표면 보호층(70, 70')과 영상 디스플레이 모듈 또는 터치 패널(80, 80')의 사이에 위치한 점착층(60, 60')을 포함한다.
도 2는 커버 윈도우(1)에 점착제의 잔류물(2)이 폭 l 만큼 형성된 것을 나타낸 것이다. 도 2를 참조하면, 커버 윈도우(1)에 점착제를 25mm 넓이로 부착한 후, 이를 떼어내면, 점착제의 잔류물(2)이 남게 된다. 커버 윈도우(1)에 형성된 점착제의 잔류물(2)은 소정의 공정을 통해 제거하게 되는데, 점착제의 잔류물(2)이 얼마나 용이하게 제거될 수 있는지가 리웍성과 직접 관련되며, 상기 리웍성은 적층체에서 점착제를 분리한 후, 커버 윈도우를 재사용 할 때 공정의 효율성에 큰 영향을 미친다.
도 3은 점착제의 잔류물을 제거하는 러빙머신(10)을 나타낸 것이다. 도 3을 참조하면, 받침부재(3) 상에 커버 윈도우(1)를 안착시키고, 고정부재(4)로 커버 윈도우(1)를 고정한다. 그리고, 러빙봉(11)은 에탄올(농도 99.9%)로 적신 헝겊(12)으로 감싼다. 러빙봉(11)은 도 3에 나타낸 화살표 방향과 같이 좌우 방향으로 왕복 운동을 하면서 점착제의 잔류물(2)이 형성된 면을 문지르게 된다. 이때, 점착제의 잔류물(2)이 제거된 때의 러빙봉(11)의 왕복 횟수로 리웍성을 평가한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
실시예 1
광 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체를 이용하여 아크릴 공중합물을 합성하였다. 저온유리전이아크릴레이트단량체(2EHA(2-ethyl hexyl acrylate), homopolymer Tg: -70℃57 중량부, LA(Lauryl acrylate, homopolymer Tg: -26℃2 중량부, 고온유리전이아크릴레이트단량체(IBOA(Isobornyl acrylate), homopolymer Tg: 90~100℃31중량부, 수산기를 갖는 아크릴레이트단량체(2HEA(2-hydroxyethyl acrylate)) 1 중량부, (4-HBA(4-hydroxybuthyl acrylate) 1 중량부, 아크릴로일모르폴린 단량체(ACMO(4-acyloyl morpholine)) 3 중량부, 아크릴레이트 단량체(TMCHA(Trimethylcyclohexyl acrylate)) 5 중량부, 부분 중합 개시제(Irgacure 184d) 0.05 중량부, 분자량 조절제(mercaptopropionate) 0.04 중량부의 혼합물을 제조하고 20분동안 질소 퍼징하였다. 이어서 25℃에서 UV 조사(파장: 370nm, 조사량: 2700mJ )를 시켜 60℃까지 반응을 진행되도록 하였다.
60℃까지 반응이 완료되면 반응물의 온도를 30℃까지 식힌 후 아크릴공중합물이 15~25% 질량의 농도를 갖도록 하여, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하였다.
상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 100 중량부에 Irgacure 184D 0.05 중량부, Irgacure 651 0.10 중량부, TPO 0.03 중량부, Irgacure 250 0.11 중량부, 벤조페논(BP) 0.5 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 0.8 중량부, HDDA 0.10 중량부의 비율로 첨가하고 교반을 하여, 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
나이프 코터의 갭을 150㎛로 조정하고 상기 조성물을 75㎛ 두께의 헤비 이형필름(SKC Hass) 이형 표면에 코팅하고 라이트 이형필름을 적층하여 UV 조사장비를 통과시킨후 UV 조사(파장: 350nm 이상, 조사량: 2700mJ)를 진행하였다. 그 결과, 150㎛ 두께의 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
실시예 2 내지 실시예 6
실시예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 및 첨가제의 조성이 아래 표 1과 같이 상이한 것을 제외하고, 실시예 1에서와 동일한 방식으로 실시하여 실시예 2 내지 6의 광 경화형 광학용 점착제를 제조하였다.
