WO2017090982A1 - 광학용 점착제 조성물 및 광학 장치 - Google Patents

광학용 점착제 조성물 및 광학 장치 Download PDF

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urethane acrylate
optical
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김장순
윤경준
윤홍범
표민경
허진영
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주식회사 엘지화학
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    • C09K2323/057—Ester polymer, e.g. polycarbonate, polyacrylate or polyester

Definitions

  • the present invention relates to an optical pressure-sensitive adhesive composition and an optical device.
  • a touch panel is introduced to such a large area smart mobile device, and the UV-curable transparent adhesive used at this time requires excellent optical properties with respect to transparency, visibility, and the like with high adhesive strength.
  • maintaining the excellent physical properties of the pressure-sensitive adhesive for a long time in a high temperature and high humidity environment is one of the important problems in giving excellent durability to the mobile device and the like.
  • One embodiment of the present invention provides a pressure-sensitive adhesive, excellent optical properties, and provides an optical pressure-sensitive adhesive composition that can maintain excellent adhesion and optical properties for a long time even in a high temperature and high humidity environment to impart excellent durability to the applied optical device. .
  • Another embodiment of the present invention is an optical device having a pressure-sensitive adhesive layer formed using the optical pressure-sensitive adhesive composition, the pressure-sensitive adhesive layer can maintain excellent adhesion without discoloring for a long time under normal temperature as well as high temperature and high humidity environment, The result can be improved durability.
  • an optical pressure-sensitive adhesive composition comprising a polyester-based urethane acrylate oligomer, an acrylate monomer, a photoinitiator and a hydrolysis inhibitor.
  • an optical device having a pressure-sensitive adhesive layer containing a photocured product of the optical pressure-sensitive adhesive composition.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition has a high adhesive strength, excellent optical properties, and the adhesive force and optical properties can be maintained for a long time even under high temperature and high humidity environment to impart excellent durability to the applied optical device.
  • the optical device may have an improved durability by providing a pressure-sensitive adhesive layer containing a photocured product of the optical pressure-sensitive adhesive composition to maintain excellent adhesive force without discoloring for a long time even under high temperature and high humidity environment.
  • One embodiment of the present invention provides an optical pressure-sensitive adhesive composition
  • an optical pressure-sensitive adhesive composition comprising a polyester-based urethane acrylate oligomer, an acrylate monomer, a photoinitiator and a hydrolysis inhibitor.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition has a high adhesive strength and can secure excellent optical properties by using an acrylate monomer and a photoinitiator together with the polyester-based urethane acrylate oligomer, and furthermore, the adhesive force and the optical properties are high temperature and high humidity. It can contribute to maximizing the benefits of long-term maintenance even in the environment.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition includes a hydrolysis inhibitor together with the polyester-based urethane acrylate oligomer, thereby preventing the polyester structure from being hydrolyzed under a high temperature and high humidity environment, and the adhesive force and optical properties are high temperature and high humidity environment. Long term maintenance can be obtained even under
  • the melting point (Tm) of the hydrolysis inhibitor may be more than 0 °C 40 °C.
  • the melting point (Tm) of the hydrolysis inhibitor may be 0 ° C or more and 10 ° C or less, more specifically, 5 ° C or more and 10 ° C or less, or 5 ° C.
  • the melting point of the hydrolysis inhibitor satisfies the above range, it may be well mixed with the optical pressure-sensitive adhesive composition having a certain viscosity, and the compatibility with the polyester-based urethane acrylate oligomer may be maximized.
  • the hydrolysis inhibitor may be a liquid.
  • the anti-hydrolysis agent may be a compound in a liquid form, and more specifically, the anti-hydrolysis agent may be a liquid at room temperature of about 20 °C to about 30 °C.
  • the anti-hydrolysis agent may be solid at room temperature, and may change into a liquid form due to a small amount of heat generated when the solid anti-hydrolysis agent is mixed with the optical pressure-sensitive adhesive composition to be mixed with other materials. That is, the hydrolysis inhibitor may have a melting point of 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, and the hydrolysis inhibitor may be mixed in a liquid form without additional heating.
  • the hydrolysis inhibitor may have a melting point of 0 ° C. or higher and 40 ° C. or lower, and may be mixed without the addition of a separate heating process when preparing the optical pressure-sensitive adhesive composition.
  • the melting point of the hydrolysis inhibitor is within the above range, compatibility with the polyester-based urethane acrylate oligomer can be improved, and a heating step is unnecessary during the preparation of the pressure-sensitive adhesive composition, so that the low molecular weight monomer accompanying the heating step
  • the physical properties can be prevented from changing, and the hydrolysis prevention performance can be expressed without degrading the performance of the hydrolysis inhibitor.
  • the hydrolysis inhibitor is selected from the group consisting of carbodiimide compounds, isocyanate compounds, polyfunctional hydroxy group-containing compounds, polyfunctional carboxyl group-containing compounds and polyfunctional amine compounds and combinations thereof It may include one.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition can improve the discoloration prevention performance of the pressure-sensitive adhesive layer prepared by using the optical pressure-sensitive adhesive composition by using a hydrolysis inhibitor containing any one of the above-described compounds in a liquid form, high temperature and high humidity. It is possible to ensure excellent adhesion under the environment, it is possible to secure all the advantages that can effectively prevent the damage of the liquid crystal to external impact.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition comprises a polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the polyester-based urethane acrylate oligomer is an oligomer having a polyester chemical structure and a urethane chemical structure at the same time, for example, may be prepared by reacting an isocyanate compound having a polyester polyol and an acrylate group.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition can exhibit an excellent adhesive force compared to the oligomer of the other type through the oligomer containing both a polyester structure and a urethane structure at the same time.
  • the polyester urethane acrylate oligomer may include a mixture of a monofunctional polyester urethane acrylate oligomer and a polyfunctional polyester urethane acrylate oligomer.
  • the term 'monofunctional' means including one acrylate group functional group having photoreactivity
  • the term 'polyfunctional' means including two or more acrylate group functional groups having photoreactivity.
  • polyester-based urethane acrylate oligomer includes a monofunctional polyester-based urethane acrylate oligomer and a polyfunctional polyester-based urethane acrylate oligomer at the same time, while improving the adhesive strength of the pressure-sensitive adhesive layer to be produced at the appropriate level of hardness and Modulus can be secured and advantageous advantages can be applied to the final product.
