KR20230142950A - 점착 필름용 조성물, 점착 필름, 광학 부재 및 광학표시장치 - Google Patents
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Abstract
방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더, 굴절률 1.5 이상의 무기 입자, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트 및 경화제를 포함하고, 상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 120중량부 내지 150중량부로 포함되는 것인, 점착 필름용 조성물, 점착 필름, 광학 부재 및 광학 표시 장치가 제공된다.
Description
본 발명은 점착 필름용 조성물, 점착 필름, 광학 부재 및 광학표시장치에 관한 것이다.
유기발광소자는 박막의 층상 구조를 가지며, 발광층에서 생성된 빛의 80% 이상이 유기발광소자의 내부 또는 계면에서 반사 또는 흡수되어 전면으로 나오지 못하고 손실됨으로써 광 효율이 낮다는 문제점이 있다. 이러한 낮은 광 효율로 인하여 원하는 휘도를 구현하기 위해서는 전력 소모량이 증가할 수 밖에 없고, 유기발광소자의 수명이 감소하게 된다. 이에, 유기발광표시장치에서 광 효율 개선을 위한 연구는 중요한 과제가 되고 있다.
특히 유기발광소자를 구비하는 패널 내에 패턴을 부가함으로써 광 효율 개선을 위한 연구가 진행 중에 있다. 일 예를 들면, 유기발광소자의 상부면에 무기층, 저굴절률 유기층 및 고굴절률 유기층이 순차적으로 형성되고, 무기층 및 고굴절률 유기층은 층 구조로 되어 있는 반면에 저굴절률 유기층은 패턴화된 구조가 제안되고 있다. 무기층은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 등의 무기 입자로 형성되어 고굴절률을 나타낼 수 있다. 이에, 고굴절률 유기층은 무기층과 접하게 되므로 무기층과의 합지가 잘 되고 고굴절률(예를 들면 굴절률 1.55 이상)을 가져야 시인성 개선 및 광 효율이 개선될 수 있다. 고 굴절률의 점착층이 고 굴절률의 유기층으로 사용될 수 있다.
고 굴절률이 발현되기 위해, 고 굴절률의 점착층은 고 굴절률의 방향족기 함유 단량체를 사용해서 제조되어야 한다. 그러나, 고 굴절률의 점착층은 통상의 일반적인 점착층 대비 응집 회복율이 낮은 경향이 있다.
한편, 광학표시장치의 사용, 보관 및 제조 환경 등이 가혹해지고, 웨어러블(wearable) 또는 폴더블(foldable) 디스플레이 등 새로운 광학표시장치 대한 관심이 높아지면서 광학표시장치의 구조에 대한 다양화가 널리 요구되고 있다. 이에, 고 굴절률의 점착층 역시 우수한 폴딩성을 구비할 것이 요구된다.
본 발명의 목적은 고 굴절률이면서 동시에 응집 회복율이 79% 이상으로 높아 저온에서 폴딩 특성이 매우 우수한 점착 필름을 구현하는 점착 필름용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 단차 매립성이 매우 우수한 점착 필름을 구현하는 점착 필름용 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 고 굴절률이면서 저온에서 폴딩 특성이 매우 우수하고 단차 매립성이 매우 우수한 점착 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 관점은 점착 필름용 조성물이다.
점착 필름용 조성물은 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더, 굴절률 1.5 이상의 무기 입자, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트 및 경화제를 포함하고, 상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 120중량부 내지 150중량부로 포함된다.
본 발명의 다른 관점은 점착 필름이다.
점착 필름은 본 발명의 점착 필름용 조성물로 형성된다.
본 발명의 또 다른 관점은 광학 부재이다.
광학 부재는 본 발명의 점착 필름을 포함한다.
본 발명의 또 다른 관점은 광학표시장치이다.
광학표시장치는 본 발명의 광학 필름을 포함한다.
본 발명은 고 굴절률이면서 동시에 응집 회복율이 79% 이상으로 높아 저온에서 폴딩 특성이 매우 우수한 점착 필름을 구현하는 점착 필름용 조성물을 제공하였다.
본 발명은 단차 매립성이 매우 우수한 점착 필름을 구현하는 점착 필름용 조성물을 제공하였다.
본 발명은 고 굴절률이면서 저온에서 폴딩 특성이 매우 우수하고 단차 매립성이 매우 우수한 점착 필름을 제공하였다.
도 1은 본 발명에서 응집 회복율을 측정하기 위한 시편의 모식도이다.
도 2는 본 발명에서 응집 회복율 측정시 그래프의 일 실시예의 형태를 보여준다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 광학 표시 장치의 일부 단면도이다.
도 2는 본 발명에서 응집 회복율 측정시 그래프의 일 실시예의 형태를 보여준다.
도 3은 본 발명 일 실시예의 광학 표시 장치의 일부 단면도이다.
첨부한 도면 및 실시예를 참고하여 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
본 명세서에서 "상부"와 "하부"는 도면을 기준으로 정의한 것으로서, 시 관점에 따라 "상부"가 "하부"로 "하부"가 "상부"로 변경될 수 있고, "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 구조를 개재한 경우도 포함할 수 있다. 반면, "직접 위(directly on)", "바로 위" 또는 "직접적으로 형성" 또는 "직접적으로 접하여 형성"으로 지칭되는 것은 중간에 다른 구조를 개재하지 않은 것을 의미한다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴"은 아크릴 및/또는 메타아크릴을 의미한다.
본 명세서에서 "굴절률"은 가시광선 영역, 구체적으로 파장 633nm에서 측정된 값이다.
본 명세서에서 "응집 회복율"은 점착 필름에 대하여 도 1 및 도 2를 참조하여 측정되는 값이다. 도 1 및 도 2는 하기에 기재된 설명을 참조한다.
본 명세서에서 "점착력"은 피착체인 유리판(예: 무알칼리 유리판)에 대해 JIS 2107 규격에 의거하여 측정된 값이다.
본 명세서에서 수치 범위 기재시 "X 내지 Y"는 "X 이상 Y 이하"(X ≤ 그리고 ≤ Y)를 의미한다.
본 발명은 고 굴절률이면서 응집 회복율이 높은 점착 필름을 제공하는 점착 필름용 조성물을 제공하였다. 응집 회복율이 79% 이상인 점착 필름은 저온(예: -20℃)에서 매우 우수한 폴딩 특성을 제공하는데 용이할 수 있다. 또한, 본 발명은 단차 매립성이 매우 우수한 점착 필름을 제공하는 점착 필름용 조성물을 제공하였다.