구분 조성 (중량부)
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 첨가제
실시예 1 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 57/2/31/1/1/3/5		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
=0.05/0.10/0.03/0.11/0.5/0.8/0.09
실시예 2 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 55/4/31/1/1/3/5		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
=0.06/0.09/0.02/0.12/0.5/0.9/0.10
실시예 3 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 53/6/33/1/1/2/4		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
=0.05/0.10/0.04/0.11/0.5/0.8/0.11
실시예 4 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 53/6/33/1/1/2/4		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
=0.05/0.10/0.04/0.10/0.5/0.10/0.07
실시예 5 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 55/4/33/1/1/3/5		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
=0.05/0.09/0.03/0.12/0.5/0.8/0.06
실시예 6 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 55/4/33/1/1/3/5		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
=0.04/0.11/0.05/0.09/0.5/0.10/0.12
비교예 1
광 중합이 가능한 아크릴레이트 단량체를 이용하여 아크릴 공중합물을 합성하였다. 저온유리전이아크릴레이트단량체(2EHA(2-ethyl hexyl acrylate), homopolymer Tg: -70℃57 중량부, LA(Lauryl acrylate), homopolymer Tg: -26℃2 중량부, 고온유리전이아크릴레이트단량체(IBOA(Isobornyl acrylate), homopolymer Tg: 90~100℃31중량부, 수산기를 갖는 아크릴레이트단량체(2HEA(2-hydroxyethyl acrylate)) 1 중량부, (4-HBA(4-hydroxybuthyl acrylate) 1 중량부, 아크릴로일모르폴린 단량체(ACMO(4-acyloyl morpholine)) 3 중량부, 아크릴레이트 단량체(TMCHA(Trimethylcyclohexyl acrylate)) 5 중량부, 개시제(Irgacure 184d) 0.05 중량부, 분자량 조절제(mercaptopropionate) 0.04 중량부의 혼합물을 제조하고 20분동안 질소 퍼징하였다. 이어서 25℃에서 UV 조사(파장: 370nm, 조사량: 2700mJ )를 시켜 60℃까지 반응을 진행되도록 하였다.
60℃까지 반응이 완료되면 반응물의 온도를 30℃까지 식힌 후 아크릴공중합물이 25% 질량의 농도를 갖도록 하여, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체를 제조하였다.
상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 100 중량부에 Irgacure 184D 0.05 중량부, Irgacure 651 0.1 중량부, TPO 0.03 중량부, Igacure 250 0.11 중량부, 벤조페논(BP) 0.5 중량부, 글리시딜 메트아크릴레이트(GMA) 0.12 중량부, HDDA 0.25 중량부의 비율로 첨가하고 교반을 하여, 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
나이프 코터의 갭을 150㎛로 조정하고 상기 조성물을 75㎛ 두께의 헤비 이형필름(SKC Hass) 이형 표면에 코팅하고 라이트 이형필름을 적층하여 UV 조사장비를 통과시킨후 UV 조사(파장: 350nm 이상, 조사량: 2700mJ)를 진행하였다. 그 결과, 150㎛ 두께의 광 경화용 광학용 점착제를 제조하였다.
비교예 2 내지 비교예 5
비교예 1에 있어서, 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 및 첨가제의 조성이 아래 표 2와 같이 상이한 것을 제외하고, 제조예 1에서와 동일한 방식으로 실시하여 비교예 2 내지 5의 광 경화형 광학용 점착제를 제조하였다.
구분 조성 (중량부)
부분적으로 중합된 아크릴 공중합체 첨가제
비교예 1 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA
= 57/2/31/1/1/3/5		 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
= 0.05/0.10/0.03/0.11/0.5/0.12/0.18
비교예 2 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA= 57/2/31/1/1/3/5 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
= 0.02/0.13/0.02/0.06/1.6/0.5/0.14
비교예 3 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA= 49/2/24/5/10/3/7 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
= 0.02/0.15/0.06/0.09/0.5/0.8/0.21
비교예 4 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA= 49/2/24/5/10/3/7 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
= 0.05/0.10/0.06/0.10/0.5/0.11/0.32
비교예 5 2EHA/LA/IBOA/2HEA/4HBA/ACMO/TMCHA= 55/4/31/1/1/3/5 184D/651/TPO/250/BP/GMA/HDDA
= 0.04/0.10/0.08/0.07/1.5/0.6/0.14
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5에 의해 제조된 광 경화형 광학용 점착제의 물성을 하기의 방법으로 측정하였으며, 측정 결과는 표 3에 나타내었다.
