WO2017171490A2 - 화합물 - Google Patents

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WO2017171490A2
WO2017171490A2 PCT/KR2017/003576 KR2017003576W WO2017171490A2 WO 2017171490 A2 WO2017171490 A2 WO 2017171490A2 KR 2017003576 W KR2017003576 W KR 2017003576W WO 2017171490 A2 WO2017171490 A2 WO 2017171490A2
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compound
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이지영
황지영
양세우
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주식회사 엘지화학
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    • C09J175/04—Polyurethanes
    • C09J175/14—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C09J175/16—Polyurethanes having carbon-to-carbon unsaturated bonds having terminal carbon-to-carbon unsaturated bonds

Definitions

  • the present application relates to compounds, curable compositions and their uses.
  • the display device may include a touch panel 302 mounted on the display panel 301.
  • an air gap 304 may be formed between the display panel and the touch panel by interposing a spacer 303 between the display panel and the touch panel.
  • such an air gap 304 reduces contrast through light scattering and also hinders panel thinning.
  • Patent document 1 has proposed the technique of filling resin in an air gap.
  • the resin filled in the air gap is also called OCR (Optically Clear Resin).
  • OCR Optically Clear Resin
  • the physical properties required for such OCR include optical properties, shrinkage, dielectric constant, crosslinking degree, and adhesive properties.
  • OCR requires as low a viscosity as possible prior to curing for effective filling of the air gap, but after curing, adequate interfacial adhesion and cohesion should be ensured.
  • the elastic modulus of the cured OCR is too high, various problems can be caused, so that an appropriate elastic modulus level needs to be maintained.
  • Patent Document 1 Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-55641
  • the present application provides compounds, curable compositions and their uses.
  • the present application is directed to compounds.
  • the compound may be represented by Formula 1 below.
  • the compound of Formula 1 may be an oligomeric compound.
  • A is a core containing a polyalkylene oxide unit
  • B is a chain connected to the core, and a chain containing a polyalkylene oxide unit, and a polymerizable functional group is linked to the terminal
  • n is Is at least 0, m is at least 1, n + m is at least 3, and K may be -LR.
  • L in K is a linker and R is a polymerizable functional group.
  • the compound of the formula (1) has a structure in which at least three chains (B and / or K) are linked to A as a core. Such a structure may be called a radial structure. Such a structure can contribute to maintaining the low viscosity of the curable composition. Terminals of the chains (B and / or K) of formula (1) may be polymerizable functional groups.
  • Representative examples of the polymerizable functional group referred to in the present specification are acryloyl group, acryloyloxy group, methacryloyl group, methacryloyloxy group and the like, but are not limited to the above, and all kinds of polymerization known in the art sexual functional groups can be applied.
  • the compound of formula (1) is a multifunctional compound containing at least three polymerizable functional groups, and such a compound can be used to form a curable composition.
  • the compound of Formula 1 when the curable composition has an appropriate viscosity, and when cured, it is possible to exhibit excellent cohesion and adhesion without excessively increasing the elastic modulus.
  • the core and chain of the compound of Formula 1 may each contain one or more polyalkylene oxide units.
  • the chain including the polyalkylene oxide unit may be a chain represented by K and / or B in Formula 1, and may be, for example, a chain represented by B.
  • polyalkylene oxide or polyalkylene glycol may refer to a subject including two or more alkylene oxide units having a straight or branched chain alkylene group having 2 to 12 carbon atoms.
  • the alkylene group may have 2 to 8 or 2 to 4 carbon atoms, or 2 or 3 carbon atoms.
  • polyalkylene oxide in the present application are polyethylene oxide or polypropylene oxide
  • polyalkylene glycol are polyethylene glycol or polypropylene glycol
  • the core (A) of Formula 1 may be a polyalkylenepolyol derived core.
  • polyalkylene polyol compound means a compound having a polyalkylene oxide unit and containing three or more hydroxy groups.
  • the hydroxy group may be present at the terminal of the polyalkylenepolyol compound.
  • the chain (B and / or K) may be added to at least one hydroxyl group at the terminal of the polyalkylene polyol compound to form the compound of Formula 1.
  • the polyalkylenepolyol compound forming the core (A) may be a compound containing at least three triols, i.e., at least three, terminal hydroxy groups, and the chains (B and / or K of Formula 1) via such hydroxy groups May be added.
  • the number of terminal hydroxyl groups included in the polyalkylene polyol compound may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, 10 or less, 5 or less, or 4 or less. Accordingly, the sum of n and m (n + m) in Chemical Formula 1 may be 3 or more, and may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, 10 or less, 5 or less, or 4 or less.
  • the content of the molecular weight of the core (A) of the general formula (1) is the content of the core (A) of the general formula (1) or the core (A It may be for the polyalkylene polyol compound forming a).
  • the weight average molecular weight of the core (A) may be in the range of 1000 to 10,000.
  • the term weight average molecular weight in the present application is a conversion value for the standard polystyrene measured by Gel Permeation Chromatograph (GPC), and unless otherwise stated in the present specification, the term molecular weight means weight average molecular weight.
  • the molecular weight of the core (A) may be at least 2,000, at least 3,000, at least 4,000, at least 5,000 or at least 6,000 in another example.
  • the molecular weight of the core (A) may be about 9,000 or less, about 8,000 or less, about 7,000 or less, about 6,000 or less, or about 5,000 or less in another example.
  • the core (A) may comprise one or more units of polyethylene oxide units or polypropylene oxide units.
  • the ratio (P / E) of the number of moles (P) of polypropylene oxide units and the number of moles (E) of polyethylene oxide units in the compound of the formula (1) is from 1 to 1 It may be in the range of 10.
  • the ratio (P / E) may be 1.5 or more, 2 or more, 2.5 or more, 3 or more, 3.5 or more or 4 or more in another example.
  • the ratio P / E may be 9.5 or less, 9 or less, 8.5 or less, 8 or less, 7.5 or less, 7 or less, 6.5 or less, 6 or less, 5.5 or less, or about 5 or less.
  • polyalkylene polyol compound which can form a core For example, KPX PP-2000, KPX PP-2600, KPX GP-4000, KPX-GP-5000, KPX GP-4000, KPX-HP3753, etc.
  • polyalkylenepolyol compound known by name may be exemplified, but are not limited thereto.
  • the core (A) and the chain (B) may each contain one or more polyalkylene oxide units. Specific forms of the polyalkylene oxide unit in the above are as described above.
  • Such polyalkylene oxide units may be represented, for example, by the formula (A).
  • L may be a straight or branched chain alkylene group having 2 to 12, 2 to 8 or 2 to 4 carbon atoms, or may be a straight or branched chain alkylene group having 2 or 3 carbon atoms.
  • Formula A when L in Formula A is an alkyl group having 2 carbon atoms, Formula A may be represented by Formula B below, and in the case of a C 1 -alkyl group, it may be represented by Formula C below.
  • a unit of formula B may simply be referred to as a PEG unit
  • a unit of formula C may be simply referred to as a PPG unit.
  • the core (A) and the chain (B) of Formula 1 may include units having 2 or 3 carbon atoms in Formula A, and may include, for example, the PEG or PPG units.
  • the chain represented by K may be represented by -L-R
  • the chain represented by B may be represented by the following Formula 2.
  • the left side of L in -L-R, and the left side of L1 in the following formula (2) may be connected to the core (A).
  • linker (L) and the polymerizable functional group (R) in the chain represented by -L-R is the same as that for the following Chemical Formula 2.
  • a 1 is an alkylene group
  • Q 1 is an alicyclic or aromatic divalent residue
  • L 1 to L 3 are linkers
  • R is a polymerizable functional group or a residue of formula (3)
  • n is any number .
  • Q 2 in formula (3) is an alicyclic or aromatic divalent residue
  • L 4 is a linker
  • A is core part A in formula (1)
  • K is the same as K in formula (1)
  • p is a number of 2 or more, For example, it is a number in the range of about 2-4.
  • the alkylene group in Formula 2 may be, for example, a straight or branched chain alkylene group having 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, and 2 to 4 carbon atoms.