하기에서 설명되겠지만, 점착 필름은 광학표시장치 중 최 표면에 고 굴절률층을 갖는 패턴화된 광학 소자에 적용될 수 있다. 패턴화된 광학 소자는 하기에서 상세하게 설명된다. 점착 필름은 고 굴절률이면서 단차 매립성이 매우 우수하기 때문에, 패턴화된 광학 소자에 점착됨으로써 광 효율을 높이고 저온에서 폴더블 특성이 매우 우수하여 폴더블 광학표시장치에도 적용되도록 할 수 있다.
점착 필름용 조성물은 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더, 굴절률 1.5 이상의 무기 입자, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트 및 경화제를 포함하고, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 120중량부 내지 150중량부로 포함된다.
점착 필름용 조성물은 점착 필름의 굴절률을 1.55 이상으로 높이기 위해 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 및 굴절률 1.5 이상의 무기 입자를 포함하되, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트를 상기 함량 범위로 추가로 포함한다. 이를 통해, 응집 회복율 79% 이상을 확보함으로써 저온에서 매우 우수한 폴딩 특성 및 매우 우수한 단차 매립성을 갖는 점착 필름을 제공할 수 있다. 응집 회복률이 79% 미만인 점착 필름은 고 신뢰성의 폴더블 디스플레이 장치에 사용하는데 어려울 수 있다.
방향족계 티오 (메트)아크릴레이트가 상기 바인더 100중량부 대비 120중량부 미만으로 포함되는 경우에는, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트의 첨가로 인한 응집 회복율 상승 효과가 미약하여 응집 회복율 79% 이상에 용이하게 도달하기 어렵고 및/또는 폴딩성 및 단차 매립성이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다. 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트가 상기 바인더 100중량부 대비 150중량부 초과로 포함되는 경우에는 폴딩성 및 단차 매립성이 좋더라도 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트의 과량 첨가로 인하여 바인더의 경화도가 하락함으로써 응집 회복율이 오히려 하락하여 응집 회복율 79% 이상에 도달하지 못하여 폴더블 디스플레이 장치에는 활용이 어렵거나 고 신뢰성의 폴더블 디스플레이 장치을 제공하지 못하는 문제점이 있을 수 있다.
점착 필름용 조성물의 각 성분을 보다 상세하게 설명한다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더는 점착 필름의 굴절률을 높여 점착 필름의 굴절률 1.55 이상에 도달하는데 도움을 줄 수 있다. 일 구체예에서, 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더는 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 1종 이상을 함유하는 단량체 혼합물의 중합물을 포함할 수 있다.
단량체 혼합물은 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 1종 이상 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함할 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 점착 필름의 굴절률을 높일 수 있다. 일 구체예에서, 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 호모 폴리머 기준으로 굴절률이 1.5 이상, 예를 들면 1.55 내지 1.7이 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 굴절률 범위에 용이하게 도달될 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 호모 폴리머의 유리전이온도가 -30℃ 내지 60℃, 예를 들면 -25℃ 내지 55℃, -10℃ 내지 45℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름이 심하게 딱딱해지지 않아서 패턴화된 광학 소자에 잘 합지되도록 할 수 있다. 본 명세서에서 "호모 폴리머의 유리전이온도"는 제품의 카탈로그를 참조하거나 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정될 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 방향족기가 1개 있을 수도 있지만, 바람직하게는 방향족기가 2개 이상 갖는 것이 바람직할 수 있다. 방향족기가 2개 이상 있는 단량체는 방향족기가 1개 있는 단량체 대비 동일 함량으로 사용되더라도 점착 필름의 굴절률을 높이는데 용이할 수 있다. 일 구체예에서, 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 방향족기를 2개 내지 5개 가질 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 1개의 (메트)아크릴레이트기를 갖는, 1관능의 (메트)아크릴레이트일 수 있다. 이를 통해, 중합물 제조시 단량체들이 지나치게 중합됨으로써 점착 필름이 딱딱해져서 패턴화된 광학 소자에 합지 불량이 발생되는 문제점을 최소화할 수 있다.
일 구체예에서, 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 황을 갖지 않는 비-황계 (메트)아크릴계 단량체일 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 하기 화학식 1의 화합물을 포함할 수 있다:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
X는 단일 결합, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기 또는 산소(O)이고,
Y는 수소 또는 메틸기이고,
R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
n은 0 내지 5의 정수이고,
R2는 단일 결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 30의 모노 또는 폴리알킬렌옥시기이다)
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 하기 화학식 2의 화합물을 더 포함할 수 있다:
[화학식 2]
(상기 화학식 2에서,
Y는 수소 또는 메틸기이고,
R3은 단일 결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 30의 모노 또는 폴리알킬렌옥시기이고,
R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
n은 0 내지 5의 정수이다).
일 구체예에서, 상기 화학식 1 및 2에서 '탄소수 1 내지 30의 모노 또는 폴리알킬렌옥시기'는 -*(-O-R5-)n-*(*은 원소의 연결 부위, R5는 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기, n은 1 내지 10의 정수)일 수 있다.
예를 들면, 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 4-바이페닐일 (메트)아크릴레이트 등을 포함하는 바이페닐일 (메트)아크릴레이트; 4-바이페닐일메틸 (메트)아크릴레이트 등을 포함하는 바이페닐일메틸 (메트)아크릴레이트(예: BPMA); 페녹시 벤질 (메트)아크릴레이트(예: PBA); 모노에톡시레이티드 페닐페녹시 (메트)아크릴레이트; 에톡시레이티드(2) 페닐페녹시 (메트)아크릴레이트 등을 포함하는 폴리(에톡시레이티드) 페닐페녹시 (메트)아크릴레이트; 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
예를 들면, 방향족기를 갖는 단량체는 벤질 (메트)아크릴레이트, 페녹시에틸 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
일 구체예에서, 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 1종으로 포함될 수 있다. 다른 구체예에서, 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체마다 호모폴리머의 굴절률, 유리전이온도 등이 다르기 때문에 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 2종 이상을 혼합하여 포함시킴으로써 본 발명의 효과 구현이 보다 용이할 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 1종 이상은 상기 단량체 혼합물 중 40중량% 내지 90중량%, 바람직하게는 40중량% 내지 85중량%, 40중량% 내지 60중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 굴절률을 확보하고 점착 필름의 점착력이 낮아지는 문제점이 없으며 점착 필름의 유리전이온도가 지나치게 높아져 폴딩 특성이 나빠지는 것을 막을 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 에스테르 부위에 하나 이상의 수산기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 에스테르 부위에 하나 이상의 수산기를 갖는 탄소수 3 내지 20의 시클로알킬기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 호모 폴리머의 유리전이온도가 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 대비 낮을 수 있다. 이를 통해 점착 필름의 점착력을 높이고 패턴화된 광학 소자에 잘 합지되도록 하며 점착력도 나오도록 수 있다. 예를 들면, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 호모 폴리머의 유리전이온도가 -10℃ 이하, 구체적으로 -50℃ 내지 -10℃가 될 수 있다.