  • the polyester-based urethane acrylate oligomer may include a mixture of monofunctional polyester-based urethane acrylate oligomer and bifunctional polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the polyester-based urethane acrylate oligomer comprises a mixture of a monofunctional polyester-based urethane acrylate oligomer and a polyfunctional polyester-based urethane acrylate oligomer, the monofunctional
  • the weight ratio of the polyester urethane acrylate oligomer and the multifunctional polyester urethane acrylate oligomer may be 4: 1 to 7: 1.
  • the adhesion improvement effect and the reliability improvement effect of a high temperature and high humidity environment can be maximized, and applied to an optical device to provide excellent durability.
  • the monofunctional and polyfunctional polyester-based urethane acrylate oligomers are mixed and used in the weight ratio of the above-mentioned range, the hardness of the pressure-sensitive adhesive layer to be produced is not too high or low, so that it can be adjusted to an appropriate hardness for electronic products. Can be.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the polyester-based urethane acrylate oligomer may be 10,000 or more and 40,000 or less.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight (Mw) of the monofunctional polyester-based urethane acrylate is 10,000 or more and 25,000 or less
  • the weight average molecular weight (Mw) of the multifunctional polyester-based urethane acrylate is 30,000 It may be more than 40,000.
  • the polyester-based urethane acrylate oligomer is a mixture of the monofunctional polyester urethane acrylate oligomer and the polyfunctional urethane acrylate oligomer in the weight average molecular weight range
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition is applied to electronic products It can be prepared with a pressure-sensitive adhesive layer adjusted to the appropriate hardness and shear strength.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition includes an acrylate monomer together with the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the acrylate-based monomer is the reactive diluent monomer, specifically, it provides a tack property and serves to adjust the viscosity while ensuring reliability in a high temperature and high humidity environment.
  • the acrylate monomer may include a monomer having a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms, a monomer having a heterocycloalkyl group having 2 to 15 carbon atoms, and a monomer having a hydrophilic functional group.
  • the monomer having a cycloalkyl group having 3 to 15 carbon atoms isobornyl acrylate (IBOA), isobornyl methacrylate (IBOMA), cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacryl Latex, dicyclopentadiene acrylate, dicyclopentadiene methacrylate, and combinations thereof.
  • IBOA isobornyl acrylate
  • IBOMA isobornyl methacrylate
  • cyclohexyl acrylate cyclohexyl methacryl Latex
  • dicyclopentadiene acrylate dicyclopentadiene methacrylate
  • dicyclopentadiene methacrylate and combinations thereof.
  • the monomer having a heterocycloalkyl group of 2 to 15 is a group consisting of tetrahydrofurfuryl acrylate (THFA), tetrahydrofurfuryl methacrylate (THFMA) and combinations thereof It may include one selected from.
  • THFA tetrahydrofurfuryl acrylate
  • THFMA tetrahydrofurfuryl methacrylate
  • the monomer having a hydrophilic functional group may be a monomer having a hydroxy group, a carboxyl group or an amine group.
  • the monomer having a hydroxy group is hydroxyethyl acrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl acrylate, hydroxypropyl methacrylate, hydroxybutyl acrylate, hydroxybutyl methacrylate, hydroxy Pentyl acrylate, hydroxypentyl methacrylate, hydroxyhexyl acrylate, hydroxyhexyl methacrylate, hydroxyoctyl acrylate, hydroxyoctyl methacrylate, hydroxydecyl acrylate, hydroxydecyl methacrylate and It may include one selected from the group consisting of a combination thereof.
  • the monomer having a carboxyl group may include one selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, fumaric acid, cinnamic acid, Michael adducts of (meth) acrylic acid, and combinations thereof.
  • the Michael adduct of meta) acrylic acid may comprise one selected from the group consisting of acrylic acid dimers, methacrylic acid dimers, acrylic acid trimers, methacrylic acid trimers, acrylic acid tetramers, methacrylic acid tetramers, and combinations thereof. .
  • the monomer having an amine group may include one selected from the group consisting of dimethylaminoethyl (meth) acrylate, diethylaminoethyl (meth) acrylate, and combinations thereof.
  • the acrylate monomers may further include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, sec- Butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylbutyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooxyl (meth) acrylate It may further comprise one selected from the group consisting of, isononyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, tetradecyl (meth) acrylate and combinations thereof.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition has photocurability, and includes a photoinitiator for such photocuring.
  • the photoinitiator may be used without particular limitation so long as it initiates photocuring by light irradiation, for example, benzoin methyl ether, 2,4,6-trimethylbenzoyl diphenylphosphine oxide, bis (2,4, 6-trimethylbenzoyl) phenylphosphine oxide, ⁇ , ⁇ -methoxy- ⁇ -hydroxyacetophenone, 2-benzoyl-2- (dimethylamino) -1- [4- (4-morphonyl) phenyl] -1 -Butanone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2, 2-dimethoxy-1,2-diphenylethan-1-one, 1-hydroxy-cyclohexyl-phenylketone, 2-benzyl 2- (dimethylamino) -1- [4- (4-morpholinyl) pheny
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may include both the polyester-based urethane acrylate oligomer and the hydrolysis inhibitor together to ensure high adhesion and excellent reliability under high temperature and high humidity environment.
  • the generally used hydrolysis inhibitor may have a color by itself, or may be in a translucent or opaque state, and such a hydrolysis inhibitor may not be suitable for use in an adhesive requiring excellent optical properties.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition has its own color by appropriately adjusting the content of each component, despite the use of a translucent or opaque hydrolysis inhibitor, transparency and visibility It is possible to realize excellent optical properties without deterioration.
  • the amount of the hydrolysis inhibitor may be 0.1 parts by weight or more and 10 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the amount of the hydrolysis inhibitor may be 0.5 parts by weight or more and 5 parts by weight or less, or 0.5 parts by weight or more and 2 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the content of the acrylate monomer may be 10 parts by weight or more and 25 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the content of the acrylate monomer may be 12 parts by weight or more and 20 parts by weight or less, or 15 parts by weight or more and 20 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the content of the photoinitiator may be 0.1 parts by weight or more and 2 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer. Specifically, the content of the photoinitiator may be 0.5 parts by weight or more and 1.5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition can secure the gel content required for photocuring, and can realize the required level of adhesive force.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition if necessary, thixotropy, plasticizer, antioxidant, light stabilizer, curing agent, curing accelerator, adhesion promoter, surface lubricant, leveling agent, softener, anti-aging agent. It may further comprise one selected from the group consisting of a UV absorber, a polymerization inhibitor and a combination thereof.
  • the thixotropic agent may serve to impart thixotropy to the optical pressure-sensitive adhesive composition.