  • the alkylene group may be optionally substituted by one or more substituents.
  • linker (L) in L 1 to L 4 and the linker (L) in -LR- in formulas (2) and (3) is not particularly limited, and examples thereof include oxygen atom, sulfur atom, alkylene group, alkenylene group or alkynylene group. Or a linker represented by the following formula (D) or (E).
  • the alkylene group may be a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms or 1 to 4 carbon atoms, and an alkenylene group or alkynylene group, It may be a straight or branched chain alkenylene group or alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms or 2 to 4 carbon atoms.
  • each X independently represents a single bond, an alkylene group, an oxyalkylene group, or an alkyleneoxy group.
  • R 1 and R 2 may each independently be a hydrogen atom or an alkyl group.
  • the alicyclic or aromatic divalent residue may be a divalent residue derived from an alicyclic compound or an aromatic compound.
  • an aromatic compound means a compound or a derivative thereof including one benzene ring structure, a structure in which two or more benzene rings are connected while sharing one or two carbon atoms or connected by an arbitrary linker. can do.
  • the aromatic compound may be, for example, a compound having 6 to 30 carbon atoms, 6 to 25 carbon atoms, 6 to 21 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms, or 6 to 13 carbon atoms.
  • the alicyclic compound means a compound containing a cyclic hydrocarbon structure that is not an aromatic ring structure.
  • the alicyclic compound may be, for example, a compound having 3 to 30 carbon atoms, 3 to 25 carbon atoms, 3 to 21 carbon atoms, 3 to 18 carbon atoms, or 3 to 13 carbon atoms, unless otherwise specified.
  • the structure of -L 1 -Q 1 -L 2 -or the structure of -L 3 -Q 2 -L 4 -in Formulas 2 and 3 may be a structure derived from a diisocyanate compound.
  • the diisocyanate compound may include tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, isoborone diisocyanate, tetramethylxylene diisocyanate or naphthalene diisocyanate.
  • the present invention is not limited thereto.
  • [-OA 1- ] n which is a repeating unit included in Formula 2, may be a polyalkylenediol, that is, a unit derived from polyalkylene glycol. Hydroxyl groups on both sides of the polyalkylene glycol may react with the isocyanate group of the diisocyanate to form a chain structure.
  • the polyalkylene glycol may be exemplified by a polyalkylene glycol including a straight or branched chain alkylene group having 2 to 12, 2 to 8 or 2 to 4 carbon atoms, or a straight or branched chain alkylene group having 2 or 3 carbon atoms. have. Such polyalkylene glycols may have a molecular weight in the range of about 1000 to 10,000.
  • the molecular weight may in another example be at least 2,000, at least 3,000, at least 4,000, at least 5,000 or at least 6,000.
  • the molecular weight of the core (A) may be about 9,000 or less, about 8,000 or less, about 7,000 or less, about 6,000 or less, or about 5,000 or less in another example.
  • a of Chemical Formula 3 may be a core derived from a polyalkylene polyol compound as in the case of A of Chemical Formula 1, and details of the compound are the same as those mentioned in Chemical Formula 1.
  • the molecular weight of the compound of formula 1 may have a molecular weight within the range of about 5,000 to 100,000.
  • the molecular weight may in another example be at least 7,000, at least 8,000, at least 9,000, at least 10,000, at least 15,000 or at least 20,000.
  • the molecular weight of the compound may be about 90,000 or less, about 80,000 or less, about 70,000 or less, about 60,000 or less, 50,000 or less, 40,000 or less, or about 30,000 or less.
  • n in Formula 1 when the chain represented by B in Formula 1 is a chain in which R in Formula 2 is a polymerizable functional group, n in Formula 1 may be 0, and m may be 3 or more. In this case, m may be 30 or less, 25 or less, 20 or less, 15 or less, 10 or less, 5 or less, or 4 or less.
  • n in Formula 1 may be 1 or more, or 2 or more, and m may be 1 or more.
  • n may be 5 or less, 4 or less, 3 or less, or 2 or less
  • m may be 5 or less, 4 or less, 3 or less, 2 or less, or 1, wherein p in Formula 3, It may be 2 or more and 5 or less, 4 or less, or 3 or less.
  • the compound of formula 1 can be prepared using, for example, a polyalkylene polyol, a diisocyanate compound and an acrylate compound comprising an isocyanate group at the terminal.
  • n is at least 2
  • m is at least 1
  • R in formula 2 is a compound of formula 3 Can be generated.
  • the present application also relates to a curable composition comprising the compound of Formula 1.
  • the term curable composition may refer to a composition that can be crosslinked or cured.
  • the curable composition includes the compound having the specific structure, the curable composition may exhibit a low viscosity before curing and, when cured, may form a cured body having appropriate cohesion and adhesion without excessive increase in elastic modulus.
  • curable compositions can be used in a variety of optical applications, such as so-called OCR (Optically Clear Resin).
  • the ratio of the compound of Formula 1 in the curable composition is not particularly limited, it may be included in a ratio of about 1 to 20% by weight when the total weight of the resin and oligomer components of the curable composition is 100%.
  • the ratio may be up to about 18 wt%, up to 16 wt%, up to 14 wt%, up to 12 wt%, up to 10 wt%, up to 8 wt% or up to 6 wt% in another example.
  • the curable composition may further include various other components as long as it includes the compound of Formula 1 described above, and the kind of such components is not particularly limited.
  • the curable composition so-called OCR, includes components such as reactive oligomers, non-reactive oligomers, initiators, and the like, and the curable composition of the present application may also include such components.
  • the curable composition may include other curable oligomers in addition to the compound of Formula 1.
  • a curable oligomer having one or more polymerizable functional groups may be used.
  • a curable oligomer having one or two polymerizable functional groups may be used.
  • the kind of a specific curable oligomer is not specifically limited,
  • the polyurethane oligomer which has a polyalkylene oxide repeating unit and has one or two polymerizable functional groups can be used.
  • oligomers oligomers having a weight average molecular weight of about 9,000 to 25,000 may be used.
  • Such a curable oligomer may be used, for example, in a ratio of about 100 to 500 parts by weight relative to 100 parts by weight of the compound of Formula 1.
  • the curable composition may further include non-curable oligomers, that is, oligomers having no polymerizable functional groups.
  • non-curable oligomers are also variously known in the art, and such known components may be appropriately selected and used.
  • the kind of specific non-curable oligomer is not particularly limited.
  • a polyurethane oligomer having a polyalkylene oxide repeating unit and not having a polymerizable functional group may be used.
  • oligomers oligomers having a weight average molecular weight of about 9,000 to 25,000 may be used.
  • Such a curable oligomer may be used, for example, in a ratio of about 1,000 to 2,500 parts by weight relative to 100 parts by weight of the compound of Formula 1.
  • the curable composition may further include a (meth) acrylate monomer known in the art as the diluent monomer.
  • a curable oligomer may be used, for example, in a ratio of about 800 to 2,500 parts by weight relative to 100 parts by weight of the compound of Formula 1.
  • the curable composition may further comprise a radical initiator, for example an optical radical initiator, in addition to the compound.
  • a radical initiator for example an optical radical initiator
  • a photoinitiator as long as it can start superposition
  • a well-known ultraviolet-ray polymerization initiator, a visible light polymerization initiator, etc. can be used.
  • the proportion of the initiator is not particularly limited and may be included to the extent that induces an appropriate crosslinking reaction.
  • Exemplary curable compositions are also known in the art for use in the formation of a variety of known components, such as plasticizers, fillers, colorants, squares or antioxidants, for example, so-called OCRs, in addition to the components described above. It may further comprise a component.
  • the reactive component included in the curable composition may be a monofunctional component having one polymerizable functional group other than the compound of Formula 1.
  • cured bodies may be those formed by curing the curable compositions described above.
  • the curable composition or cured product may be usefully used for bonding various optical members of a display device.
  • the curable composition or cured body can be used to bond the indicator and the optically functional material.