일 구체예에서, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체로 에스테르 부위에 하나 이상의 수산기를 갖는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 구체적으로, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트(예: 4-HBA), 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 1-클로로-2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 단량체는 상기 단량체 혼합물 중 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 단량체 혼합물 중 5중량% 내지 30중량%, 예를 들면 10중량% 내지 30중량%, 15중량% 내지 25중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 도달에 용이할 수 있다.
일 구체예에서, 단량체 혼합물 중 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체의 총합은 75중량% 이상, 예를 들면 75중량% 내지 100중량%일 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 용이하게 도달될 수 있다.
일 구체예에서, 단량체 혼합물 중 하기에서 설명되는 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트 함량은 0중량%일 수 있다.
단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 에스테르 부위에 비치환 형태로서 직쇄형 또는 분지쇄형의 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 가지며, 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, iso-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등을 포함하는 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트(예: 2-EHA), 헵틸(메트)아크릴레이트, 옥틸(메트)아크릴레이트, iso-옥틸(메트)아크릴레이트, 노닐(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 도데실(메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
직쇄형 또는 분지쇄형의, 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 단독, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 단독, 또는 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체의 총합 각각 대비 더 낮은 함량으로 단량체 혼합물에 포함될 수 있다. 이를 통해 점착 필름의 굴절률이 낮아지는 것을 막고 점착 필름의 유리전이온도를 낮추는 효과를 제공할 수 있다.
직쇄형 또는 분지쇄형의, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 단량체 혼합물 중 0중량% 내지 40중량%, 구체적으로 5중량% 내지 40중량%, 더 구체적으로 5중량% 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 굴절률이 낮아지는 것을 막을 수 있다.
단량체 혼합물은 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 직쇄형 또는 분지쇄형의, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르와는 다른 공단량체를 더 포함할 수 있다.
공단량체는 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체 및 직쇄형 또는 분지쇄형의, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 중 1종 이상과 중합 가능하지만, 방향족기 또는 수산기를 갖지 않거나 또는 호모폴리머의 유리전이온도가 더 낮은 것일 수 있다. 공단량체는 점착 필름의 유리전이온도를 낮추어 줌으로써 점착 필름의 폴딩 특성 개선에 도움을 줄 수 있다.
공단량체는 호모폴리머의 유리전이온도가 -55℃ 이하, 구체적으로 -90℃ 내지 -60℃, -90℃ 내지 -65℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름은 넓은 온도 범위에서 우수한 점착력과 신뢰성을 가지는 효과가 있다.
일 구체예에서, 공단량체는 알킬렌글리콜기 함유 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 알킬렌글리콜기 함유 (메트)아크릴레이트는 호모폴리머의 유리전이온도가 -90℃ 내지 -55℃, 바람직하게는 -90℃ 내지 -60℃, 더 바람직하게는 -75℃ 내지 -60℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 모듈러스를 낮추고 점착 필름의 폴딩성을 더 좋게 할 수 있다. 알킬렌글리콜기 함유 (메트)아크릴레이트는 에틸렌옥사이드기(-CH2CH2O-) 또는 프로필렌 옥사이드기(-CH2CH2CH2O-), 바람직하게는 에틸렌옥사이드기를 갖는 1관능의 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
알킬렌글리콜기 함유 (메트)아크릴레이트는 예를 들면 에틸렌글리콜을 6몰 내지 13몰 함유하는 메톡시 폴리(에틸렌글리콜) (메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜을 2몰 내지 10몰 함유하는 에틸헥실 폴리(에틸렌글리콜) (메트)아크릴레이트, 옥틸 폴리(에틸렌글리콜) (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 알킬렌글리콜기 함유 (메트)아크릴레이트는 에틸헥실 디(에틸렌글리콜) (메트)아크릴레이트, 에틸헥실 트리(에틸렌글리콜) (메트)아크릴레이트, 옥틸 디(에틸렌글리콜) (메트)아크릴레이트 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
공단량체는 단량체 혼합물 중 0중량% 내지 45중량%, 바람직하게는 0.5중량% 내지 20중량%, 5중량% 내지 20중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 폴딩성을 더 좋게 할 수 있다.
일 구체예에서, 단량체 혼합물 중 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르 및 공단량체의 총합은 85중량% 이상, 예를 들면 90중량% 내지 100중량%일 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과가 용이하게 도달될 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더는 중량평균분자량(Mw)이 10만 내지 500만g/mol, 예를 들면 10만 내지 300만g/mol, 10만 내지 100만g/mol이 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 내구 신뢰성 확보가 용이할 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더는 수평균분자량(Mn)이 1만 내지 10만g/mol, 예를 들면 1만 내지 5만g/mol이 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 내구 신뢰성 확보가 용이할 수 있다.
방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더는 단량체 혼합물에 개시제를 첨가한 다음 중합하여 제조될 수 있다. 개시제는 열 개시제를 포함할 수 있다. 열 개시제는 각각 당업자에게 알려진 통상의 종류를 사용할 수 있다. 예를 들면, 개시제는 열 개시제로서, 아조계 중합 개시제; 및/또는 과산화 벤조일 또는 과산화 아세틸과 같은 과산화물 등을 포함하는 통상의 것을 사용할 수 있다. 개시제는 단량체 혼합물 100중량부에 대해 0.01중량부 내지 0.5중량부, 바람직하게는 0.01중량부 내지 0.1중량부, 더 바람직하게는 0.03중량부 내지 0.08중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 상기 바인더에 용이하게 도달될 수 있다. 중합은 현탁 중합, 유화 중합, 용액 중합 등의 당업자에게 알려진 통상의 중합 방법을 포함할 수 있다. 중합 온도는 60℃ 내지 80℃, 중합 시간은 4시간 내지 8시간이 될 수 있다. 상기 바인더에 용이하게 도달될 수 있다.
굴절률 1.5 이상의 무기 입자는 점착 필름의 굴절률을 높임으로써 본 발명이 이루고자 하는 점착 필름의 굴절률에 도달하는데 용이하게 할 수 있다.
굴절률 1.5 이상의 무기 입자는 굴절률이 1.5 내지 2.8, 바람직하게는 1.5 내지 2.0이 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 점착 필름의 굴절률에 용이하게 도달될 수 있다.
굴절률 1.5 이상의 무기 입자는 당업자에게 알려진 통상의 무기 입자를 채용할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 1.5 이상의 무기 입자는 지르코니아(ZrO2), 티타니아(TiO2) 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 지르코니아를 포함할 수 있다.