  • the thixotropy refers to a property in which the suspension has no fluidity at rest, but has fluidity when vibrated.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may further include a thixotropic imparting agent, thereby obtaining a process advantage that does not flow when applied to a required position.
  • the thixotropic imparting agent may include one selected from the group consisting of fumed silica, bentonite, ultraprecipitated calcium carbonate, and combinations thereof.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may include fumed silica as a thixotropic imparting agent, in which case it may be advantageous to secure thixotropy without degrading the optical properties.
  • the content of the thixotropic imparting agent may be 1 part by weight or more and 3.5 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the plasticizer may be contained in the optical pressure sensitive adhesive composition to control the viscosity and to provide flexibility to the cured optical pressure sensitive adhesive composition.
  • the plasticizer may be diisononylcyclohexane-1,2-dicarboxylate (DINCH), bis-2-ethylhexylhexanedioate (DEHA), dioctyl adipate (DOA), diisononyl adipate ( DINA), triethylene glycol bis-2-decylhexanoate (TEG-EH), and combinations thereof.
  • DICH diisononylcyclohexane-1,2-dicarboxylate
  • DEHA bis-2-ethylhexylhexanedioate
  • DOA dioctyl adipate
  • DINA diisononyl adipate
  • TAG-EH triethylene glycol bis-2-decylhexanoate
  • the content of the plasticizer may be 10 parts by weight or more and 30 parts by weight or less based on 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the plasticizer may improve the viscosity control and optical properties of the optical pressure-sensitive adhesive composition, the plasticizer may be effective in inhibiting the increase in the curing shrinkage rate does not participate in the reaction as a non-functional group. .
  • the curing agent may serve to adjust the degree of curing when the optical pressure-sensitive adhesive composition is cured.
  • the curing agent may include, for example, a bifunctional acrylate compound, and the bifunctional acrylate compound may be hexanediol diacrylate (HDDA), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), butanediol diacrylate (BDDA). It may include one selected from the group consisting of tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and combinations thereof.
  • a bifunctional acrylate compound may be hexanediol diacrylate (HDDA), polyethylene glycol diacrylate (PEGDA), butanediol diacrylate (BDDA). It may include one selected from the group consisting of tripropylene glycol diacrylate (TPGDA) and combinations thereof.
  • HDDA hexanediol diacrylate
  • PEGDA polyethylene glycol diacrylate
  • BDDA butanediol diacrylate
  • TPGDA tripropylene glycol diacrylate
  • the content of the curing agent may be 0.1 part by weight or more and 2 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer.
  • the curing agent increases the curing density of the optical pressure-sensitive adhesive composition to increase the high temperature reliability, it is possible to obtain the effect of improving the cohesion.
  • Another embodiment of the present invention provides an optical device having a pressure-sensitive adhesive layer containing a photocured product of the optical pressure-sensitive adhesive composition.
  • the matter regarding the said optical adhesive composition is as above-mentioned.
  • the optical device may exhibit excellent durability through the pressure-sensitive adhesive layer containing the photocured material of the optical pressure-sensitive adhesive composition, it may also be excellent in optical properties.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may be applied to the optical device in a liquid state.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may be applied to a location where there are many steps to exhibit excellent step absorption.
  • an advantageous advantage can be obtained for bonding of large areas.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition is applied to the optical device in a liquid state, and photocured after the application.
  • the said optical apparatus is equipped with the adhesive layer containing the photocured material of the said optical adhesive composition.
  • the photocuring of the optical pressure-sensitive adhesive composition is carried out by irradiating light with a wavelength of about 280nm to about 420nm, for example, by irradiation with light energy of about 1,000mJ / cm2 to about 6,000mJ / cm2 Can be formed.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may realize excellent durability by photocuring by light of the wavelength and energy of the above range, it is possible to obtain a faster curing rate compared to thermal curing.
  • the Shore hardness of the pressure-sensitive adhesive layer may be 9 or more and 12 or less, and specifically, Shore E-type hardness may satisfy the above range. If the hardness of the pressure-sensitive adhesive layer is less than the above range there is a problem that does not satisfy the level required by the adhesive force, if it exceeds the above range there is a problem that a yellowing phenomenon appears due to external impact or stress generated in the process.
  • the Shore E-type hardness can be measured by a conventional method, for example, can be measured at room temperature using a Shore E-type hardness meter for the cylindrical pressure-sensitive adhesive layer cured to a diameter of 20mm, 6mm in height.
  • the optical device may be a liquid crystal display device having a touch panel.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition has excellent optical properties in view of transparency and haze, etc., and may be applied to a position where interface attachment is required without degrading visibility and may exhibit excellent performance.
  • the light transmittance of the pressure-sensitive adhesive layer may be 90% or more, specifically 95% or more may be 99% or less.
  • the light transmittance may be light transmittance measured in a wavelength range of the visible light range, and may be light transmittance measured in light of a wavelength of 550 nm.
  • the haze of the pressure-sensitive adhesive layer may be 1.0% or less, specifically, 0.5% or less. The light transmittance and the haze of the pressure-sensitive adhesive layer satisfy the above ranges, respectively, so that the optical device can exhibit excellent visibility.
  • Polyester-based urethane acrylate by mixing a monofunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 20,000 and a bifunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 30,000 to 40,000 at a weight ratio of 4: 1. Oligomeric mixtures were prepared. To 100 parts by weight of the polyester-based urethane acrylate oligomer, 15 parts by weight of acrylate and 4 parts by weight of hydroxy (meth) acrylate as a reaction dilution monomer were mixed with the mixture.
  • an optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 1 part by weight of a bifunctional acrylate was further included as a curing agent.
  • Polyester-based urethane acrylate by mixing a monofunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 20,000 and a bifunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 30,000 to 40,000 at a weight ratio of 7: 1.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the oligomer mixture was prepared.
  • Polyester-based urethane acrylate by mixing a monofunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 20,000 and a bifunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 30,000 to 40,000 at a weight ratio of 5: 1.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the oligomer mixture was prepared.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the melting point (Tm) contained no liquid carbodiimide hydrolysis inhibitor having a liquid phase of 5 ° C.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that the melting point (Tm) contained no liquid carbodiimide hydrolysis inhibitor having a liquid phase of 5 ° C.
  • the optical adhesive was prepared in the same manner as in Example 1 except that liquid carbodiimide-based hydrolysis inhibitors having a melting point (Tm) of 50 ° C. and 80 ° C. were used, respectively. There was a problem not mixing with the production of the pressure-sensitive adhesive layer was impossible.