실험예 1: 곡면합지 측정
라미네이션 증착 시스템 곡면합지기(인스풀社, 충남디스플레이 센터 보유)를 사용하여 다음과 같이 평가를 진행하였다.
광 경화형 광학용 점착제 양면을 지지하고 있는 이형필름을 제거한 후 하부 실리콘 곡면 패드(고무경도계, JISA형 경도 50)위에 올려놓은 후 상부에는 곡면 글라스(각도 25도)를 지지하기 위해 약한 점착력을 갖는 실리콘 매쉬필름을 붙인 후 곡면 글라스를 지지한 상태에서 진공 곡면합지 평가를 하였다.
압력은 0.15Mpa, 시간은 60s, 진공압력은 100Pa 조건에서 평가를 진행하였다.
이때, 상기 기포의 기준은 기포면적을 기준으로 70mm2 이상이면 NG, 70mm2 미만이면 OK인 것으로 평가하였다.
실험예 2: 크립(Creep) 측정
점탄성 측정 장치인 AR-2(TA 인스트루먼츠社)를 사용하여 Torque 100μN*m, 50℃180s에서 다음과 같이 측정하였다.
광 경화형 광학용 점착제 양면을 지지하고 있는 이형필름을 제거한 후 점착제를 500μm의 두께로 적층하고 직경이 8mm인 지그로 펀칭을 내어 시편을 제작하였다. 이후, 상기 시편에 대해 50℃에서 180초간 100μN*m을 가한 후의 Strain을 측정하여, 광 조사 전의 크립(creep)을 측정하였다.
이때, 상기 크립은 2차경화 개시제에 포함된 광 반응성 자리를 활성화시키기 전의 상태에서 측정하였다.
실험예 3: 리웍성 측정
광 경화형 광학용 점착제를 두께가 150μm이고, 넓이가 25mm가 되도록 제작하여 시편을 제조하였다.
상기 시편 양면을 지지하고 있는 이형필름을 제거하고, 커버 윈도우와 편광필름 사이에 배치한 후, 40℃5bar, 10분 조건에서 오토클레이브 공정을 수행한 후, 상기 점착제에 200nm 내지 345 nm의 UV를 조사(조사량: 3000mJ)하여 2차 경화를 완료하였다. 이후, 커버 윈도우로부터 편광필름을 제거하면, 도 2에서와 같이 커버 윈도우에 상기 시편의 잔류물이 형성된다.
이후, 헝겊으로 러빙머신(Rubbing machine, 위드랩社, WL6400)의 러빙봉을 감싸고, 러빙봉이 좌우 방향 60rpm으로 오가도록 하여 상기 잔류물이 제거되기까지의 횟수를 측정한다. 이때, 상기 횟수는 상기 러빙봉이 이동을 시작하여 처음 이동을 시작한 곳으로 돌아오는 오는 것을 1 회로 측정하였다. 또한, 상기 잔류물이 제거되기까지의 횟수는 통상의 기술자가 상기 커버 윈도우를 재사용 가능한 정도까지를 지칭한다.
한편, 상기 헝겊은 100% Polyester 75/36 DTY(2.0de)yarns을 사용하였고, 상기 헝겊이 감싸진 러빙봉을 50회 이동 마다 한 번씩 에탄올(농도 99.9%)에 적셨다.
이때, 상기 잔류물이 제거되기까지의 횟수가 400회 초과이면 불량인 것으로, 400회 이하이면 우수인 것으로, 200회 미만이면 최상인 것으로 평가하였다.