굴절률 1.5 이상의 입자는 구형, 비구형 또는 무정형의 입자로서 평균 입경(D50)이 5nm 내지 50nm, 예를 들면 10nm 내지 40nm, 예를 들면 15nm 내지 30nm를 갖는 나노 입자가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름에 포함될 수 있고 점착 필름의 점착력 및 헤이즈에 영향을 주지 않을 수 있다. 상기 "평균 입경(D50)"은 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 측정될 수 있다. 예를 들면 평균 입경(D50)은 무기 입자의 입경을 입도 분석기(particle size analyzer)에 의한 중량 누적 분석에서 50%에 해당되는 입경을 의미한다.
굴절률 1.5 이상의 입자는 표면 처리되지 않을 수도 있으나 표면 처리됨으로써 상기 바인더와 혼합시 분산성을 높여 점착 필름의 헤이즈를 낮출 수 있다. 표면 처리 방법은 당업자에게 알려진 통상의 방법에 의할 수 있다. 예를 들면, 굴절률 1.5 이상의 입자는 (메트)아크릴계 화합물로 표면 처리될 수 있다.
굴절률 1.5 이상의 입자는 점착 필름(점착 필름용 조성물의 고형분 기준) 중 5중량% 내지 60중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로 10중량% 내지 60중량%, 30중량% 내지 60중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 굴절률 1.55 이상과 점착력 도달에 용이할 수 있다.
굴절률 1.5 이상의 입자는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 1중량부 내지 10중량부, 예를 들면 5중량부 내지 10중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 굴절률 1.55 이상을 확보할 수 있고, 높은 점착력 및 폴딩에 적절한 모듈러스 도달에 용이할 수 있다.
방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 및 굴절률 1.5 이상의 입자를 포함하는 점착 필름용 조성물에 포함되어 저온에서의 우수한 폴딩성을 제공할뿐만 아니라 단차 매립성을 개선할 수 있다. 또한, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 방향족기를 가짐으로써 점착 필름의 굴절률을 높이는데 도움을 줄 수 있다.
본 발명의 점착 필름용 조성물에서 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 점착 필름용 조성물 중 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 및 굴절률 1.5 이상의 무기 입자 대비 별개의 독립적인 성분으로 포함된다. 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트가 상기 바인더를 위한 단량체 혼합물에 포함되는 경우, 본 발명의 점착 필름의 효과를 제공하는 바인더가 중합이 잘 되지 않는 문제점이 있을 수 있다.
방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 호모폴리머의 Tg가 -18℃ 이하, 예를 들면 -50℃ 내지 -25℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 폴딩성 개선에 도움을 줄 수 있다.
방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 말단에 1개의 방향족기를 갖는 단관능 (메트)아크릴레이트일 수 있다. 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 수산기를 갖지 않는 비-수산기형의 (메트)아크릴레이트일 수 있다. 예를 들면, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 하기 화학식 3의 화합물일 수 있다:
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서
Y는 수소 또는 메틸기이고,
R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐이고,
n은 0 내지 5의 정수이고,
R2는 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다).
예를 들면, R2는 비치환된, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기일 수 있다.
예를 들면, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트 등이 될 수 있다.
방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 120중량부 내지 150중량부로 포함된다.
경화제는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더를 열 경화시켜 점착 필름의 점착력을 높이는데 용이하도록 할 수 있다. 경화제는 열 경화제로서 이소시아네이트계 경화제, 에폭시계 경화제, 금속 킬레이트계 경화제, 아지리딘계 경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는, 경화제로 이소시아네이트계 경화제를 사용할 수 있다.
이소시아네이트계 경화제는 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 2,4-톨루엔디이소시아네이트, 2,6-톨루엔디이소시아네이트 등을 포함하는 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 4,4'-메틸렌디페닐디이소시아네이트(MDI), 1,3-자일릴렌디이소시아네이트, 1,4-자일릴렌 디이소시아네이트 등을 포함하는 자일릴렌디이소시아네이트(XDI), 수소화 톨루엔 디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아네이토메틸시클로헥산, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 트리메틸올프로판/톨루엔디이소시아네이트의 3량체 부가물을 포함하는 트리메틸올프로판 톨루엔디이소시아네이트 어덕트, 트리메틸올프로판의 자일릴렌 디이소시아네이트 어덕트, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 상술 이소시아네이트계 경화제의 어덕트 등을 포함할 수 있다.
경화제 예를 들면 이소시아네이트계 경화제는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대해 0.01중량부 내지 5중량부, 구체적으로 0.01중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착력에 도달하는데 용이할 수 있다.
점착 필름용 조성물은 개시제를 더 포함할 수 있다. 개시제는 점착 필름용 조성물의 경화율을 더 높임으로써 점착 필름의 응집 회복율을 더 높일 수 있다. 바람직하게는, 점착 필름용 조성물의 경화율은 90% 이상, 예를 들면 95% 내지 100%로 높아질 수 있다.
개시제는 점착 필름용 조성물의 열 경화, 광 경화를 촉진하며, 열 개시제, 광 라디칼 개시제, 광산 발생제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 광 라디칼 개시제를 포함할 수 있다.
광 라디칼 개시제는 광 경화 반응을 수행할 수 있는 통상의 종류를 제한없이 포함할 수 있다. 예를 들면, 광 라디칼 개시제는 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 티오크산톤계, 벤조인계, 인계, 케톤계, 옥심계 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 광산 발생제는 광 경화 반응을 수행할 수 있는 통상의 종류를 제한없이 포함할 수 있다. 예를 들면, 광산 발생제는 오늄염을 포함할 수 있다.
개시제는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대해 0.01중량부 내지 5중량부, 구체적으로 0.01중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 내구성 및 점착력을 동시에 만족하는 효과가 있을 수 있다.
점착 필름용 조성물은 다관능 광경화성 화합물, 실란 커플링제, 경화 촉매, 가소제, 첨가제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
다관능 광경화성 화합물은 광경화성 다관능 (메트)아크릴레이트 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 다관능 광경화성 화합물은 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메트)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메트)아크릴레이트 또는 트리스(메트)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트 또는 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트 또는 우레탄 (메트)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
다관능 광경화성 화합물은 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대해 0중량부 내지 15중량부, 구체적으로 0.1중량부 내지 15중량부, 1중량부 내지 15중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착력에 도달하는데 용이할 수 있다.
실란 커플링제는 상기 점착 필름의 점착력을 높이고 신뢰성을 높일 수 있다. 실란 커플링제는 아세틸아세토네이트기를 갖는 아세틸아세토네이트계 실란 커플링제, 아세토아세테이트기를 갖는 아세토아세테이트계 실란 커플링제, 에폭시기를 갖는 에폭시계 실란 커플링제 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 예를 들면, 에폭시계 실란 커플링제는 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡실란, 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 아세틸아세토네이트계 실란 커플링제 또는 아세토아세테이트계 실란 커플링제는 3-(트리메톡시실릴)프로필 아세토아세테이트, 아세틸아세토네이트 트리메톡시실란, 아세틸아세토네이트 트리에톡시실란 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
실란 커플링제는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대해 0.1중량부 내지 1중량부, 구체적으로 0.1중량부 내지 0.5중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 점착력이 더 개선될 수 있다.