  • Tm melting point
  • Polyester-based urethane acrylate by mixing a monofunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 20,000 and a bifunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 30,000 to 40,000 at a weight ratio of 3: 1.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the oligomer mixture was prepared.
  • Polyester-based urethane acrylate by mixing a monofunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 10,000 to 20,000 and a bifunctional polyester urethane acrylate oligomer having a weight average molecular weight of 30,000 to 40,000 at a weight ratio of 8: 1.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the oligomer mixture was prepared.
  • Each of the optical pressure sensitive adhesive compositions according to Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Examples 1 to 3 was photocured under light energy conditions of 3,000 mJ / cm 2 using a light source (Metal Halide) And Shore E hardness (Initial) was measured using a Shore E hardness tester (Asker, CL-150) at room temperature. Subsequently, the pressure-sensitive adhesive layer was left for 5 days at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90%, and then late Shore E type hardness (60/90 5days) was measured in the same manner. The results are as described in Table 1 below.
  • Each of the optical pressure-sensitive adhesive compositions according to Examples 1 to 4, Comparative Examples 1 and 2, and Reference Examples 1 to 3 was applied to the optical adhesive with a diameter of 2cm and a thickness of 200um between two slide glasses, A pressure-sensitive adhesive layer was prepared by photocuring under light energy conditions of 3,000 mJ / cm 2 to prepare a shear strength measurement sample. Furthermore, the initial shear strength (Initial) was measured at 25 ° C. at a speed of 25 mm / min using an adhesive force meter (Stable Micro Systems, TA XT-PLUS). Subsequently, the pressure-sensitive adhesive layer was left for 3 days at a temperature of 85 ° C. and a relative humidity of 85%, and then the late shear strength (85/85 3days) was measured in the same manner. The results are as described in Table 1 below.
  • Example 1 10.7 10.5 1.87% 0.98 0.95 3.06%
  • Example 2 11.9 11.9 0% 0.79 0.77 2.53%
  • Example 3 10.6 10.3 2.83% 0.73 0.68 6.85%
  • Example 4 9.2 9.0 2.17% 0.5 0.46 8.00%
  • Comparative Example 1 11.7 9.9 15.38% 1.23 0.36 70.73%
  • Comparative Example 2 11.5 11.0 4.35% 1.14 0.54 52.63%
  • Reference Example 1 13.0 12.9 0.77% 1.13 1.07 5.31%
  • Reference Example 2 7.4 7.2 2.70% 0.23 0.19 17.39%
  • Reference Example 3 14.0 14.0 0% 1.23 1.2 2.44%
  • the pressure-sensitive adhesive layer prepared by using the optical pressure-sensitive adhesive composition according to the embodiment is effective in securing the reliability of physical properties under high temperature and high humidity environment compared to the optical pressure-sensitive adhesive compositions of Comparative Examples 1 and 2 It can be seen that it is excellent.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition of Examples 1 and 2 is a reduction rate of hardness and shear strength of less than 4%, respectively, under a high temperature and high humidity environment, and shows a significantly lower degree of reduction than Comparative Examples 1 and 2, thereby high temperature and high humidity It can be confirmed that physical properties such as hardness and shear strength are well maintained in the environment.
  • the weight ratio of the monofunctional polyester-based urethane acrylate oligomer and the bifunctional polyester-based urethane acrylate oligomer is 4: 1 to 7: 1
  • it can represent the most appropriate level of hardness.
  • the Shore hardness exceeds 12, yellowing may occur due to external impact or stress generated in the process, and in the case of Reference Examples 1 and 3, it may be confirmed that the Shore hardness is too high.
  • the Shore hardness is less than 9
  • there is a problem that the adhesion performance is too low to implement the required performance when applied to the product
  • Reference Example 2 it can be seen that the Shore hardness is extremely low.
  • it since it has a suitable shore strength and shear strength, it can implement excellent performance when applied to the product.

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Abstract

본 발명은 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트계 모노머, 광개시제 및 가수분해 방지제를 포함하는 광학용 점착제 조성물 및 이의 광경화물을 포함하는 점착제층을 구비한 광학 장치를 제공한다.

Description

광학용 점착제 조성물 및 광학 장치
본 명세서는 2015년 11월 23일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2015-0164175호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다.
본 발명은 광학용 점착제 조성물 및 광학 장치에 관한 것이다.
최근 스마트폰, 태블릿 PC 등이 보편화되면서 스마트 모바일 시대에 접어들었다. 기존의 휴대폰이 통신 기능에 특화되어 있었다면, 최근 스마트 모바일 기기들의 경우 고성능 디스플레이 기능을 갖추도록 개발되고 있다. 이와 같이, 모바일 기기의 디스플레이 기능이 중요시되면서 입력 장치와 터치 기능이 상호 보완적으로 발전하고 있으며, 디스플레이의 대면적화 또한 중요한 요소가 되고 있다.
이러한 대면적화 스마트 모바일 기기에는 터치 패널이 도입되며, 이 때 사용되는 자외선 경화형 투명 점착제는 높은 점착력과 함께 투명성, 시인성 등과 관련하여 우수한 광학 특성이 요구된다. 아울러, 점착제의 우수한 물성이 고온 고습 환경 하에서 장기간 유지되는 것이, 이를 적용한 모바일 기기 등에 우수한 내구성을 부여하는 데 있어서 중요한 과제 중 하나이다.
본 발명의 일 구현예는 점착력이 높고, 광학 특성이 우수하며, 이러한 점착력 및 광학 특성이 고온 고습 환경 하에서도 장기간 유지되어 이를 적용한 광학 장치에 우수한 내구성을 부여할 수 있는 광학용 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 광학용 점착제 조성물을 이용하여 형성된 점착제층을 구비한 광학 장치로서, 상기 점착제층이 상온뿐만 아니라 고온 고습 환경 하에서도 장기간 변색되지 않으면서 우수한 점착력을 유지할 수 있고, 그 결과 향상된 내구성을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트계 모노머, 광개시제 및 가수분해 방지제를 포함하는 광학용 점착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 광학용 점착제 조성물의 광경화물을 포함하는 점착제층을 구비한 광학 장치를 제공한다.
상기 광학용 점착제 조성물은 점착력이 높고, 광학 특성이 우수하며, 이러한 점착력 및 광학 특성이 고온 고습 환경 하에서도 장기간 유지되어 이를 적용한 광학 장치에 우수한 내구성을 부여할 수 있다.