실험예 4: 점착제의 단차 커버능 측정
엣지 주변 블랙 또흔 화이트 인쇄된 프레임을 갖는 표면 코팅층을 갖는 모바일 기기에 사용되는 커버 윈도우에서, X표시 블랙 인쇄된 단차 높이는 약 20μm로 측정되었다. 점착제는 블랙 인쇄 단차 높이를 극복해야 하는데 이같은 블랙 또는 화이트 인쇄 단차의 커버능을 확인하기 위해 X표시 블랙 인쇄 단차 글라스(삼성테크노글라스)를 사용하여 단차 커버리지 능력을 시각적으로 측정하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 점착제에 대해, 아래 방법으로 단차 커버능을 평가하였다:
필름 형태의 점착제의 이형필름을 분리한 후 PET film(100㎛, SKC 코오롱)을 Roll laminating기를 사용하여, 아래 조건으로 라미네이트하였다.
적용 압력: 6kgf; 적용 속도: 50mm/sec; 적용 온도: 23℃
이후, 다른 이형필름을 분리한 후 X표시 블랙 또는 화이트 인쇄 단차글라스 (삼성테크노글라스)위에 Roll Laminater을 이용하여, 아래 조건으로 라미네이트하였다.
적용 압력: 6kgf; 적용 속도: 30mm/sec; 적용 온도: 23℃
이후 AutoClave(적용 압력: 5~6bar, 적용 시간: 10~15min, 적용 온도: 50℃℃의 공정을 수행하였다. 이후, 단차 커버능을 다음과 같이 평가하였다.
OK: 육안으로 관찰시 단차 부위 기포가 없음
NG: 육안으로 관찰시 단차 부위 기포 생김
실험예 5: 편광필름 변색 측정
비편광된 빛을 선편광된 빛으로 변화시켜주는 소자로서 입사광중 한쪽 방향으로 진동하는 빛만 투과시키고, 다른 방향으로 진동하는 빛은 흡수하는 편광기를 보유한 편광필름을 준비하였다.
이후, 편광필름 변색 여부를 측정하였다.
입사되는 빛을 서로 직교하는 2가지 편광 빛으로 구분하여 각각 흡수, 투과시키는 역할을 하는 상기 편광필름은, PVA(Poly Vinyl alcohol)필름을 일축 연신(stretching)시켜 고분자 사슬을 연신방향으로 배양시키고, 이색성을 갖는 요오드 분자 또는 이색성 염료분자를 연신된 PVA필름에 염착시켜 연신방향으로 나란히 배열시킴으로써 얻어질 수 있다.
이때, 이색성 요오드 분자 염착 방법으로 만들어지는 상기 편광필름에는 요오드 이온이 존재하는데, 상기 방법으로 측정 시 편광필름 변색은 OCA내 벤조페논등의 벤젠고리 화합물의 이중결합(C=C)과 반응하여 나타나게 된다.
구분 Creep(%) 곡면합지성 단차 커버능 리웍성 편광필름
변색
UV(전) 커버능 평가 횟수 평가 평가
실시예 1 50 OK 35 최상 132 우수 양호
실시예 2 42 OK 30 우수 121 우수 양호
실시예 3 38 OK 30 우수 119 우수 양호
실시예 4 59 OK 40 최상 133 우수 양호
실시예 5 65 OK 40 최상 124 우수 양호
실시예 6 34 OK 25 우수 128 우수 양호
비교예 1 15 NG 15 미흡 133 우수 양호
비교예 2 20 NG 20 보통 122 우수 불량
비교예 3 12 NG 15 미흡 제거안됨 미흡 양호
비교예 4 7 NG 10 미흡 제거안됨 미흡 양호
비교예 5 25 NG 20 보통 126 우수 불량
상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 광 경화용 광학용 점착제는, 측정된 크립이 30% 이상으로, 이에 따라 곡면합지성과 단차 커버능이 우수하며, 리웍성이 우수하고, 편광필름 변색 정도가 양호한 것으로 나타났다.
이에 반해, 비교예 1 내지 5에 따른 광 경화용 광학용 점착제는, 측정된 크립이 30% 미만으로, 이에 따라 곡면합지성과 단차 커버능이 열악하며, 리웍성이 열악하고, 편광필름 변색 정도가 불량으로 평가되었다.