경화 촉매는 예를 들면, 금속 촉매로서, 디부틸틴 디라우레이트, 디옥틸틴 디라우레이트 등의 주석계 촉매, 트리스(아세틸아세토네이트) 철, 트리스(헥산-2,4-디오네이트) 철, 트리스(헵탄-2,4-디오네이트) 철 등의 철계 촉매를 포함할 수 있다. 경화 촉매는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대해 0.0001중량부 내지 0.01중량부, 구체적으로 0.0003중량부 내지 0.01중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 더 용이할 수 있다.
가소제(plasticizer)는 점착 필름의 폴딩 특성이 더 우수해지도록 할 수 있다. 가소제 특히, 방향족계 가소제는 굴절률 1.5 이상의 무기 입자 대비 점착 필름용 조성물 중 타 성분과의 상용성이 좋아서 점착 필름의 굴절률이 낮아지거나 헤이즈가 높아지는 것을 막을 수 있다.
방향족계 가소제는 열 또는 광에 대한 비경화성 화합물이 될 수 있다. 이를 통해, 점착 필름 내에서 다른 성분과 경화되지 않음으로써 점착 필름의 모듈러스 상승을 차단하여 폴딩 특성을 개선할 수 있다.
일 구체예에서, 방향족계 가소제는 자일렌계 가소제를 포함할 수 있다. 자일렌계 가소제는 본 발명의 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더를 포함하는 점착 필름의 유리전이온도를 낮추어 폴딩 특성을 더 개선할 수 있다. 일 구체예에서, 자일렌계 가소제는 알킬렌기, 알킬렌옥시기 또는 아릴렌기를 통해 연결된, 2개 이상의 치환 또는 비치환된 자일렌기를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 알킬렌기는 메틸렌기 등의 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기일 수 있고, 상기 알킬렌옥시기는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기-O-탄소수 1 내지 5의 알킬렌기일 수 있고, 상기 아릴렌기는 히드록시페닐렌기 또는 디히드록시페닐렌기 등의 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 10의 아릴렌기일 수 있다.
예를 들면, 자일렌계 가소제는 하기 화학식 4a 내지 화학식 4e 중 어느 하나로 표시될 수 있으며, 점착 필름용 조성물 중 1종 이상으로 포함될 수 있다:
[화학식 4a]
[화학식 4b]
[화학식 4c]
[화학식 4d]
[화학식 4e]
(상기에서 Me는 메틸기, R은 수소, 수산기 또는 메틸기, n은 0 내지 5의 정수이다)
방향족계 가소제는 당업자에게 알려진 통상의 방법으로 제조되거나 또는 상업적으로 시판되는 제품으로 구입하여 사용될 수 있다.
방향족계 가소제는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 0중량부 내지 250중량부, 구체적으로 0.5중량부 내지 100중량부, 구체적으로 1중량부 내지 50중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착 필름의 폴딩성이 개선 및 단차 매립성 개선에 도움을 줄 수 있다.
첨가제는 당업자에게 알려진 통상의 첨가제로서 예를 들면 레벨링제, 대전 방지제, 입자, 충전제, 산화 방지제, 열 안정제, 자외선 흡수제, 계면 활성제 등을 포함할 수 있다. 첨가제는 방향족기를 갖는 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대해 0.001중량부 내지 5중량부, 구체적으로 0.01중량부 내지 1중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 점착제층의 물성에 영향을 주지 않으면서 첨가제 효과를 얻을 수 있다.
점착 필름용 조성물은 무용제형일 수 있다. 또는 상기 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 상기 조성물이 용제를 포함하는 경우, 점착 필름을 박형의 두께로 만들 수 있고 도포성을 좋게 할 수 있다. 용제는 당업자에게 알려진 통상의 용제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 용제는 메틸에틸케톤, 에틸아세테이트, 톨루엔 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
점착 필름용 조성물은 점착 필름을 제조하는데 사용될 수 있다. 점착 필름은 상기 점착 필름용 조성물을 이형 필름 상에 도포하여 점착 필름용 도막을 얻고, 상기 도막을 건조, 활성 에너지선 경화 중 1종 이상으로 처리함으로써 제조될 수 있다. 건조는 상기 도막을 100℃ 내지 120℃에서 2분 내지 4분 처리하는 것일 수 있다. 활성 에너지선 경화는 상기 도막을 UV 파장에서 광량 300mJ/cm2 내지 800mJ/cm2으로 광 조사하는 것일 수 있다. 이후에, 상기 도막은 40℃ 내지 50℃에서 0.5일 내지 5일 방치하는 숙성 과정을 더 거칠 수도 있다.
이하, 본 발명의 점착 필름을 상세히 설명한다.
점착 필름은 본 발명의 점착 필름용 조성물로 형성된다.
점착 필름은 굴절률이 1.55 이상이 될 수 있다. 상기 범위에서, 패턴화된 광학 소자의 광 출사면에 적층시 발광 소자로부터 출사되는 광의 광 취출 효율을 높임으로써 점착 필름은 상대적으로 적은 전력 소모량으로도 높은 휘도를 구현할 수 있고 이로 인해 발광 소자의 수명을 연장시킬 수 있다. 예를 들면, 점착 필름은 굴절률이 1.55 내지 1.65가 될 수 있다.
점착 필름은 응집 회복율이 79% 이상이 될 수 있다. 상기 범위에서, 저온(예: -20℃)에서의 폴딩성이 매우 우수할 수 있다. 본 명세서에서 "폴딩 특성이 매우 우수하다"는 것은 점착 필름을 포함하는 시편에 대하여 폴딩 특성을 평가하였을 때 폴딩 회수가 20만회 이상이더라도 폴딩 자국, 들뜸 및 크랙 불량이 전혀 발생하지 않음을 의미한다. 예를 들면, 응집 회복율은 79% 내지 100%, 79% 내지 95%가 될 수 있다.
점착 필름은 패턴화된 광학 소자에 대한 단차 매립성이 우수함으로써 패턴화된 광학 소자에 대한 합지 정도가 우수할 수 있다. 여기에서 "합지 정도가 우수하다는 것"은 광학 소자의 패턴화된 면과 점착 필름 간의 빈 공간이 최소화되고 기포 없이 패턴화된 면이 완전히 매립됨으로써 점착 필름과 패턴화된 면이 완전히 밀착되어 있음을 의미한다. 이로 인해, 점착 필름은 패턴화된 광학 소자와 상기 광학 소자의 상부면에 적층되는 다른 광학 소자 간의 이탈 및/또는 분리를 막아 표시 장치의 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 점착 필름은 패턴화된 광학 소자와 점착 필름 간에 서로 합지되지 않은 면적을 최소화함으로써 광 효율이 낮아지는 등의 문제점이 없을 수 있다.