상기 광학 장치는 상기 광학용 점착제 조성물의 광경화물을 포함하는 점착제층을 구비함으로써 상기 점착제층이 고온 고습 환경 하에서도 장기간 변색되지 않으면서 우수한 점착력을 유지하여 향상된 내구성을 가질 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예는, 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트계 모노머, 광개시제 및 가수분해 방지제를 포함하는 광학용 점착제 조성물을 제공한다.
상기 광학용 점착제 조성물은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 함께 아크릴레이트계 모노머 및 광개시제를 함께 사용함으로써 점착력이 높고, 광학 특성이 우수한 물성을 확보할 수 있고, 나아가 이러한 점착력 및 광학 특성이 고온 고습 환경 하에서도 장기간 유지되는 이점을 극대화하는 데 기여할 수 있다.
상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 경우, 점착력 측면에서 우수한 물성을 나타내지만, 고온 고습 환경 하에서 폴리에스테르의 화학적 구조가 가수분해에 취약한 단점이 있다. 상기 광학용 점착제 조성물은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 함께 가수분해 방지제를 포함하는 것으로서 이를 통해 고온 고습 환경 하에서 폴리에스테르 구조가 가수분해되는 것을 방지할 수 있고, 점착력 및 광학 특성이 고온 고습 환경 하에서도 장기간 유지되는 이점을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가수분해 방지제의 녹는점(Tm)은 0℃ 이상 40℃ 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 가수분해 가수분해 방지제의 녹는점(Tm)은 0℃ 이상 10℃ 이하, 보다 구체적으로, 5℃ 이상 10℃ 이하, 또는 5℃일 수 있다. 상기 가수분해 방지제의 녹는점이 상기 범위를 만족하는 경우, 일정 점도를 갖는 상기 광학용 점착제 조성물에 잘 혼합될 수 있고, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상용성이 극대화될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가수분해 방지제는 액상일 수 있다. 구체적으로, 상기 가수분해 방지제는 액상 형태의 화합물일 수 있으며, 보다 구체적으로, 상기 가수분해 방지제는 약 20℃ 내지 약 30℃의 상온에서 액상일 수 있다. 나아가, 상기 가수분해 방지제는 상온에서 고형일 수 있으며, 고형의 가수분해 방지제를 광학용 점착제 조성물의 혼합시 발생하는 미량의 열로 인하여 액상 형태로 변하여 다른 물질들과 섞일 수 있다. 즉, 상기 가수분해 방지제는 녹는점이 0℃ 이상 40℃ 이하로서, 추가의 가열 공정 없이도 가수분해 방지제를 액상의 형태로 혼합할 수 있다.
상기 가수분해 방지제는 녹는점이 0℃ 이상 40℃ 이하로서, 상기 광학용 점착제 조성물의 제조시, 별도의 가열 공정의 추가 없이 혼합될 수 있다. 가수분해 방지제의 녹는점이 상기 범위 내인 경우, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상용성을 향상시킬 수 있고, 점착제 조성물의 제조시 가열 공정이 불필요하여, 가열 공정에 따라 수반되는 저분자량의 단량체의 물성이 변화되는 것을 방지할 수 있고, 상기 가수분해 방지제의 성능 저하 없이 가수분해 방지 성능이 발현될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가수분해 방지제는 카보디이미드계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 다관능 히드록시기 함유 화합물, 다관능 카르복실기 함유 화합물 및 다관능 아민계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 액상 형태이면서 전술한 종류의 화합물 중 어느 하나를 포함하는 가수분해 방지제를 사용함으로써 상기 광학용 점착제 조성물을 이용하여 제조되는 점착제층의 변색 방지 성능을 향상시킬 수 있으며, 고온 고습 환경 하에서 점착성이 우수하게 유지되도록 할 수 있고, 외부 충격에 대한 액정의 손상을 효과적으로 방지하게 할 수 있는 이점을 모두 확보할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착제 조성물은 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 포함한다. 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 폴리에스테르 화학 구조 및 우레탄 화학 구조를 동시에 가지는 올리고머로서, 예를 들어, 폴리에스테르 폴리올 및 아크릴레이트기를 갖는 이소시아네이트 화합물이 반응하여 제조될 수 있다. 상기 광학용 점착제 조성물은 이와 같이 폴리에스테르 구조 및 우레탄 구조를 동시에 함유하는 올리고머를 통하여, 그렇지 않은 종류의 올리고머에 비해 우수한 점착력을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 '단관능'은 광반응성을 갖는 아크릴레이트기 관능기를 1개 포함하는 것을 의미하며, 상기 '다관능'은 광반응성을 갖는 아크릴레이트기 관능기를 2개 이상 포함하는 것을 의미한다.
상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머가 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 동시에 포함하는 경우, 제조되는 점착제층의 점착력을 향상시킴과 동시에 적정 수준의 경도 및 모듈러스를 확보 할 수 있고, 최종 제품에 적용되기 유리한 이점을 얻을 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 혼합물을 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머는 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 혼합물을 포함하고, 상기 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상기 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량비는 4:1 내지 7:1일 수 있다.
상기 단관능 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 전술한 범위의 중량비로 혼합 사용하는 경우, 점착력 향상 효과 및 고온 고습 환경의 신뢰성 향상 효과가 극대화될 수 있고, 광학 장치에 적용되어 우수한 내구성을 구현할 수 있다. 나아가, 상기 단관능 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 전술한 범위의 중량비로 혼합 사용하는 경우, 제조되는 점착제층의 경도가 지나치게 높거나 낮지 않아, 전자제품에 적용하기 적절한 경도로 조절될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량(Mw)은 10,000 이상 40,000 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족함으로써 높은 접착력과 공정성이 좋은 점도를 나타내는 이점을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트의 중량평균분자량(Mw)은 10,000 이상 25,000 이하이고, 상기 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트의 중량평균분자량(Mw)은 30,000 이상 40,000 이하일 수 있다. 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 상기 중량평균분자량 범위의 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 혼합물을 이용하는 경우, 상기 광학용 점착제 조성물은 전자제품에 적용하기 적절한 경도 및 전단 강도로 조절된 점착제층으로 제조될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착제 조성물은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 함께 아크릴레이트계 모노머를 포함한다. 상기 아크릴레이트계 모노머는 상기 반응성 희석 모노머로서, 구체적으로, 점착 특성을 부여하고 고온 고습 환경에서 신뢰성을 확보하는 동시에 점도를 조절하는 역할을 한다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트계 모노머는 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기를 갖는 모노머, 탄소수 2 내지 15의 헤테로시클로알킬기를 갖는 모노머 및 친수성 관능기를 갖는 모노머를 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기를 갖는 모노머는 이소보닐아크릴레이트(IBOA), 이소보닐메타크릴레이트(IBOMA), 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 디시클로펜타디엔아크릴레이트, 디시클로펜타디엔메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 2 내지 15의 헤테로시클로알킬기를 갖는 모노머는 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트(THFA), 테트라하이드로퍼퓨릴메타크릴레이트(THFMA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 친수성 관능기를 갖는 모노머는 히드록시기, 카르복실기 또는 아민기를 갖는 모노머일 수 있다.