  • a display body may be, for example, a display element such as an LCD (Liquid Crystal Display), an EL (Electroluminescence) display device, an EL illumination, an electronic paper or a plasma display, to which a polarizing plate for glass is attached.
  • an acrylic plate for example, a hard coating or an antireflective coating may be applied to one or both surfaces
  • a PC for example, to improve visibility or to prevent cracking of a display element from external impact
  • a transparent plastic plate such as a polycarbonate (PET) plate, a polyethylene terephthalate (PET) plate, and a polyethylene naphthalate (PEN) plate, tempered glass (for example, a shatterproof film may be attached), or a touch panel input sensor.
  • PET polycarbonate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PEN polyethylene naphthalate
  • tempered glass for example, a shatterproof film may be attached
  • a touch panel input sensor for example, a touch panel input sensor.
  • the curable composition or cured product may also be usefully used for bonding a transparent substrate and a transparent plate on which a transparent electrode is formed, for example, in a capacitive touch panel.
  • the material of the transparent substrate may be, for example, PC, polymethyl methacrylate (PMMA), a composite of PC and PMMA, cyclo-olefin copolymer (COC), cyclo-olefin polymer (COP).
  • the material of the transparent plate may be, for example, glass, PC, PMMA, composite COC or COP of PC and PMMA.
  • cured material can also be usefully used for the use for bonding a touch panel and the sheet
  • the sheet may be, for example, an icon sheet, a protective sheet, a makeup sheet, or the like, and the material of the sheet may be, for example, PET, PC, COC, or COP.
  • the plate include a decorative plate or a protective plate, and the material of the plate may be, for example, PET glass, PC, PMMA, a composite of PC and PMMA, COC, or COP.
  • the material of the touch panel bonded to the sheet or plate may be, for example, glass, PET, PC, PMMA, a composite of PC and PMMA, COC, or COP.
  • the curable composition or the cured product may also be usefully used, for example, for direct bonding of a touch panel and a display panel of a display device.
  • FIG. 1 exemplarily illustrates a display device including a display panel 101 and a touch panel 102, and the display panel 101 and the touch panel 102 are bonded by the curable composition or the cured body 103.
  • the curable composition or the cured product may also be usefully used for filling a space spaced between the optical functional material spaced by a spacer and a display panel, for example, in a display device.
  • 2 exemplarily shows a display device in which the optical functional material is a touch panel.
  • the display device may include a display panel 201, a touch panel 202, and a spacer 203 spaced apart from the display panel. In this case, the display panel and the touch panel may be disposed.
  • This spaced space, a so-called air gap space may have a structure in which the curable composition or the cured body 204 is filled.
  • the curable composition or cured product When the curable composition or cured product is applied to the display device, other components constituting the device or a method of constituting the device are not particularly limited, and any known in the art may be used as long as the curable composition or cured product is used. Both materials and methods may be employed.
  • the present application can provide novel compounds of specific structures and curable compositions comprising such novel compounds and their uses.
  • the curable composition comprising the novel compound, it is possible to increase the cohesion of the cured product without increasing the viscosity of the composition before curing, to minimize the increase of the elastic modulus, to minimize the effect of improving the interfacial adhesion and the ratio of the non-reactive oligomer Can be.
  • the curable composition may be applied to various optical applications.
  • the curable composition may be usefully used for bonding various optical functional members of a display device, for example, bonding a touch panel and a display panel.
  • FIG. 1 and 2 are schematic views of an exemplary display device of the present application.
  • FIG. 3 is a schematic diagram of a display device related to the background art.
  • Measurement conditions of the IR spectrum applied in the present specification are as follows. In the measurement, the air state was used as the base line.
  • the weight average molecular weight (Mn) was measured under the following conditions using GPC, and the measurement results were converted using standard polystyrene of Agilent system for the production of calibration curves.
  • Curable compositions obtained in Examples and Comparative Examples were cured, cut into sizes of 8 mm in diameter and 1 mm in thickness to prepare a circular sample, and then 25 ° C. in Frequency Sweep mode using an Advanced Rheometrics Expansion System (ARES) device. And the modulus of elasticity at 1 Hz frequency was measured.
  • RAS Advanced Rheometrics Expansion System
  • Tensile strength was measured using a UTM (Zwick / Roell Z005) in the ASTM D412 method while tensioning the specimen of 1mm thickness at a speed of 50mm / min.
  • the curable compositions obtained in Examples and Comparative Examples were cured and cut into pieces having a width of 15 mm, a length of 100 mm, and a thickness of 250 ⁇ m to prepare specimens, which were then subjected to 180 ° peel angle and 300 mm / min peel at 25 ° C. Peel force was measured using TA-XT2plus [Tension] at a rate.
  • the curable composition is applied to the TAC film of the polarizing plate comprising a triacetyl cellulose (TAC) film as a protective film at a thickness of about 250 ⁇ m, and the width is 15 mm in advance and 100 mm in length.
  • TAC triacetyl cellulose
  • Formula 1 n is 0, m is 3, B is a chain of Formula 2, and the compound of Formula 2 is represented by the following Formula F was synthesized in the following manner.
  • Polypropylene glycol (PPG) weight average molecular weight: 6000
  • catalyst Dibutyltin Dilaurate
  • PPG polypropylene glycol
  • Catalyst Catalyst
  • the primary compound was then reacted for 30 minutes at 50 ° C. in a reactor in which isophorone diisocyanate (IPDI), 4-Methoxyphenol (MEHQ) and catalyst (Dibutyltin Dilaurate) were present in a weight ratio of 2.9: 0.17: 0.003 (IPDI: MEHQ: catalyst).
  • IPDI isophorone diisocyanate
  • MEHQ 4-Methoxyphenol
  • catalyst Dibutyltin Dilaurate
  • R in the formula (F) is an acryloyloxyethyl group.
  • the compound prepared in Example 1, the monofunctional reactive oligomer, the non-reactive oligomer, the diluent monomer and the initiator were weight ratio of 10: 3: 51: 36: 0.32 (reactive oligomer: compound of Example 1: non-reactive oligomer: dilution Monomer: initiator) to prepare a curable composition.
  • the monofunctional reactive oligomer a polyurethane oligomer derived from polypropylene glycol, having one acryloyloxy group, and having a molecular weight of about 17,000 was used, and a non-reactive oligomer was derived from polypropylene glycol. Polyurethane oligomers having a molecular weight of about 17,000 were used.
  • a diluent monomer isobornyl acrylate was used, and as an initiator, a compound known as Irgacure 819 was used.
  • the curable composition was prepared by mixing the monofunctional reactive oligomer and non-reactive oligomer, diluent monomer and initiator of Example 2 in a 10: 54: 36: 0.32 weight ratio (reactive oligomer: non-reactive oligomer: monomer for dilution: initiator). .
  • the monofunctional reactive oligomer of Example 2, the bifunctional reactive oligomer and the non-reactive oligomer of Example 2, the diluent monomer of Example 2 and the initiator of Example 2 were weighted 10: 3: 51: 36: 0.32 (reactive oligomer) (Monofunctional): reactive oligomer (bifunctional): non-reactive oligomer: monomer for dilution: initiator) to prepare a curable composition.
  • bifunctional reactive oligomer a polyurethane oligomer derived from polypropylene glycol, having two acryloyloxy groups and having a molecular weight of about 17,000 was used.
  • the curable composition comprising the specific compound of the present application exhibits appropriate cohesion, tensile strength and adhesion without excessive increase in elastic modulus when cured while exhibiting the proper viscosity before curing.

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Abstract

본 출원은, 경화성 조성물, 경화체 및 경화성 조성물과 경화체의 용도에 관한 것이다. 본 출원에서는 특정 구조의 경화성 화합물을 포함하여, 경화전의 조성물의 점도의 상승 없이 경화물의 응집력을 높이고, 그 탄성률의 상승도 최소화할 수 있으며, 계면 접착력의 개선의 효과와 비반응성 올리고머의 비율도 최소화할 수 있는 경화성 조성물이 제공될 수 있다. 상기 경화성 조성물은 다양한 광학적 용도에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 디스플레이 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합 (Directing Bonding)에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

화합물
본 출원은 2016년 3월 31일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2016-0039685호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은 화합물, 경화성 조성물 및 그들의 용도에 관한 것이다.