점착 필름은 무기 입자를 포함함에도 불구하고 광학 소자에 적층시 우수한 단차 매립성을 제공할 수 있고 헤이즈가 낮아서 광학표시장치에 사용될 수 있다.
점착 필름은 헤이즈가 1% 이하, 예를 들면 0.1% 내지 0.99%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광 출사에 영향을 주지 않고 광학 표시 장치에 적용될 수 있다.
점착 필름은 광학적으로 투명하여 광학 표시 장치에 사용될 수 있다. 일 구체예에서, 점착 필름은 광 투과율이 90% 이상, 예를 들면 90% 내지 100%가 될 수 있다.
점착 필름은 두께가 50㎛ 이하, 예를 들면 5㎛ 내지 30㎛, 10㎛ 내지 20㎛가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 표시 장치에 사용될 수 있다.
점착 필름은 유리전이온도가 -18℃ 이하, 예를 들면 -27℃ 내지 -18℃가 될 수 있다. 상기 범위에서, 본 발명의 효과 구현이 용이할 수 있다.
본 발명의 광학 부재는 본 발명의 점착 필름을 포함한다.
이하, 본 발명 일 실시예의 광학 부재를 설명한다.
광학 부재는 제1 점착 필름 및 제1 점착 필름의 상부면에 적층된 편광판을 포함하고, 상기 제1 점착 필름은 본 발명의 점착 필름을 포함할 수 있다.
편광판은 편광자 및 상기 편광자의 적어도 일면에 적층된 보호층 또는 보호 필름을 포함할 수 있다. 편광자, 보호층, 보호 필름은 당업자에게 알려진 통상의 종류를 채용할 수 있다.
광학 부재는 제1 점착 필름과 편광판 사이에 제2 점착 필름을 더 포함할 수 있다. 제2 점착 필름은 제1 점착 필름 대비 굴절률이 낮다. 제2 점착 필름은 제1 점착 필름과 편광판에 대한 점착력을 높여 광학 부재의 신뢰성을 높일 수 있다.
광학 표시 장치는 본 발명의 점착 필름 또는 광학 부재를 포함한다. 광학 표시 장치는 유기 발광 소자, 무기 발광 소자, 유-무기 발광 소자 등을 포함하는 발광 소자 표시 장치를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명 일 실시예의 광학 표시 장치를 도 3을 참조하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 광학 표시 장치는 유기 발광 소자(100), 유기 발광 소자(100)의 상부면에 적층된 패턴화된 광학 소자 및 고굴절률 유기층(400)을 포함하고, 패턴화된 광학 소자는 유기 발광 소자(100)로부터 순차적으로 적층된 무기층(200) 및 저굴절률 유기층(300)을 포함하고, 고굴절률 유기층(400)은 본 발명의 점착 필름을 포함할 수 있다.
무기층(200)은 실리콘 나이트라이드, 실리콘 옥시나이트라이드, 실리콘 옥사이드, 티타늄 옥사이드, 알루미늄 옥사이드 등의 무기 입자로 형성되어 고굴절률을 나타낼 수 있다
저굴절률 유기층(300)은 무기층(200)의 상에 배치되며, 소정의 단면 형상을 갖는 돌출된 패턴일 수 있다. 이러한 패턴화된 광학 소자는 공정 안정성을 확보할 수 있다. 저굴절률 유기층(300)은 소정의 단면을 갖는 패턴 복수개가 서로 이격되어 있는 것이며, 패턴 간의 간격은 10㎛ 내지 1000 ㎛, 패턴 높이 즉 단차 높이는 1㎛ 내지 100 ㎛의 패턴면을 구비할 수 있다. 저굴절률 유기층(300)은 특별히 제한되지 않지만, 아크릴계 물질로 형성될 수 있다.
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.
제조예 1
질소 가스가 환류되고 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치가 설치된 1L의 반응기에, 고형분 기준으로, 4-바이페닐일메틸 아크릴레이트(BPMA, 그린케미컬) 55 중량부, 4-히드록시부틸 아크릴레이트(4-HBA, 오사카 오르가닉) 22.7중량부, 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA, 덕산과학) 6.3중량부, 2-에틸헥실 디(에틸렌 글리콜) 아크릴레이트(EHDG, 호모 폴리머의 Tg: -72℃, 한농화성) 16중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 투입하고, 에틸아세테이트(또는 메틸에틸 케톤과 톨루엔) 50중량부를 첨가하였다. 단량체 혼합물에서 산소를 제거하기 위하여 질소 가스를 30분 동안 투입하여 반응기를 치환시킨 후 반응기 내부 온도를 70℃로 유지하였다.
상기 단량체 혼합물을 균일하게 교반한 후 열 개시제 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트)(V-601, Wako) 0.06중량부를 투입하고 4시간 동안 교반하였다. 그런 다음 반응기 내 온도를 80℃까지 높이고 상기 열 개시제 0.05중량부를 더 첨가하였다. 80℃에서 2시간 동안 교반한 후 (메트)아크릴계 바인더를 포함하는 용액을 제조하였으며 에틸아세테이트를 첨가하여 고형분 35중량%의 (메트)아크릴계 바인더 함유 용액을 제조하였다.
제조예 2
질소 가스가 환류되고 온도 조절이 용이하도록 냉각 장치가 설치된 1L의 반응기에, 고형분 기준으로, 4-바이페닐일메틸 아크릴레이트(BPMA, 그린케미컬) 55 중량부, 4-히드록시부틸 아크릴레이트(4-HBA, 오사카 오르가닉) 22.7 중량부, 2-에틸헥실 아크릴레이트(2-EHA, 덕산과학) 6.3 중량부, 2-에틸헥실 디(에틸렌 글리콜) 아크릴레이트(EHDG, 호모 폴리머의 Tg: -72℃, 한농화성) 16 중량부, 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트 220중량부를 포함하는 단량체 혼합물을 투입하고, 에틸아세테이트(또는 메틸에틸 케톤과 톨루엔) 50중량부를 첨가하였다. 단량체 혼합물에서 산소를 제거하기 위하여 질소 가스를 30분 동안 투입하여 반응기를 치환시킨 후 반응기 내부 온도를 70℃로 유지하였다.
그런 다음, 상기 단량체 혼합물을 균일하게 교반한 후 열 개시제 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트)(V-601, Wako) 0.06중량부를 투입하고 4시간 동안 교반하였다. 그런 다음 반응기 내 온도를 80℃까지 높이고 상기 열 개시제 0.05중량부를 더 첨가하였다. 80℃에서 2시간 동안 교반하였다. 그 결과, 반응성이 작아 분자량이 상승된 (메트)아크릴계 바인더를 얻지 못하게 되었다.