구체적으로, 상기 히드록시기를 갖는 모노머는 히드록시에틸아크릴레이트, 히드록시에틸메타아크릴레이트, 히드록시프로필아크릴레이트, 히드록시프로필메타크릴레이트, 히드록시부틸아크릴레이트, 히드록시부틸메타크릴레이트, 히드록시펜틸아크릴레이트, 히드록시펜틸메타크릴레이트, 히드록시헥실아크릴레이트, 히드록시헥실메타크릴레이트, 히드록시옥틸아크릴레이트, 히드록시옥틸메타크릴레이트, 히드록시데실아크릴레이트, 히드록시데실메타크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 카르복실기를 갖는 모노머는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 푸마르산, 계피산, (메타)아크릴산의 마이클 부가물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있고, 상기 (메타)아크릴산의 마이클 부가물은 아크릴산 다이머, 메타크릴산 다이머, 아크릴산 트라이머, 메타크릴산 트라이머, 아크릴산 테트라머, 메타크릴산 테트라머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 아민기를 갖는 모노머는 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 모노머는 추가적으로, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥실(메타)아크릴레이트, 이소노닐(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착제 조성물은 광경화성을 가지며, 이러한 광경화를 위해 광개시제를 포함한다. 상기 광개시제는 광조사에 의해 광경화를 개시하는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있으나, 예를 들어, 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 가수분해 방지제를 함께 포함하여 높은 점착력과 고온 고습 환경 하의 우수한 신뢰성을 동시에 확보할 수 있다.
다만, 일반적으로 사용되는 가수분해 방지제의 경우 그 자체로 색상을 갖고 있거나, 반투명 또는 불투명한 상태일 수 있으며, 이러한 가수분해 방지제는 우수한 광학 특성이 요구되는 점착제에 사용하기에 적절하지 않을 수 있다.
이에 대하여, 본 발명의 일 구현예에서, 상기 광학용 점착제 조성물은 각 성분의 함량을 적절히 조절함으로써 그 자체로 색상을 갖고 있거나, 반투명 또는 불투명한 가수분해 방지제를 사용함에도 불구하고, 투명성 및 시인성을 저하시키지 않고 우수한 광학 특성을 구현하도록 할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 가수분해 방지제의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 가수분해 방지제의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상 5 중량부 이하, 또는 0.5 중량부 이상 2 중량부 이하일 수 있다. 상기 가수분해 방지제가 상기 범위의 함량으로 사용됨으로써 광학 특성을 저하시키지 않는 범위에서 고온 고습 환경의 점착력 유지 성능을 우수하게 유지할 수 있는 장점을 얻을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 아크릴레이트계 모노머의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 10 중량부 이상 25 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 아크릴레이트계 모노머의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 12 중량부 이상 20 중량부 이하, 또는 15 중량부 이상 20 중량부 이하일 수 있다. 상기 아크릴레이트계 모노머가 상기 범위의 함량으로 사용됨으로써 상기 광학용 점착제 조성물이 높은 단차 흡수성을 확보할 수 있고, 광경화 이후에 높은 점착력을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광개시제의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 2 중량부 이하일 수 있다. 구체적으로, 상기 광개시제의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 이상 1.5 중량부 이하일 수 있다. 상기 광개시제가 상기 범위의 함량으로 사용됨으로써 상기 광학용 점착제 조성물이 광경화로 요구되는 겔 함량을 확보할 수 있고, 요구되는 수준의 점착력을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 광학용 점착제 조성물은 필요에 따라, 요변성 부여제, 가소제, 산화방지제, 광안정제, 경화제, 경화촉진제, 점착증진제, 표면윤활제, 레벨링제, 연화제, 노화방지제, 자외선 흡수제, 중합 금지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 요변성 부여제는 상기 광학용 점착제 조성물에 요변성을 부여하는 역할을 할 수 있다. 상기 '요변성'이란 현탁액이 정지 상태에서는 유동성이 없으나, 진동시키면 유동성을 갖는 성질을 말한다. 상기 광학용 점착제 조성물은 요변성 부여제를 더 포함함으로써 필요한 위치에 적용될 때 흐르지 않는 공정적인 이점을 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 요변성 부여제는 흄드 실리카(Fumed Silica), 벤토나이트(Bentonite), 극미세 침강성 탄산칼슘(Precipitated Calcium Carbonate Ultrafine) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학용 점착제 조성물은 요변성 부여제로서 흄드 실리카를 포함할 수 있고, 이 경우 광학 특성을 저하시키지 않으면서 요변성을 확보하기에 유리할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물이 요변성 부여제를 포함하는 경우, 상기 요변성 부여제의 함량은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 1 중량부 이상 3.5 중량부 이하일 수 있다.
상기 가소제는 상기 광학용 점착제 조성물에 함유되어 점도를 조절하며 경화된 광학용 점착제 조성물에 유연성을 부여하는 역할을 수행할 수 있다.
구체적으로, 상기 가소제는 디이소노닐시클로헥산-1,2-디카복실레이트(DINCH), 비스-2-에틸헥실헥산디오에이트(DEHA), 디옥틸아디페이트(DOA), 디이소노닐아디페이트(DINA), 트리에틸렌글리콜비스-2-데틸헥산노에이트(TEG-EH) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물이 가소제를 포함하는 경우, 상기 가소제의 함량은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여, 10 중량부 이상 30 중량부 이하일 수 있다. 상기 함량 범위 내에서, 상기 가소제는 상기 광학용 점착제 조성물의 점도 조절 및 광학 특성을 향상시킬 수 있으며, 상기 가소제는 무관능기 계열로 반응에 참여 하지 않아 경화 수축률의 증가를 억제하는 효과를 얻을 수 있다.
상기 경화제는 상기 광학용 점착제 조성물이 경화될 때 경화도를 조절하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 경화제는 예를 들어, 이관능 아크릴레이트 화합물을 포함할 수 있고, 상기 이관능 아크릴레이트 화합물은 헥산디올디아크릴레이트(HDDA), 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트(PEGDA), 부탄디올디아크릴레이트(BDDA), 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트(TPGDA) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물이 경화제를 더 포함하는 경우, 상기 경화제의 함량은 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 이상 2 중량부 이하일 수 있다. 상기 경화제의 함량 범위 내에서, 상기 경화제는 상기 광학용 점착제 조성물의 경화 밀도를 증가시켜 고온 신뢰성을 증가시키며, 응집력 향상의 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 상기 광학용 점착제 조성물의 광경화물을 포함하는 점착제층을 구비한 광학 장치를 제공한다.