디스플레이 장치는, 예를 들면, 도 3에 나타내는 바와 같이 표시 패널(301) 상에 탑재하는 터치 패널(302)을 구비할 수 있다. 이 경우, 표시 패널을 보호하기 위해, 표시 패널과 터치 패널의 사이에 스페이서(303)를 개재시킴으로써, 표시 패널과 터치 패널 사이에 에어갭(304)을 형성할 수 있다. 그러나, 이러한 에어갭(304)은, 광산란을 통해 콘트라스트를 저하시키고, 패널 박형화에도 방해가 된다.
특허문헌 1은, 에어갭에 수지를 충전하는 기술을 제안하고 있다. 이와 같이 에어갭에 충전되는 수지는, OCR(Optically Clear Resin)로도 불리운다. 이러한 OCR에 요구되는 물성으로는 광학적 특성을 포함하여 수축율, 유전율, 가교도 및 접착 특성 등이 있다.
예를 들면, OCR은 에어갭의 효과적인 충전을 위해 경화전에는 가급적 낮은 점도가 요구되지만, 경화된 후에는 적절한 계면 접착력과 응집력이 확보되어야 한다. 또한, 경화된 OCR의 탄성률이 지나치게 높은 경우에도 여러 문제가 유발될 수 있어서, 적절한 탄성률 수준이 유지될 필요도 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
특허문헌 1: 일본 공개특허공보 제2005-55641호
본 출원은 화합물, 경화성 조성물 및 그들의 용도를 제공한다.
본 출원은 화합물에 대한 것이다. 상기 화합물은 하기 화학식 1로 표시될 수 있다. 하기 화학식 1의 화합물은 올리고머 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000001
화학식 1에서 A는 폴리알킬렌옥시드 단위를 포함하는 코어이고, B는 상기 코어에 연결되어 있는 사슬로서, 폴리알킬렌옥시드 단위를 포함하며, 말단에 중합성 관능기가 연결되어 있는 사슬이고, n은 0 이상의 수이며, m은 1 이상의 수이고, n+m은 3 이상의 수이며, K는 -L-R일 수 있다.
상기 K에서 L은 링커이고, R은 중합성 관능기이다.
화학식 1의 화합물은, 코어인 A에 3개 이상의 사슬(B 및/또는 K)이 연결되어 있는 구조를 가진다. 이러한 구조는 방사상 구조라고 불리울 수 있다. 이러한 구조는 경화성 조성물이 저점도를 유지하는 것에 기여할 수 있다. 화학식 1의 사슬(B 및/또는 K)의 말단은 중합성 관능기일 수 있다.
본 명세서에서 언급하는 중합성 관능기의 대표적인 예는, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기 또는 메타크릴로일옥시기 등이지만, 상기에 제한되지 않고, 업계에서 공지되어 있는 모든 종류의 중합성 관능기가 적용될 수 있다.
화학식 1의 화합물은, 중합성 관능기를 적어도 3개 이상 포함하는 다관능성 화합물이며, 이러한 화합물은, 경화성 조성물을 형성하는 것에 사용될 수 있다. 화학식 1의 화합물은, 상기 경화성 조성물이 적정한 점도를 가지면서, 경화되면, 지나친 탄성률의 증가 없이 우수한 응집력과 접착력이 발현되도록 할 수 있다.
화학식 1의 화합물의 코어 및 사슬에는 각각 하나 이상의 폴리알킬렌옥시드 단위가 포함되어 있을 수 있다. 상기 폴리알킬렌옥시드 단위를 포함하는 사슬은, 화학식 1에서 K 및/또는 B로 표시되는 사슬일 수 있고, 예를 들면, B로 표시되는 사슬일 수 있다.
본 출원에서 용어 폴리알킬렌옥시드 또는 폴리알킬렌글리콜은 탄소수 2 내지 12의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 가지는 알킬렌옥시드 단위를 2개 이상 포함하는 대상을 지칭할 수 있다. 상기에서 알킬렌기의 탄소수는 2 내지 8 또는 2 내지 4이거나, 2 또는 3일 수 있다.
본 출원에서 폴리알킬렌옥시드의 구체적인 예는 폴리에틸렌옥시드 또는 폴리프로필렌옥시드가 있고, 폴리알킬렌글리콜의 구체적인 예는 폴리에틸렌글리콜 또는 폴리프로필렌글리콜가 있다.
일 예시에서 화학식 1의 코어(A)는, 폴리알킬렌폴리올 유래 코어일 수 있다. 본 명세서에서 용어 폴리알킬렌폴리올 화합물은, 폴리알킬렌옥시드 단위를 가지고, 또한 히드록시기를 3개 이상 포함하는 화합물을 의미한다. 상기에서 히드록시기는 폴리알킬렌폴리올 화합물의 말단에 존재할 수 있다. 예를 들면, 상기 폴리알킬렌폴리올 화합물의 말단의 히드록시기의 적어도 하나에 상기 사슬(B 및/또는 K)이 부가되어 상기 화학식 1의 화합물이 형성될 수 있다. 상기 코어(A)를 형성하는 폴리알킬렌폴리올 화합물은, 트리올 이상, 즉 3개 이상의 말단 히드록시기를 포함하는 화합물일 수 있고, 그러한 히드록시기를 매개로 상기 사슬(화학식 1의 B 및/또는 K)이 부가되어 있을 수 있다. 상기 폴리알킬렌폴리올 화합물이 포함하는 말단의 히드록시기의 수는 30 이하, 25 이하, 20 이하, 15 이하, 10 이하, 5 이하 또는 4 이하일 수 있다. 따라서, 상기 화학식 1에서 n과 m의 합계(n+m)는, 3 이상일 수 있고, 또한 30 이하, 25 이하, 20 이하, 15 이하, 10 이하, 5 이하 또는 4 이하일 수 있다.
본 명세서에서 언급하는 화학식 1의 코어(A)의 분자량, 폴리에틸렌옥시드 및 폴리프로필렌옥시드의 포함 형태 등에 대한 내용은, 상기 화학식 1의 코어(A) 자체에 대한 내용이거나, 혹은 상기 코어(A)를 형성하는 폴리알킬렌폴리올 화합물에 대한 것일 수 있다.
화학식 1의 화합물에서 코어(A)의 중량평균분자량은 1000 내지 10,000의 범위 내일 수 있다. 본 출원에서 용어 중량평균분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정되는 표준 폴리스티렌(the standard polystyrene)에 대한 환산값이고, 본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한, 용어 분자량은 중량평균분자량을 의미한다. 상기 코어(A)의 분자량은 다른 예시에서 2,000 이상, 3,000 이상, 4,000 이상, 5,000 이상 또는 6,000 이상일 수 있다. 또한, 상기 코어(A)의 분자량은 다른 예시에서 약 9,000 이하, 약 8,000 이하, 약 7,000 이하, 약 6,000 이하 또는 약 5,000 이하일 수 있다.
화학식 1의 화합물에서 코어(A)는 폴리에틸렌옥시드 단위 또는 폴리프로필렌옥시드 단위 중 하나 이상의 단위를 포함할 수 있다. 코어(A)가 상기 단위를 모두 포함할 경우에 화학식 1의 화합물에서 코어 내의 폴리프로필렌옥시드 단위의 몰수(P) 및 폴리에틸렌옥시드 단위의 몰수(E)의 비율(P/E)은 1 내지 10의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 비율(P/E)은 다른 예시에서 1.5 이상, 2 이상, 2.5 이상, 3 이상, 3.5 이상 또는 4 이상일 수 있다. 상기 비율(P/E)은 다른 예시에서 9.5 이하, 9 이하, 8.5 이하, 8 이하, 7.5 이하, 7 이하, 6.5 이하, 6 이하, 5.5 이하 또는 약 5 이하일 수 있다.
