WO2017179899A2 - 광학용 점착 조성물 - Google Patents

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urethane
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윤경준
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Definitions

  • the present invention relates to an optical adhesive composition.
  • an air layer filled with air exists in the space between the image display unit and the protection unit, and this air layer can significantly reduce visibility.
  • a transparent acrylic cured product or the like is filled to improve visibility, but a transparent cured product is usually adhered in the form of an adhesive film or an adhesive sheet on an image display unit, and then the protective part is an adhesive film or an adhesive sheet. It sticks on and interposes transparent hardened
  • the present specification provides an adhesive composition for optics.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and the weight ratio of the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is 1: 2 to 1: 4 to provide an optical pressure-sensitive adhesive composition.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer is a polybutadiene urethane (meth) acrylate oligomer, an epoxy urethane (meth) acrylate oligomer, a polyester urethane (meth) acrylate oligomer, and a polyether urethane (meth) acrylate It may comprise one or more selected from the group consisting of oligomers.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer may have a weight average molecular weight (Mw) of 10,000 g / mol to 20,000 g / mol.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is a polybutadiene urethane (meth) acrylate oligomer, epoxy urethane (meth) acrylate oligomer, polyester urethane (meth) acrylate oligomer, and polyether urethane (meth) acrylate It may comprise one or more selected from the group consisting of oligomers.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer may have a weight average molecular weight (Mw) of 30,000 g / mol to 40,000 g / mol.
  • the total content of the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer may be 9 wt% to 30 wt% with respect to the optical adhesive composition.
  • the optical adhesive composition may further include a hydroxyl group-containing (meth) acrylate-based monomer.
  • the hydroxy group-containing (meth) acrylate monomers include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, and 4-hydroxybutyl ( Meta) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate and 2-hydroxypropylene glycol (meth) acrylate It may include one or more selected from the group consisting of.
  • the content of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer may be 3% by weight to 8% by weight with respect to the optical adhesive composition.
  • the optical adhesive composition may further include at least one selected from the group consisting of an alkyl group-containing (meth) acrylate monomer and a cycloalkyl group-containing (meth) acrylate monomer.
  • the alkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer and the cycloalkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer content may be 20 wt% to 40 wt% with respect to the optical adhesive composition, respectively.
  • the optical adhesive composition may further include at least one additive selected from the group consisting of a plasticizer, an adhesion enhancer, and a photoinitiator.
  • the plasticizer may include at least one selected from the group consisting of an epoxy plasticizer, a fatty acid ester plasticizer, a polyester plasticizer, a polybutadiene plasticizer, and an ether plasticizer.
  • the amount of the plasticizer may be 10 wt% to 20 wt% with respect to the optical adhesive composition.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition can realize the effect of low curing shrinkage rate during photocuring, less deformation and improved dimensional stability.
  • the optical pressure sensitive adhesive composition controls the mixing ratio of the monofunctional urethane acrylate oligomer and the polyfunctional urethane acrylate oligomer, and includes a slow methacrylate. Therefore, it is possible to prevent the deformation caused by shrinkage and to realize excellent dimensional stability by reducing the curing shrinkage rate during temporary curing and real curing.
  • FIG. 1 schematically shows a structure of a molded article using the optical adhesive composition of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic process flow diagram for a method for curing the optical pressure-sensitive adhesive composition of the present invention in multiple stages.
  • the (meth) acrylate means acrylate or methacrylate.
  • the present invention comprises a monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer, the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and the polyfunctional urethane (meth)
  • the weight ratio of the acrylate-based oligomer is 1: 2 to 1: 4 to provide an optical pressure-sensitive adhesive composition.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer may refer to an oligomer including one (meth) acrylate group.
  • the (meth) acrylate group may include one double bond, and the double bond may perform a radical reaction to form a crosslinked structure with another monomer or dimer.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer controls the number of functional groups participating in the photocuring reaction as one, and the curing shrinkage ratio of the photocurable pressure-sensitive adhesive composition compared to the bifunctional or higher polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer It may serve to reduce, the adhesive force improving effect and the photocurable pressure-sensitive adhesive composition can implement the advantage of easy viscosity control.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer is a polybutadiene urethane (meth) acrylate oligomer, epoxy urethane (meth) acrylate oligomer, polyester urethane (meth) acrylate oligomer, And polyether urethane (meth) acrylate oligomers.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer may have a weight average molecular weight (Mw) of about 10,000 g / mol to about 20,000 g / mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight of the monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer is less than the above range, too low viscosity may cause difficulty in molding, and may cause a problem that the curing shrinkage rate increases.
  • the weight average molecular weight of the monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer is more than the above range, the effect of reducing the shrinkage shrinkage may be reduced, there may be a problem that the viscosity control and adhesion control is difficult.
  • the optical adhesive composition includes not only a monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer, but also a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer.