아래 실시예와 비교예에서 사용된 성분은 다음과 같다.
(1)지르코니아 입자 함유 분산액: ZP-158(일본 촉매社, 지르코니아 평균 입경(D50): 20nm, 지르코니아 굴절률: 1.75)
(2)방향족계 티오 (메트)아크릴레이트: 2-(페닐티오)에틸 아크릴레이트(PT-011, 호모폴리머의 Tg: -31℃, 호모폴리머의 굴절률: 1.558)
(3)경화제: 헥사메틸렌 디이소시아네이트계 경화제(CK-164, NCI社)
(4)개시제: TPO(디페닐 (2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀 옥시드)
실시예 1
제조예 1의 (메트)아크릴계 바인더, 지르코니아 입자, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트, 경화제 및 개시제를 고형분 기준으로 하기 표 1(단위: 중량부)의 함량으로 포함시킨 다음, 배합 고형분 30 중량%가 되도록 메틸에틸케톤(MEK)을 첨가하여 20분 동안 교반한 다음, 30분 동안 degassing 처리하여 점착 필름용 조성물을 제조하였다.
대전 방지 코팅층을 갖는 제1 이형 필름(PET 필름, 두께: 75㎛)의 대전 방지 코팅층에 상기 제조된 점착 필름용 조성물을 소정의 두께로 코팅하여 코팅층을 얻고 100℃에서 4분 동안 건조시킨 다음, 대전 방지 코팅층을 갖는 제2 이형 필름(PET 필름, 두께: 50㎛)을 덮고, 금속 할라이드 램프 하에서 UV 파장에서 UV를 500mJ/cm2의 광량으로 조사하여, 대전 방지 코팅층을 갖는 제1 이형 필름 - 점착 필름 - 대전 방지 코팅층을 갖는 제2 이형 필름의 순서로 적층된 점착 시트를 제조하였다.
상기 점착 시트를 50℃에서 1일 동안 숙성시켜, 대전 방지 코팅층을 갖는 제1 이형 필름 - 점착 필름(두께: 20㎛) - 대전 방지 코팅층을 갖는 제2 이형 필름의 순서로 적층된 점착 시트를 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 점착 필름용 조성물 중 각 성분의 종류 및/또는 고형분 기준 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 제1 이형 필름-점착 필름(두께: 20㎛)-제2 이형 필름이 순차적으로 적층된 점착 시트를 제조하였다.
비교예 1 내지 비교예 5
실시예 1에서, 점착 필름용 조성물 중 각 성분의 종류 및/또는 고형분 기준 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로, 제1 이형 필름-점착 필름(두께: 20㎛)-제2 이형 필름이 순차적으로 적층된 점착 시트를 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조된 점착 시트를 가지고 하기 표 1의 물성을 평가하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1)굴절률: 점착 시트에서 이형 필름을 모두 박리시켜 점착 필름을 얻었다. 점착 필름에 대해 프리즘 커플러(Metricon, model 2010/M)를 이용하여 파장 633nm에서 점착 필름 코팅을 0.1㎛의 공극을 남기고 프리즘 커플러 내의 루틸 프리즘 기부에 접촉시켜 유효 굴절률 RI를 측정하였다.
(2)응집 회복율(단위: %): 실시예와 비교예에서 제조한 점착 시트를 가로 x 세로 25mm x 25mm로 재단하고, 제1 이형 필름을 박리하여 점착 필름의 일 표면을 노출시키고, 제1 SUS(steel use stainless) 기판(가로 x 세로 x 두께, 70mm x 26mm x 0.1T)의 말단에 상기 점착 필름의 일 표면을 합지하고, 상기 점착 시트 중 제2 이형 필름을 박리하여 점착 필름의 다른 일 표면을 노출시키고, 제2 SUS 기판(가로 x 세로 x 두께, 70mm x 26mm x 0.1T)의 말단에 상기 점착 필름의 다른 일 표면을 합지하고 상온에서 1시간 동안 방치함으로써, 도 1의 제1 SUS 기판(10)의 말단에 점착 필름(30), 제2 SUS 기판(20)이 순차적으로 적층된 시편을 제조하였다. 이때, 제1 SUS 기판 및 제2 SUS 기판 중 점착 필름이 합지되는 부분에는 플라즈마 처리가 된 상태이며, 제1 SUS 기판과 점착 필름의 접촉 면적은 가로 x 세로 25mm x 25mm이고, 제2 SUS 기판과 점착 필름의 접촉 면적은 가로 x 세로 25mm x 25mm이다.
상기 시편을 응집 회복율 측정 장치인 Instron사의 피로도 시험기에 장착하였다. 그런 다음, 온도: 25℃, Load: 5초 동안 1N, 연신 속도: 2mm/min, 점착 필름의 최대 연신 길이: 30㎛, strain: 300%로 제1 SUS 기판이 고정된 상태에서 제2 SUS 기판을 5초 동안 1N Load가 가해지는 동안 잡아당기고 5분 동안 유지한 다음, 점착 필름의 최대 연신된 길이 - 점착 필름의 최초 길이(도 2에서 A)를 계산하였다. 그런 다음, 1초 동안 점착 필름에 가해지는 Load 1N를 제거한 다음 다시 5분 동안 유지하여 점착 필름의 최종 길이 - 점착 필름의 최초 길이(도 2의 B)를 계산하였다. 도 2에서 X축은 시간(단위: 초), Y축은 점착 필름의 연신 길이(단위: mm)을 의미한다. 응집 회복율은 (A - B)/A x 100으로 계산되었다.
(3)유리전이온도(Tg, 단위: ℃): 점착 필름 15 mg(on 6 mm Al Pan)의 샘플을 만들어서 질소 분위기(50mL/min)에서 20℃/min의 승온 속도로 100℃까지 승온하고 -80℃까지 냉각시킨 후 10℃/min의 승온 속도로 100℃까지 승온하면서 DSC Discovery(TA Instruments사)를 사용하여 점착 필름의 유리전이온도를 측정하였다.
(4)폴딩성: 실시예와 비교예에서 제조된 점착 시트를 세로 x 가로(25mm x 100mm)의 크기로 절단하고 -20℃에서 folding radius 1 mm로 20만번 시행한 후에 폴딩 자국, 들뜸 및 크랙 불량이 발생하는지 여부를 확인한 후, 폴딩 자국, 크랙 및 들뜸이 없는 경우 "◎"로, 크랙 및 들뜸은 없지만 폴딩 자국이 일부 발생하는 경우 "○"로, 폴딩 자국이 강하게 나타나고, 크랙 및 들뜸이 일부 발생되는 경우 "△"로, 폴딩 자국, 크랙 및 들뜸이 발생되는 경우 "X"로 평가하였다.