코어를 형성할 수 있는 상기 폴리알킬렌폴리올 화합물로는, 예를 들면, KPX PP-2000, KPX PP-2600, KPX GP-4000, KPX-GP-5000, KPX GP-4000 또는 KPX-HP3753 등의 명칭으로 공지된 폴리알킬렌폴리올 화합물을 예시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 1에서 코어(A)와 사슬(B)에는 각각 하나 이상의 폴리알킬렌옥시드 단위가 포함되어 있을 수 있다. 상기에서 폴리알킬렌옥시드 단위의 구체적인 형태는 전술한 바와 같다.
이러한 폴리알킬렌옥시드 단위는 예를 들면 하기 화학식 A로 표시될 수 있다.
[화학식 A]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000002
화학식 A에서 L은, 탄소수 2 내지 12, 2 내지 8 또는 2 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기이거나, 혹은 탄소수 2 또는 3의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기일 수 있다.
예를 들어, 화학식 A의 L이 탄소수 2의 알킬기인 경우에 상기 화학식 A는 하기 화학식 B로 표시될 수 있고, 탄소수 3의 일킬기인 경우에는 하기 화학식 C로 표시될 수 있다. 이하 본 명세서에서는 하기 화학식 B의 단위를 간단히 PEG 단위로 호칭할 수 있고, 하기 화학식 C의 단위는 간단하게 PPG 단위로 호칭할 수 있다.
[화학식 B]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000003
[화학식 C]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000004
하나의 예시에서 화학식 1의 코어(A)와 사슬(B)은 상기 화학식 A에서 L이 탄소수 2 또는 3인 단위를 포함할 수 있고, 예를 들면, 상기 PEG 또는 PPG 단위를 포함할 수 있다.
화학식 1에서 K로 표시되는 사슬은, -L-R로 표시되고, B로 표시되는 사슬은 하기 화학식 2으로 표시될 수 있다. 상기 -L-R에서의 L의 좌측, 그리고 하기 화학식 2에서 L1의 좌측이 코어(A)에 연결될 수 있다.
상기 -L-R로 표시되는 사슬에서 링커(L) 및 중합성 관능기(R)의 종류는 후술하는 화학식 2에 대한 내용과 동일하다.
[화학식 2]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000005
화학식 2에서 A1은 알킬렌기이고, Q1은 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L1 내지 L3는 링커이고, R은 중합성 관능기 또는 하기 화학식 3의 잔기이며, n은 임의의 수이다.
[화학식 3]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000006
화학식 3에서 Q2는 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L4는 링커이고, A는 화학식 1에서의 코어부 A이며, K는 화학식 1에서의 K와 같고, p는 2 이상의 수로서, 예를 들면, 약 2 내지 4의 범위 내의 수이다.
화학식 2에서 알킬렌기는, 예를 들면, 예를 들면, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8, 탄소수 2 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기일 수 있다. 상기 알킬렌기는 임의로 하나 이상의 치환기에 의해 치환되어 있을 수 있다.
화학식 2 및 3에서 L1 내지 L4인 링커, 그리고 -L-R-에서의 링커(L)의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 산소 원자, 황원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이거나, 하기 화학식 D 또는 E로 표시되는 링커일 수 있다. 상기에서 알킬렌기는, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기일 수 있고, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄의 알케닐렌기 또는 알키닐렌기일 수 있다.
[화학식 D]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000007
[화학식 E]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000008
화학식 D 및 E에서 X는, 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기, 옥시알킬렌기 또는 알킬렌옥시기이다.
또한, 화학식 D 및 E에서 R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기일 수 있다.
화학식 2 및 3에서 지환족 또는 방향족 2가 잔기는, 지환족 화합물 또는 방향족 화합물에서 유래되는 2가 잔기일 수 있다.
상기에서 방향족 화합물은, 하나의 벤젠 고리 구조, 2개 이상의 벤젠 고리가 하나 또는 2개의 탄소 원자를 공유하면서 연결되어 있거나, 또는 임의의 링커에 의해 연결되어 있는 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체를 의미할 수 있다. 상기 방향족 화합물은 예를 들면, 탄소수 6 내지 30, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 13의 화합물일 수 있다.
상기에서 지환족 화합물은, 방향족 고리 구조가 아닌 고리형 탄화수소 구조를 포함하는 화합물을 의미한다. 상기 지환족 화합물은, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 예를 들면, 탄소수 3 내지 30, 탄소수 3 내지 25, 탄소수 3 내지 21, 탄소수 3 내지 18 또는 탄소수 3 내지 13의 화합물일 수 있다.
화학식 2 및 3에서 -L1-Q1-L2-의 구조 또는 -L3-Q2-L4-의 구조는 디이소시아네이트 화합물로부터 유래하는 구조일 수 있다. 상기에서 디이소시아네이트계 화합물의 구체적인 예로는 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
화학식 2에 포함되는 반복 단위인 [-O-A1-]n은, 폴리알킬렌디올, 즉 폴리알킬렌글리콜 유래 단위일 수 있다. 상기 폴리알킬렌글리콜 양측의 히드록시기가 상기 디이소시아네이트의 이소시아네이트기와 반응하여 사슬 구조가 형성될 수 있다. 상기 폴리알킬렌글리콜로는 탄소수 2 내지 12, 2 내지 8 또는 2 내지 4의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기, 혹은 탄소수 2 또는 3의 직쇄 또는 분지쇄 알킬렌기를 포함하는 폴리알킬렌글리콜이 예시될 수 있다. 이러한 폴리알킬렌글리콜은 약 1000 내지 10,000의 범위 내의 분자량을 가질 수 있다. 상기 분자량은 다른 예시에서 2,000 이상, 3,000 이상, 4,000 이상, 5,000 이상 또는 6,000 이상일 수 있다. 또한, 상기 코어(A)의 분자량은 다른 예시에서 약 9,000 이하, 약 8,000 이하, 약 7,000 이하, 약 6,000 이하 또는 약 5,000 이하일 수 있다.
또한, 상기 화학식 3의 A는 화학식 1의 A의 경우와 같은 폴리알킬렌폴리올 화합물 유래의 코어일 수 있고, 상기 화합물에 대한 세부적인 내용은 화학식 1에서 언급한 바와 같다.
화학식 1의 화합물의 분자량은, 약 5,000 내지 100,000의 범위 내의 분자량을 가질 수 있다. 상기 분자량은 다른 예시에서 7,000 이상, 8,000 이상, 9,000 이상, 10,000 이상, 15,000 이상 또는 20,000 이상일 수 있다. 또한, 상기 화합물의 분자량은 다른 예시에서 약 90,000 이하, 약 80,000 이하, 약 70,000 이하, 약 60,000 이하, 50,000 이하, 40,000 이하 또는 약 30,000 이하일 수 있다.
일 예시에서 화학식 1에서 B로 표시되는 사슬이 상기 화학식 2에서 R이 중합성 관능기인 사슬인 경우에, 화학식 1에서 n은 0이고, m이 3 이상의 수일 수 있다. 이러한 경우에 m은, 30 이하, 25 이하, 20 이하, 15 이하, 10 이하, 5 이하 또는 4 이하일 수 있다.
또한, 화학식 1에서 B로 표시되는 사슬이 상기 화학식 2에서 R이 상기 화학식 3로 표시되는 경우에는, 화학식 1에서 n은 1 이상 또는 2 이상이고, m은, 1 이상의 수일 수 있다. 상기의 경우, n은 5 이하, 4 이하, 3 이하 또는 2 이하일 수 있고, m은, 5 이하, 4 이하, 3 이하, 2 이하이거나 또는 1일 수 있으며, 이 때 화학식 3에서의 p는, 2 이상이면서, 5 이하, 4 이하 또는 3 이하일 수 있다.
화학식 1의 화합물은 예를 들면, 폴리알킬렌 폴리올, 디이소시아네이트 화합물 및 말단에 이소시아네이트기를 포함하는 아크릴레이트 화합물을 사용하여 제조할 수 있다.