상기 광학용 점착제 조성물에 관한 사항은 전술한 바와 같다. 상기 광학 장치는 상기 광학용 점착제 조성물의 광경화물을 포함하는 점착제층을 통하여 우수한 내구성을 나타낼 수 있고, 광학 특성 또한 우수할 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 액상의 상태로 광학 장치에 적용될 수 있다. 상기 광학용 점착제 조성물이 액상의 상태로 광학 장치에 적용됨으로써, 경화 또는 반경화된 필름의 형태로 광학 장치에 적용되는 경우에 비하여, 구조적으로 단차가 많은 곳에 적용되어 우수한 단차 흡수성을 나타낼 수 있다. 또한, 단단한 기재들 사이에 적용됨에도 불구하고 대면적의 접합에 유리한 이점을 얻을 수 있다.
상기 광학용 점착제 조성물은 액상의 상태로 광학 장치에 적용되며, 적용 이후에 광경화된다. 이로써, 상기 광학 장치는 상기 광학용 점착제 조성물의 광경화물을 포함하는 점착제층을 구비하게 된다. 이때, 상기 광학용 점착제 조성물의 광경화는 약 280nm 내지 약 420nm 파장의 광을 조사하여 수행되며, 예를 들어, 약 1,000mJ/㎠ 내지 약 6,000mJ/㎠의 광에너지를 조사하여 상기 광경화물을 형성할 수 있다. 상기 광학용 점착제 조성물이 상기 범위의 파장 및 에너지의 빛에 의해 광경화됨으로써 우수한 내구성을 구현할 수 있고, 열경화 대비 빠른 경화 속도를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 점착제층의 쇼어 경도는 9 이상 12 이하일 수 있고, 구체적으로, 쇼어 E형 경도가 상기 범위를 만족할 수 있다. 상기 점착제층의 경도가 상기 범위 미만인 경우에는 접착력이 요구하는 수준을 만족하지 못하는 문제가 있고, 상기 범위를 초과하는 경우에는 외부충격 또는 공정상 발생되는 스트레스에 의해 황변 현상이 나타나는 문제가 있다. 상기 쇼어 E형 경도는 통상의 방법으로 측정 가능하며, 예를 들어 지름 20mm, 높이 6mm로 경화한 원기둥 형태의 점착제층에 대하여 쇼어 E형 경도계를 이용하여 상온에서 측정할 수 있다.
상기 광학 장치는 터치 패널을 구비한 액정 표시 장치일 수 있다. 상기 광학용 점착제 조성물은 투명성 및 헤이즈 등을 고려한 측면에서 우수한 광학 특성을 갖는 것으로, 시인성을 저하시키지 않으면서 계면 부착이 필요한 위치에 적용되어 우수한 성능을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 점착제층의 광투과성은 90% 이상일 수 있고, 구체적으로 95% 이상 99% 이하일 수 있다. 상기 광투과성은 가시광선 범위의 파장 범위에서 측정된 광투과도일 수 있으며, 550 ㎚ 파장의 빛에서 측정된 광투과도일 수 있다. 또한, 상기 점착제층의 헤이즈는 1.0% 이하일 수 있고, 구체적으로, 0.5% 이하일 수 있다. 상기 점착제층의 광투과성 및 헤이즈가 각각 상기 범위를 만족함으로써 상기 광학 장치가 우수한 시인성을 나타낼 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명의 일 구현예를 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예 1
중량평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 중량평균분자량이 30,000 내지 40,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 4:1의 중량비로 혼합하여 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 혼합물을 준비하였다. 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여, 반응 희석 모노머로서 아크릴레이트 15 중량부 및 히드록시 (메타)아크릴레이트 4 중량부를 상기 혼합물과 혼합하였다. 그리고, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여, 광개시제 1 중량부, 가소제 25 중량부 및 흄드 실리카 3 중랑부를 혼합하였고, 녹는점(Tm)이 5℃인 액상의 카보이미드계 가수분해 방지제 1 중량부를 별도의 가열 공정 없이 혼합하여 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 2
상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여, 경화제로서 이관능 아크릴레이트를 1 중량부를 더 포함하는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 3
중량평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 중량평균분자량이 30,000 내지 40,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 7:1의 중량비로 혼합하여 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 혼합물을 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
실시예 4
중량평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 중량평균분자량이 30,000 내지 40,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 5:1의 중량비로 혼합하여 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 혼합물을 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 1
상기 녹는점(Tm)이 5℃인 액상의 카보이미드계 가수분해 방지제를 전혀 포함하지 않는 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 2
상기 녹는점(Tm)이 5℃인 액상의 카보이미드계 가수분해 방지제를 전혀 포함하지 않는 것을 제외하고 상기 실시예 2와 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
비교예 3 및 비교예 4
녹는점(Tm)이 50℃ 및 80℃인 액상의 카보이미드계 가수분해 방지제를 각각 이용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 접착제를 제조하였으나, 가열 공정 없이는 가수분해 방지제가 다른 성분과 혼합되지 않는 문제가 발생하여 점착제층으로의 제조가 불가능하였다.
참고예 1
중량평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 중량평균분자량이 30,000 내지 40,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 3:1의 중량비로 혼합하여 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 혼합물을 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
참고예 2
중량평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 중량평균분자량이 30,000 내지 40,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 8:1의 중량비로 혼합하여 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 혼합물을 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
참고예 3
중량평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 중량평균분자량이 30,000 내지 40,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 중량평균분자량이 15,000인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 18:5:1의 중량비(1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량비 = 3:1)로 혼합하여 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 혼합물을 준비한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 광학용 점착제 조성물을 제조하였다.
실험예 1: 쇼어 경도의 측정 및 이의 신뢰성 평가
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2, 그리고 참고예 1 내지 3에 따른 각각의 광학용 점착제 조성물을 광원(Metal Halide)을 이용해 3,000mJ/㎠의 광에너지 조건 하에서 광경화시켜 점착제층을 제조하였고, 상온에서 쇼어 E형 경도계(Asker, CL-150)를 이용하여 초기 쇼어 E형 경도(Initial)를 측정하였다. 이어서, 상기 점착제층을 60℃의 온도 및 90%의 상대습도 하에서 5일 동안 방치한 후 동일한 방법으로 후기 쇼어 E형 경도(60/90 5days)를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다.