(5)단차 매립성: 실시예와 비교예에서 얻어진 제1 이형 필름/점착 필름/제2 이형 필름의 점착 시트에서 양쪽 이형 필름을 모두 제거하여 점착 필름을 얻었으며 폭 x 길이가 2.5cm x 10cm으로 절단하였다. 얻은 점착 필름을 상부면에 두께 2㎛의 패턴이 있는 Glass기판의 상부면에 3.5bar, 50℃ 및 1000초 동안 오토클레이브 처리하여 합지하였다. 합지된 면에서 기포가 발생하였는지 여부를 현미경으로 확인하였다. 현미경 평가 결과, 기포가 전혀 발견되지 않는 경우 "◎"로, 기포가 1 내지 3개 발견되는 경우 "○"로, 기포가 4 내지 10개 발견되는 경우 "△"로, 기포가 10개를 초과하여 발견되는 경우 "X"로 평가하였다.
| 실시예 | 비교예 | |||||||
| 1 | 2 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| 바인더 | 종류 | 제조예1 | 제조예1 | 제조예1 | 제조예1 | 제조예1 | 제조예1 | 제조예2 |
| 함량 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| 지르코니아 입자 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
| 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트 |
150 | 120 | 0 | 100 | 50 | 180 | 0 | |
| 경화제 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | 0.04 | |
| 개시제 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | 0.05 | |
| 굴절률 | 1.580 | 1.577 | 1.560 | 1.574 | 1.567 | 1.584 | 측정불가 | |
| 응집 회복율 | 83.7 | 79.1 | 69.8 | 78.3 | 75.6 | 78.7 | 측정불가 | |
| 유리전이온도 | -20 | -18 | 3 | -13 | -7 | -24 | 측정불가 | |
| 폴딩성 | ◎ | ◎ | X | X | X | ○ | 측정불가 | |
| 단차 매립성 | ◎ | ◎ | △ | △ | △ | ○ | 측정불가 | |
상기 표 1에서와 같이, 본 발명의 점착 필름은 고 굴절률이고 폴딩 특성이 우수하고 단차 매립성이 우수하였다. 따라서, 상기 표 1에서 보여지지 않았지만, 본 발명의 점착 필름은 패턴화된 광학 소자로부터 출사되는 광의 광 취출 효율을 높일 수 있고 폴더블 디스플레이 장치에 사용될 수 있을 것으로 예상된다.
반면에, 상기 표 1에서와 같이, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트를 전혀 함유하지 않는 비교예 1은 실시예 대비 폴딩성과 단차 매립성이 좋지 않았으며 응집 회복률이 79%에서 현저하게 낮았다. 따라서, 상기 표 1에서 보여지지 않았지만, 비교예 1의 점착 필름은 폴더블 디스플레이 장치에 적용이 어렵다. 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트를 포함하더라도 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 120중량부 미만인 비교예 2 내지 비교예 3은 단차 매립성과 폴딩성이 좋지 않았고 비교예 1 대비 응집 회복률이 상승이 미약하여 응집 회복률 79% 이상에 도달하지 못하였다. 따라서, 상기 표 1에서 보여지지 않았지만, 비교예 2 및 비교예 3의 점착 필름 또한 폴더블 디스플레이 장치에 적용이 어렵다. 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트가 150중량부 초과로 포함되는 비교예 4는 응집 회복률이 실시예 대비 오히려 낮아져 응집 회복률 79% 이상에 도달하지 못하였다. 따라서, 상기 표 1에서 보여지지 않았지만, 비교예 4의 점착 필름 또한 폴더블 디스플레이 장치에 적용되지 못한다. 비교예 5는 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트를 단량체 혼합물에 포함시켜 바인더를 제조하면 제조예 2에서 보여지는 바와 같이 바인더 중합에 분자량이 증가하지 않고 중합 반응성이 낮은 문제점이 있었다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의하여 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.
Claims (17)
- 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더, 굴절률 1.5 이상의 무기 입자, 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트, 경화제 및 개시제를 포함하고,
상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 100중량부에 대하여 120중량부 내지 150중량부로 포함되는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 호모폴리머의 유리전이온도가 -18℃ 이하인 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 말단에 1개의 방향족기를 갖는 단관능 (메트)아크릴레이트인 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트는 하기 화학식 3의 화합물인 것인, 점착 필름용 조성물:
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서
Y는 수소 또는 메틸기이고,
R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 할로겐이고,
n은 0 내지 5의 정수이고,
R2는 단일 결합 또는 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이다).
- 제1항에 있어서, 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더는 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체 1종 이상 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체를 포함하는 단량체 혼합물의 공중합체인 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물:
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
X는 단일 결합, 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기 또는 산소(O)이고,
Y는 수소 또는 메틸기이고,
R1은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
n은 0 내지 5의 정수이고,
R2는 단일 결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 또는 탄소수 1 내지 30의 모노 또는 폴리알킬렌옥시기이다).
- 제5항에 있어서, 상기 단량체 혼합물은 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 더 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제7항에 있어서, 상기 단량체 혼합물은 호모폴리머의 유리전이온도가 -55℃이하인 공 단량체를 더 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제8항에 있어서, 상기 공 단량체는 알킬렌글리콜기 함유 (메트)아크릴레이트를 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제5항에 있어서, 상기 단량체 혼합물 중 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 단량체는 40중량% 내지 90중량%, 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 5중량% 내지 30중량%, 알킬기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르는 0중량% 내지 40중량%, 공 단량체는 0중량% 내지 45중량%인 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 굴절률 1.5 이상의 입자는 지르코니아를 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 경화제는 열 경화제인 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 상기 방향족기 함유 (메트)아크릴계 바인더 100중량부, 상기 굴절률 1.5 이상의 무기 입자 1중량부 내지 10중량부, 상기 방향족계 티오 (메트)아크릴레이트 120중량부 내지 150중량부, 상기 경화제 0.01중량부 내지 5중량부 및 상기 개시제 0.01중량부 내지 5중량부를 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항에 있어서, 상기 조성물은 다관능 광경화성 화합물, 실란 커플링제, 경화 촉매, 가소제, 첨가제 중 1종 이상을 더 포함하는 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제14항에 있어서, 상기 가소제는 방향족계 가소제인 것인, 점착 필름용 조성물.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 점착 필름용 조성물로 형성된 것인, 점착 필름.
- 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 점착 필름용 조성물로 형성된 점착 필름을 포함하는 것인, 광학 표시 장치.
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| KR1020220041624A KR20230142950A (ko) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | 점착 필름용 조성물, 점착 필름, 광학 부재 및 광학표시장치 |
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| KR1020220041624A KR20230142950A (ko) | 2022-04-04 | 2022-04-04 | 점착 필름용 조성물, 점착 필름, 광학 부재 및 광학표시장치 |
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-
2022
- 2022-04-04 KR KR1020220041624A patent/KR20230142950A/ko unknown
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