예를 들면, 말단에 이소시아네이트기를 포함하는 아크릴레이트 화합물의 이소시아네이트기와 폴리알킬렌폴리올로서, 폴리알킬렌글리콜의 일 말단의 히드록시기를 우레탄 반응시키고, 다른 말단의 디이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기와 우레탄 반응시키면, 일 말단이 이소시아네이트기이고, 화학식 2에서 R이 중합성 관능기인 물질의 전구체가 생성되는데, 이러한 전구체를 말단 히드록시기가 3개 이상인 폴리알킬렌폴리올 화합물과 반응시키면, 화학식 1에서 n이 0이고, m이 3 이상인 화합물이 생성될 수 있다.
다른 방식으로 폴리알킬렌글리콜의 양 말단의 히드록시기를 디이소시아네이트 화합물과 반응시키면, 사슬에 폴리알킬렌옥시드 반복 단위를 포함하고, 양측이 디이소시아네이트인 화합물이 생성되는데, 그 양측의 디이소시아네이트를 폴리알킬렌폴리올의 히드록시기와 반응시켜서 생성된 화합물을 다시 말단에 이소시아네이트기를 포함하는 아크릴레이트 화합물과 반응시키면, 화학식 1에서 n이 2 이상이고, m은 1 이상이며, 화학식 2에서의 R이 화학식 3인 화합물이 생성될 수 있다.
본 출원은 또한, 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 경화성 조성물에 대한 것이다. 본 출원에서 용어 경화성 조성물은 가교 또는 경화될 수 있는 조성물을 의미할 수 있다.
상기 경화성 조성물은 상기 특정 구조의 화합물을 포함하기 때문에, 경화전에 적절한 저점도를 나타내면서, 경화되면 탄성률의 지나친 상승 없이 적절한 응집력과 접착력을 가지는 경화체를 형성할 수 있다.
이러한 경화성 조성물은, 다양한 광학적 용도, 예를 들면, 소위 OCR(Optically Clear Resin)에 사용될 수 있다.
경화성 조성물에서 화학식 1의 화합물의 비율은 특별히 제한되지 않지만, 해당 경화성 조성물의 수지 및 올리고머 성분의 전체 중량을 100%로 할 때에 약 1 내지 20 중량% 정도의 비율로 포함될 수 있다. 상기 비율은 다른 예시에서 약 18 중량% 이하, 16 중량% 이하, 14 중량% 이하, 12 중량% 이하, 10 중량% 이하, 8 중량% 이하 또는 6 중량% 이하일 수 있다.
경화성 조성물은 전술한 화학식 1의 화합물을 포함하는 한 다양한 다른 성분을 추가로 포함할 수 있고, 그러한 성분의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 소위 OCR로 호칭되는 경화성 조성물은, 반응성 올리고머, 비반응성 올리고머, 개시제 등의 성분을 포함하는데, 본 출원의 상기 경화성 조성물도 이러한 성분을 포함할 수 있다.
일 예시에서 상기 경화성 조성물은 화학식 1의 화합물 외에 다른 경화성 올리고머를 포함할 수 있다. 경화성 올리고머로는, 중합성 관능기를 1개 이상 가지는 경화성 올리고머가 사용될 수 있고, 예를 들면, 상기 중합성 관능기가 1개 또는 2개인 경화성 올리고머가 사용될 수 있다. 구체적인 경화성 올리고머의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 업계에 공지되어 있는 경화성 올리고머로서, 폴리알킬렌옥시드 반복 단위를 가지고, 중합성 관능기를 1개 또는 2개 가지는 폴리우레탄 올리고머가 사용될 수 있다. 이러한 올리고머로는, 중량평균분자량이 약 9,000 내지 25,000 정도인 올리고머가 사용될 수 있다. 이러한 경화성 올리고머는, 예를 들면, 상기 화학식 1의 화합물 100 중량부 대비 약 100 내지 500 중량부의 비율로 사용될 수 있다.
일 예시에서 상기 경화성 조성물은 추가로 비경화성 올리고머, 즉 중합성 관능기를 가지지 않는 올리고머를 또한 포함할 수 있다. 이러한 비경화성 올리고머도 업계에 다양하게 공지되어 있으며, 이러한 공지의 성분을 적절하게 선택하여 사용될 수 있다. 구체적인 비경화성 올리고머의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 업계에 공지되어 있는 비경화성 올리고머로서, 폴리알킬렌옥시드 반복 단위를 가지고, 중합성 관능기를 가지지 않는 폴리우레탄 올리고머가 사용될 수 있다. 이러한 올리고머로는, 중량평균분자량이 약 9,000 내지 25,000 정도인 올리고머가 사용될 수 있다. 이러한 경화성 올리고머는, 예를 들면, 상기 화학식 1의 화합물 100 중량부 대비 약 1,000 내지 2,500 중량부의 비율로 사용될 수 있다.
경화성 조성물은, 또한, 희석용 단량체로서, 업계에 공지되어 있는 (메타)아크릴레이트 단량체 등을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경화성 올리고머는, 예를 들면, 상기 화학식 1의 화합물 100 중량부 대비 약 800 내지 2,500 중량부의 비율로 사용될 수 있다.
경화성 조성물은, 상기 화합물에 추가로 라디칼 개시제, 예를 들면, 광 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 광중합 개시제로는, 라디칼 경화성 성분의 중합을 개시할 수 있는 것이면 특별한 제한없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 공지된 자외선 중합 개시제나 가시광 중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 개시제의 비율은 특별히 제한되지 않고, 적절한 가교 반응을 유도할 정도로 포함될 수 있다.
예시적인 경화성 조성물은, 또한 전술한 성분 외에도 다양한 공지의 성분, 예를 들면, 가소제, 충전제, 착색제, 방정체 또는 산화 방지제 등과 같은, 예를 들면 소위 OCR 등의 형성에 사용되는 것으로 알려져 있는 공지의 성분을 추가로 포함할 수 있다.
일 예시에서 상기 경화성 조성물에 포함되는 반응성 성분, 즉 중합성 관능기를 가지는 성분들은, 상기 화학식 1의 화합물 외에는 상기 중합성 관능기를 1개 가지는 단관능 성분일 수 있다.
본 출원은, 또한, 경화체에 관한 것이다. 예시적인 경화체는 상기 기술한 경화성 조성물에 경화되어 형성되는 것일 수 있다.
본 출원은, 또한, 상기 경화성 조성물 또는 경화체의 용도에 관한 것이다. 상기 경화성 조성물 또는 경화체는 디스플레이 장치의 다양한 광학 부재의 접합을 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 경화성 조성물 또는 경화체는 표시체와 광학 기능 재료를 접합하기 위하여 사용될 수 있다. 이러한 표시체는, 예를 들면, 유리에 대한 편광판이 부착되어 있는 LCD(Liquid Crystal Display), EL(Electroluminescence) 디스플레이 장치, EL 조명, 전자 페이퍼나 플라즈마 디스플레이 등의 표시 소자일 수 있다. 광학 기능 재료로는, 시인성 향상이나 외부 충격으로부터 표시 소자의 깨짐 방지를 목적으로 하는 아크릴판 (예를 들면, 일측면 또는 양면에 하드 코팅 처리나 반사 방지 코팅을 처리할 수 도 있음), PC(Polycarbonate) 판, PET(Polyethylene terephthalate) 판, PEN(Polyethylene naphthalate) 판 등의 투명 플라스틱 판, 강화 유리(예를 들면, 비산 방지 필름이 부착되어 있을 수도 있음) 또는 터치 패널 입력 센서 등을 예로 들 수 있다.
상기 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 정전 용량식 터치 패널에서, 투명 전극이 형성되어 있는 투명 기판과 투명판을 접합하기 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 이러한 투명 기판의 재질은, 예를 들면, PC, PMMA(Polymethyl methacrylate), PC와 PMMA의 복합체, COC(Cyclo-Olefin Copolymer), COP(Cyclo-Olefin Polymer) 일 수 있다. 투명판의 재질은, 예를 들면, 유리, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체 COC 또는 COP 등일 수 있다.