실험예 2: 전단 강도의 측정 및 이의 신뢰성 평가
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2, 그리고 참고예 1 내지 3에 따른 각각의 광학용 점착제 조성물을 슬라이드 글래스 두 개 사이에 지름 2cm, 두께 200um로 점착제를 도포하고 광원(Metal Halide)을 이용해 3,000mJ/㎠의 광에너지 조건 하에서 광경화시켜 점착제층을 제조하여 전단 강도 측정 샘플을 만들었다. 나아가, 접착력 측정기(Stable Micro Systems, TA XT-PLUS)을 사용하여 25℃에서 속도 25mm/min으로 초기 전단 강도(Initial)를 측정하였다. 이어서, 상기 점착제층을 85℃의 온도 및 85%의 상대습도 하에서 3일 동안 방치한 후 동일한 방법으로 후기 전단 강도(85/85 3days)를 측정하였다. 그 결과는 하기 표 1에 기재한 바와 같다.
상기 실험예 1 및 2에서 측정한 경도 및 전단 강도에 대하여, 하기 식 1에 의해 각각의 감소율을 계산하였다.
[식 1]
감소율(%) = (초기 값 - 후기 값)/초기 값 × 100
쇼어 E형 경도 전단 강도[MPa]
Initial 60/90 5days 감소율 Initial 85/85 3days 감소율
실시예 1 10.7 10.5 1.87% 0.98 0.95 3.06%
실시예 2 11.9 11.9 0% 0.79 0.77 2.53%
실시예 3 10.6 10.3 2.83% 0.73 0.68 6.85%
실시예 4 9.2 9.0 2.17% 0.5 0.46 8.00%
비교예 1 11.7 9.9 15.38% 1.23 0.36 70.73%
비교예 2 11.5 11.0 4.35% 1.14 0.54 52.63%
참고예 1 13.0 12.9 0.77% 1.13 1.07 5.31%
참고예 2 7.4 7.2 2.70% 0.23 0.19 17.39%
참고예 3 14.0 14.0 0% 1.23 1.2 2.44%
상기 표 1의 데이터를 참조할 때, 상기 실시예에 따른 광학용 점착제 조성물을 이용하여 제조된 점착제층은 상기 비교예 1 및 2의 광학용 점착제 조성물에 비하여 고온 고습 환경 하에서의 물성의 신뢰성 확보 효과가 우수한 것을 알 수 있다.
구체적으로, 상기 실시예 1 및 2의 광학용 점착제 조성물은 고온 고습 환경 하에서의 경도 및 전단 강도의 감소율이 각각 4% 미만인 것으로서, 상기 비교예 1 및 2에 비하여 현저히 낮은 감소 정도를 나타내며, 이로써 고온 고습 환경에서 경도 및 전단 강도 등의 물성이 잘 유지되는 것을 확인할 수 있다.
또한, 상기 비교예 1 및 2의 결과를 참조할 때, 가수분해에 취약한 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 단점을 경화제로서 보완하는 것은 부족한 것을 알 수 있고, 상기 실시예 1 및 2의 결과를 참조할 때, 가수분해 방지제와 경화제가 함께 사용되는 경우 고온 고습 환경에서의 신뢰성이 우수한 것을 알 수 있다.
나아가, 참고예 1 및 참고예 2와 실시예의 결과를 비교하면, 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량비가 4:1 내지 7:1인 경우 제품에 적용하였을 때 가장 적절한 수준의 경도를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 쇼어 경도가 12를 초과하게 되는 경우, 외부충격 또는 공정상 발생되는 스트레스에 의해 황변 현상이 발생할 수 있으며, 참고예 1 및 3의 경우 지나치게 높은 쇼어 경도를 나타내는 것을 확인할 수 있다. 나아가, 쇼어 경도가 9 미만인 경우, 점착 성능이 지나치게 낮아져 제품에 적용시 필요한 성능이 구현되지 않는 문제가 있으며, 참고예 2의 경우 쇼어 경도가 자나치게 낮은 것을 확인할 수 있다. 이에 반하여, 실시예의 경우, 적당한 쇼어 강도 및 전단 강도를 가지므로, 제품에의 적용시 우수한 성능을 구현할 수 있다.
또한, 참고예 3의 결과를 참고하면, 1관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량비가 4:1 내지 7:1의 범위 내에 있으나, 중량평균분자량이 30,000 미만인 2관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용하여 경도가 지나치게 높아지는 문제점이 있는 것을 확인할 수 있다.

Claims (14)

  1. 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트계 모노머, 광개시제 및 가수분해 방지제를 포함하는 광학용 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해 방지제의 녹는점(Tm)은 0℃ 이상 40℃ 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해 방지제는 액상인 것인 광학용 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해 방지제는 카보디이미드계 화합물, 이소시아네이트계 화합물, 다관능 히드록시기 함유 화합물, 다관능 카르복실기 함유 화합물 및 다관능 아민계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머는,
    단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 및 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 혼합물을 포함하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머와 상기 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머의 중량비는 4:1 내지 7:1인 것인 광학용 점착제 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 단관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트의 중량평균분자량(Mw)은 10,000 이상 25,000 이하이고,
    상기 다관능 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트의 중량평균분자량(Mw)은 30,000 이상 40,000 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 모노머는, 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기를 갖는 모노머; 탄소수 2 내지 15의 헤테로시클로알킬기를 갖는 모노머; 및 친수성 관능기를 갖는 모노머를 포함하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 가수분해 방지제의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 이상 10 중량부 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴레이트계 모노머의 함량은, 상기 폴리에스테르계 우레탄 아크릴레이트 올리고머 100 중량부에 대하여 10 중량부 이상 25 중량부 이하인 것인 광학용 점착제 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 점착제 조성물은 요변성 부여제, 가소제, 산화방지제, 광안정제, 경화제, 경화촉진제, 점착증진제, 표면윤활제, 레벨링제, 연화제, 노화방지제, 자외선 흡수제, 중합 금지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 더 포함하는 것인 광학용 점착제 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 광학용 점착제 조성물의 광경화물을 포함하는 점착제층을 구비한 광학 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 점착제층의 쇼어 경도는 9 이상 12 이하인 것인 광학 장치.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 점착제층의 광투과성은 90% 이상이고, 헤이즈가 1.0% 이하인 것인 광학 장치.
PCT/KR2016/013555 2015-11-23 2016-11-23 광학용 점착제 조성물 및 광학 장치 WO2017090982A1 (ko)

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