1: 커버 윈도우
2: 점착제 잔류물
3: 받침부재
4: 고정부재
10: 러빙머신
11: 러빙봉
12: 헝겊

Claims (7)

  1. 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체, 1차경화 개시제, 및 2차경화 개시제를 포함하고, 상기 1차경화 개시제는 350nm 이상의 파장에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함하고, 상기 2차경화 개시제는 350nm 미만의 파장에 의해 활성화되는 광 반응성 자리를 포함하는 광 경화형 광학용 점착제 조성물로부터 제조된 광 경화형 광학용 점착제에 있어서,
    상기 부분적으로 중합된 아크릴 공중합체는, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃이하인 저온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 호모폴리머의 유리 전이 온도가 50℃초과인 고온 유리전이 (메트)아크릴단량체, 및 친수성기를 갖는 (메트)아크릴 단량체로부터 선택되는 하나 이상의 단량체를 부분 중합 개시제의 존재 하에 부분적으로 중합시켜 제조되고,
    상기 광 경화형 광학용 점착제 조성물 총 중량에 대한 수산기를 함유하는 단량체들의 중량 합의 백분율인 수산가가 1% 내지 25% 이며,
    크립(Creep)이 30% 이상인, 광 경화형 광학용 점착제.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 크립은 상기 1차경화 개시제의 광 반응 후 상기 2차경화 개시제의 광 반응 전에 측정된, 광 경화형 광학용 점착제.
  3. 청구항 1에 있어서,
    양면을 지지하고 있는 이형필름이 제거된 상기 광 경화형 광학용 점착제를, 하부 실리콘 곡면 패드(고무경도계, JISA형 경도 50) 위에 올려놓은 후 상부에는 곡면 글라스(각도 25도)를 지지하기 위해 상기 실리콘 곡면 패드 보다 약한 점착력을 갖는 실리콘 매쉬필름을 붙인 후 곡면 글라스를 지지한 상태에서, 0.15Mpa 압력, 60s, 100Pa 진공압력 조건에서 수행한 진공 곡면합지 평가 결과, 기포면적이 70mm2 미만인, 광 경화형 광학용 점착제.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 경화형 광학용 점착제 조성물을 광경화하여 제조된 점착제는, 하기 방법에 의해 측정된 리웍성이 400회 이하인, 광 경화형 광학용 점착제 조성물.
    (리웍성: 커버 윈도우와 편광필름 사이에 25mm 넓이로 상기 점착제가 배치된 적층체에서, 상기 커버 윈도우와 상기 편광필름을 분리한 후, 상기 커버 윈도우에 잔류한 점착물질을, 러빙머신(Rubbing machine, 위드랩社, WL6400)의 러빙봉을 좌우 방향 60rpm으로 오가도록 할 때, 상기 잔류물이 제거되기까지의 횟수.
    이때, 상기 러빙봉은 100% Polyester 75/36 DTY(2.0de)yarns의 헝겊으로 감싸되, 상기 헝겊은 50회 왕복에 한 번씩 에탄올(농도 99.9%)에 적신다.)
  5. 청구항 1에 있어서,
    양면을 지지하고 있는 이형필름이 제거된 상기 광 경화형 광학용 점착제에서,
    한 면을 PET film(100㎛, SKC 코오롱)을 Roll laminating기를 사용하여, 적용 압력 6kgf, 적용 속도 50mm/sec, 적용 온도 23℃조건으로 라미네이트 하고,
    다른 한 면을 20μm 높이의 단차를 갖는 인쇄 단차글라스 위에 Roll Laminater을 이용하여, 적용 압력 6kgf, 적용 속도 30mm/sec, 적용 온도 23℃조건으로 라미네이트 한 후,
    적용 압력 5~6bar, 적용 시간 10~15min, 적용 온도 50℃℃ 조건으로 오토클레이브(AutoClave) 공정을 수행한 결과, 상기 단차 부위의 기포가 육안으로 관찰되지 않는, 광 경화형 광학용 점착제.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 2차경화 개시제는, 벤조페논 구조를 포함하는 광개시제 및 양이온성 광개시제 중 적어도 어느 하나를 포함하는, 광 경화형 광학용 점착제.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 양이온성 광개시제는 옥세탄 구조를 포함하는 (메트)아크릴레이트가 함께 사용되는, 광 경화형 광학용 점착제.
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