상기 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 터치 패널과 상기 터치 패널 상의 시트 또는 판을 접합하기 위한 용도로 유용하게 사용할 수 있다. 이러한 시트로는, 예를 들면, 아이콘 시트, 보호 시트, 화장 시트 등일 수 있고, 시트의 재질은, 예를 들면, PET, PC, COC 또는 COP 등일 수 있다. 판으로는, 화장판 또는 보호판 등을 예로 들 수 있고, 판의 재질은, 예를 들면, PET 유리, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체, COC 또는 COP 등일 수 있다. 이러한 시트 또는 판과 접합하는 터치 패널의 재질은, 예를 들면, 유리, PET, PC, PMMA, PC와 PMMA의 복합체, COC 또는 COP 등일 수 있다.
상기 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 디스플레이 장치의 터치 패널과 표시 패널의 접합(Direct Bonding)을 위한 용도로 유용하게 사용될 수 있다. 도 1 은 표시 패널(101) 및 터치 패널(102)을 포함하고 표시 패널(101)과 터치 패널(102)이 상기 경화성 조성물 또는 경화체(103)에 의하여 접합되어 있는 디스플레이 장치를 예시적으로 나타낸다.
상기 경화성 조성물 또는 경화체는, 또한, 예를 들면, 디스플레이 장치에 있어서 스페이서에 의해 이격되어 있는 광학 기능 재료와 표시 패널 사이의 이격된 공간을 충진하는 용도로도 유용하게 사용될 수 있다. 도 2는 상기 광학 기능 재료가 터치 패널인 디스플레이 장치를 예시적으로 나타낸다. 도 2를 참고하면, 디스플레이 장치는 표시 패널(201), 터치 패널(202) 및 상기 표시 패널과 터치 패널을 이격시키고 있는 스페이서(203) 를 포함할 수 있고, 이 경우에 상기 표시 패널과 터치 패널이 이격된 공간, 소위 에어갭의 공간을 상기 경화성 조성물 또는 경화체(204)가 충진하고 있는 구조를 가질 수 있다.
상기 디스플레이 장치에 경화성 조성물 또는 경화체가 적용될 경우에, 상기 장치를 구성하는 다른 부품이나 그 장치의 구성 방법은 특별히 제한되지 않고, 상기 경화성 조성물 또는 경화체가 사용되는 한, 해당 분야에서 공지되어 있는 임의의 재료나 방식이 모두 채용될 수 있다.
본 출원에서는 특정 구조의 신규 화합물 및 그러한 신규 화합물을 포함하는 경화성 조성물과 그 용도를 제공할 수 있다. 상기 신규 화합물을 포함하는 경화성 조성물을 사용하면, 경화전의 조성물의 점도의 상승 없이 경화물의 응집력을 높이고, 탄성률의 상승도 최소화할 수 있으며, 계면 접착력의 개선의 효과와 비반응성 올리고머의 비율도 최소화할 수 있다. 상기 경화성 조성물은 다양한 광학적 용도에 적용될 수 있으며, 예를 들면, 디스플레이 장치의 다양한 광학 기능 부재의 접합, 예를 들면, 터치 패널과 표시 패널의 접합 (Directing Bonding)에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1 및 2는 본 출원의 예시적인 디스플레이장치의 모식도이다.
도 3은 배경기술과 관련된 디스플레이장치의 모식도이다.
도 4는 실시예에서 제조된 화합물의 IR 스펙트럼이다.
[부호의 설명]
101: 표시 패널
102: 터치 패널
103: 경화체
202: 터치 패널
203: 스페이서
204: 경화체
301: 표시 패널
302: 터치 패널
303: 스페이서
304: 에어갭
이하, 본 출원에 따른 실시예를 통해 본 출원을 보다 상세히 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 제시될 실시예에 제한되는 것은 아니다.
1. IR 스펙트럼 측정 방법
본 명세서에서 적용한 IR 스펙트럼의 측정 조건은 하기와 같다. 측정 시에는 air 상태를 base line으로 하였다.
<측정 조건>
측정기: Agilent Cary 660 FTIR Spectrometer
ATR: PIKE Technologies 025-2018 Miracle Znse perf crystal plate
측정 파장: 400 내지 4000nm
측정 온도: 25℃
2. 분자량 평가
중량평균분자량(Mn)은 GPC를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였으며, 검량선의 제작에는 Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용하여 측정 결과를 환산하였다.
<측정 조건>
측정기: Agilent GPC (Agilent 1200 series, U.S.)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼 온도: 40℃
용리액: THF(Tetrahydrofuran)
유속: 1.0 mL/min
농도: ~ 1 mg/mL (100 μL injection)
3. 저장탄성률 측정
실시예 및 비교예에서 얻어진 경화성 조성물을 경화시키고, 직경 8 mm 및 두께 1 mm의 크기로 절단하여 원형 샘플을 제조한 후, ARES(Advanced Rheometrics Expansion System) 장치를 사용하여 Frequency Sweep mode로 25℃, 및 1 Hz 주파수에서 탄성률을 측정하였다.
4. 인장 강도 측정
인장강도는 ASTM D412 방식으로 UTM(Zwick/Roell Z005)을 이용하여 1mm 두께의 시편을 속도 50mm/min로 인장하면서 측정하였다.
5. 박리력 측정
실시예 및 비교예에서 얻어진 경화성 조성물을 경화시키고, 폭 15 mm, 길이 100 mm 및 두께 250 ㎛의 크기로 절단하여 시편을 제조한 후, 이를 25℃에서 180도의 박리각도 및 300 mm/min의 박리속도로 TA-XT2plus [Tension]를 이용하여 박리력을 측정하였다.
구체적으로는 TAC(triacetyl cellulose) 필름을 보호필름으로 포함하는 편광판의 상기 TAC 필름상에 상기 경화성 조성물을 약 250 ㎛의 두께로 도포하고, 다시 그 위에 미리 준비된 폭이 15 mm이고, 길이가 100 mm 정도인 PET 필름(두께 100 ㎛)을 덮은 후, 경화성 조성물을 경화시키고, 다시 상기 PET 필름을 박리시키면서, 상기 편광판에 대한 박리력을 측정하였다.
실시예 1. 화학식 1의 화합물의 제조
상기 화학식 1에서 n이 0이고, m이 3이며, B가 화학식 2의 사슬이고, 상기 화학식 2의 사슬이 하기 화학식 F로 표시되는 화합물은 다음의 방식으로 합성하였다. 질소 가스가 환류되고 온도 조절이 용이 하도록 히팅(heating) 장치, 냉각기 및 온도계가 설치된 반응기에 PPG(Polypropylene glycol)(중량평균분자량: 6000) 및 촉매(Dibutyltin Dilaurate)를 78:0.002의 중량비율(PPG:촉매)로 주입하고, 온도를 점차 승온하여 55℃로 유지하였다. 이 후 AOI(2-isocyanatoethyl acrylate)를 최종적으로 78:0.002:1.8의 중량 비율(PPG:촉매:AOI)이 되도록 30분 동안 천천히 적하하고, 추가로 같은 온도에서 1시간 동안 교반하여 1차 화합물을 합성하였다. 상기 반응 시간은, IR 스펙트럼(Infrared spectrum)을 통해 결정하였으며, 반응 전의 IR 스펙트럼에서 2270 cm-1에서 확인되는 NCO 피크가 완전히 사라질 때까지 반응시켰다.
이어서 1차 화합물을 IPDI(isophorone diisocyanate), MEHQ(4-Methoxyphenol) 및 촉매(Dibutyltin Dilaurate)가 2.9:0.17:0.003의 중량 비율(IPDI:MEHQ:촉매)로 존재하는 반응기에 50℃에서 30분 동안 적하하고, 같은 온도에서 추가로 30분동안 교반하여 반응시켰다. 상기 반응 시간 및 1차 화합물의 투입량은, IR 스펙트럼에서 2270 cm-1에서 확인되는 NCO 피크의 면적이 50%로 감소할 때까지 조절하였다. 여기에 추가로 폴리프로필렌트리올(Polypropylene tril)(GP-4000, KPX, 중량평균분자량: 4000)을 첨가하고, 65℃에서 추가로 4시간 동안 교반하면서 반응시켜서 목적 화합물을 제조하였다. 상기에서 폴리프로필렌트리올의 투입량과 반응 시간은, IR을 통해 2270cm-1의 NCO 피크가 완전히 사라지는 정도로 조절하였다. 이와 같이 합성된 목적 화합물의 중량 평균 분자량(Mw)은 약 26,000 정도였다.
[화학식 F]
Figure PCTKR2017003576-appb-I000009
화학식 F에서 R은 아크릴로일옥시에틸기이다.
실시예 2. 경화성 조성물
실시예 1에서 제조된 화합물, 1관능 반응성 올리고머, 비반응성 올리고머, 희석용 단량체 및 개시제를 10:3:51:36:0.32의 중량 비율(반응성 올리고머:실시예 1의 화합물: 비반응성 올리고머:희석용 단량체: 개시제)로 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다.
상기에서 1관능 반응성 올리고머로는, 폴리프로필렌글리콜로부터 유도되고, 아크릴로일옥시기를 1개 가지며, 분자량이 약 17,000 정도인 폴리우레탄 올리고머를 사용하였고, 비반응성 올리고머로는, 폴리프로필렌글리콜로부터 유도되고, 분자량이 약 17,000 정도인 폴리우레탄 올리고머를 사용하였으며, 희석용 단량체로는, 이소보르닐 아크릴레이트를 사용하였고, 개시제로는 Irgacure 819로 공지된 화합물을 사용하였다.
비교예 1. 경화성 조성물의 제조
실시예 2의 1관능 반응성 올리고머 및 비반응성 올리고머, 희석용 단량체 및 개시제를 10:54:36:0.32 중량 비율(반응성 올리고머: 비반응성 올리고머:희석용 단량체: 개시제)로 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다.
비교예 2. 경화성 조성물의 제조
실시예 2의 1관능 반응성 올리고머, 2관능 반응성 올리고머 및 실시예 2의 비반응성 올리고머, 실시예 2의 희석용 단량체 및 실시예 2의 개시제를 10:3:51:36:0.32 중량 비율(반응성 올리고머(1관능):반응성 올리고머(2관능):비반응성 올리고머:희석용 단량체: 개시제)로 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다.
상기에서 2관능 반응성 올리고머로는, 폴리프로필렌글리콜로부터 유도되고, 아크릴로일옥시기를 2개 가지며, 분자량이 약 17,000 정도인 폴리우레탄 올리고머를 사용하였다.
비교예 3. 경화성 조성물의 제조
실시예 2의 1관능 반응성 올리고머 및 비반응성 올리고머, 희석용 단량체 및 개시제, 그리고 MFA(DIPENTAERYTHRITOL HEXAACRYLATE)를 10:51:36:0.32:3 중량 비율(반응성 올리고머: 비반응성 올리고머:희석용 단량체: 개시제:MFA)로 혼합하여 경화성 조성물을 제조하였다.
상기 경화성 조성물에 대해 측정한 물성 평가 결과를 하기 표 1에 정리하여 기재하였다.
저장탄성률(Pa) 점도(cps) 인장강도(MPa) 접착력(gf/15mm)
실시예2 23000 3200 0.14 700
비교예1 22000 3300 0.04 500
비교예2 28000 4000 0.05 350
비교예3 45000 2000 0.10 100
표 1로부터 본 출원의 특정 화합물을 포함하는 경화성 조성물은, 경화 전의 적정 점도를 나타내면서도 경화되면, 탄성률의 지나친 증가 없이 적절한 응집력, 인장 강도 및 접착력을 보이는 것을 확인할 수 있다.

Claims (17)

  1. 하기 화학식 1의 화합물:
    [화학식 1]
    화학식 1에서 A는 폴리알킬렌옥시드 단위를 포함하는 코어이고, B는 상기 코어에 연결되어 있는 사슬로서, 폴리알킬렌옥시드 단위를 포함하며, 말단에 중합성 관능기가 연결되어 있는 사슬이고, n은 0 이상의 수이며, m은 1 이상의 수이고, n+m은 3 이상의 수이며, K는 -L-R이고, 상기 L은 링커이고, R은 중합성 관능기이며, 상기 중합성 관능기는, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기 또는 메타크릴로일옥시기이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 코어(A) 및 사슬(B)은 각각 하나 이상의 폴리알킬렌옥시드 단위를 포함하는 화합물.
  3. 제 2 항에 있어서, 폴리알킬렌옥시드 단위는, 폴리에틸렌옥시드 단위 또는 폴리프로필렌옥시드 단위인 화합물.
  4. 제 1 항에 있어서, 화학식 1의 코어(A)는, 폴리알킬렌폴리올 유래 코어인 화합물.
  5. 제 4 항에 있어서, 폴리알킬렌폴리올은 중량평균분자량이 1000 내지 10,000의 범위 내인 화합물.
  6. 제 1 항에 있어서, K의 L은, 산소 원자, 황원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이거나, 하기 화학식 D 또는 E로 표시되는 링커인 화합물:
    [화학식 D]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000011
    [화학식 E]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000012
    화학식 D 및 E에서 X는, 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기, 옥시알킬렌기 또는 알킬렌옥시기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기이다.
  7. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 B는, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000013
    화학식 2에서 A1은 알킬렌기이고, Q1은 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L1 내지 L3는 링커이고, R은 중합성 관능기 또는 하기 화학식 3의 잔기이며, n은 임의의 수이다:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000014
    화학식 3에서 Q2는 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L4는 링커이고, A는 화학식 1의 A와 같고, K는 화학식 1의 K와 같으며, p는 2 이상의 수이다.
  8. 제 7 항에 있어서, 화학식 2 및 3의 L1 내지 L4는 각각 독립적으로 산소 원자, 황원자, 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기이거나, 하기 화학식 D 또는 E로 표시되는 링커인 화합물:
    [화학식 D]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000015
    [화학식 E]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000016
    화학식 D 및 E에서 X는, 각각 독립적으로 단일 결합, 알킬렌기, 옥시알킬렌기 또는 알킬렌옥시기이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기이다.
  9. 제 7 항에 있어서, 화학식 2 및 3에서 -L1-Q1-L2-의 구조 또는 -L3-Q2-L4-의 구조는 디이소시아네이트 화합물 유래 구조인 화합물.
  10. 제 9 항에 있어서, 디이소시아네이트 화합물은, 톨리렌 디이소시아네이트, 크실렌 디이소시아네이트, 디페닐메탄 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 이소보론 디이소시아네이트, 테트라메틸크실렌 디이소시아네이트 또는 나프탈렌 디이소시아네이트인 화합물.
  11. 제 7 항에 있어서, 화학식 7의 [-O-A1-]n은 폴리알킬렌글리콜 유래 구조인 화합물.
  12. 제 7 항에 있어서, 화학식 3의 A는 폴리알킬렌폴리올 유래 코어인 화합물.
  13. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 n은 0이고, m은 3 이상의 수이며, B는, 하기 화학식 2의 사슬인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000017
    화학식 2에서 A1은 알킬렌기이고, Q1은 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L1 내지 L3는 링커이고, R은 중합성 관능기이며, n은 임의의 수이다.
  14. 제 1 항에 있어서, 화학식 1에서 n은 1 이상이고, m은 1 이상이며, B는, 하기 화학식 2의 사슬인 화합물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000018
    화학식 2에서 A1은 알킬렌기이고, Q1은 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L1 내지 L3는 링커이고, R은 하기 화학식 3의 잔기이며, n은 임의의 수이다:
    [화학식 3]
    Figure PCTKR2017003576-appb-I000019
    화학식 3에서 Q2는 지환족 또는 방향족 2가 잔기이며, L4는 링커이고, A는 화학식 1의 A와 같고, K는 화학식 1의 K와 같으며, p는 2 이상의 수이다.
  15. 제 1 항의 화학식 1의 화합물을 포함하는 경화성 조성물.
  16. 제 15 항의 경화성 조성물로 접한된 표시체와 광학 기능 재료를 포함하는 표시 패널.
  17. 제 15 항의 경화성 조성물로 접합된 터치 패널과 표시 패널을 포함하는 디스플레이 장치.
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