  • the multifunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer may mean an oligomer including at least two or more (meth) acrylate groups, for example, bifunctional to tetrafunctional It may be a urethane (meth) acrylate-based oligomer.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer it is possible to achieve the excellent durability and hardness shrinkage rate during curing of the photocurable pressure-sensitive adhesive composition, the effect of improving the adhesive force and easy viscosity control.
  • the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is a polybutadiene urethane (meth) acrylate oligomer, epoxy urethane (meth) acrylate oligomer, polyester urethane (meth) acrylate oligomer, And polyether urethane (meth) acrylate oligomers.
  • the multifunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer may have a weight average molecular weight (Mw) of about 30,000 g / mol to about 40,000 g / mol.
  • Mw weight average molecular weight
  • the weight average molecular weight of the polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer is less than or above the above range, when the optical pressure-sensitive adhesive composition is applied to the final article after curing, the tensile strength and elastic force are weakened so that external impact or conditions As a result, deformation may occur and durability may be degraded.
  • the optical adhesive composition contains both a monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer and a polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer together, and thus has excellent physical properties in view of processability, adhesiveness, and relaxation of curing shrinkage. Can be implemented.
  • the viscosity of the optical adhesive composition is too low may cause difficulty in molding, and it is difficult to control the adhesive force so that reliability of product performance is high. It may be lowered, a problem may occur that the hardness and tensile force is lowered.
  • the optical adhesive composition includes only the polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer
  • the curing shrinkage rate is too high, deformation and staining of the product to which the optical adhesive composition is applied may occur, the hardness is too As a result, deformation may occur depending on the external temperature and the environment, thereby causing a problem of deterioration of adhesion.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may be a weight ratio of the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer may be 1: 2 to 1: 4. have.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition is a weight ratio of the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is 1: 2 to 1: 3.5 or 1: 2 to 1: 3 Can be.
  • the monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer and the polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer may be mixed in a weight ratio of the above range, thereby realizing proper hardness and durability during curing, and at the same time reducing curing shrinkage.
  • the curing shrinkage rate may increase, and the adhesive property decreases and the viscosity control is difficult. May occur.
  • mechanical properties such as durability and hardness during curing may decrease, and product deformation problems may occur due to an increase in curing shrinkage.
  • the total content of the monofunctional urethane (meth) acrylate oligomer and the polyfunctional urethane (meth) acrylate oligomer is about 9% by weight to about 30% by weight with respect to the optical adhesive composition. May be%. Specifically, the total content of the monofunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer and the polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer is about 15% by weight to about 30% by weight, or about 20% by weight, based on the optical adhesive composition. % To about 25% by weight.
  • the optical adhesive composition may further include a hydroxyl group-containing (meth) acrylate monomer.
  • the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer included in the optical adhesive composition has a slow reaction rate, so that the rate at which the optical adhesive composition is photocured can be adjusted appropriately, and thus it is easy to reduce the cure shrinkage rate. It may also be advantageous in terms of physical stability of the optical adhesive composition.
  • the relatively slow hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomers are easier to control the rate of photocuring reactions compared to commonly used acrylate-based monomers to suppress deformation of the optical adhesive composition. It may be advantageous to implement dimensional stability.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition when performing the multi-stage curing for the optical pressure-sensitive adhesive composition can easily control the degree of curing by each photo-curing reaction to apply a multi-stage curing method to further reduce the shrinkage shrinkage, and then the optical There is an advantage that can prevent deformation of the product to which the adhesive composition is applied.
  • the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer is 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) Acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, 6-hydroxyhexyl (meth) acrylate, 8-hydroxyoctyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethylene glycol (meth) acrylate and 2- It may include one or more selected from the group consisting of hydroxypropylene glycol (meth) acrylate.
  • the content of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer may be 3% by weight to 8% by weight with respect to the optical adhesive composition.
  • the content of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer may be 4% by weight to 7% by weight relative to the optical adhesive composition.
  • the weight percent range of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer in the above range it is possible to implement the appropriate viscosity to improve the moldability and at the same time to achieve a sufficiently low level of cure shrinkage, excellent optical properties can be easily implemented have. Furthermore, by maintaining the above range by weight of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer, cloudiness can be effectively prevented and excellent physical properties can be maintained in the long term.
  • the weight% range of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer is less than the above range, the curing shrinkage rate may increase during secondary curing, and may cause a clouding phenomenon in the solid phase after curing.
  • the weight% range of the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer is more than the above range, when the optical adhesive composition is cured, mechanical properties may be lowered, and turbidity may occur in the liquid phase before curing.
  • the optical adhesive composition may further include at least one selected from the group consisting of an alkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer and a cycloalkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer.
  • the optical adhesive composition may further include a cycloalkyl group-containing (meth) acrylate monomer.
  • the alkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer may be a (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms.
  • the (meth) acrylate monomers are methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate , t-butyl (meth) acrylate, sec-butyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, 2-ethylbutyl (meth) acrylate, n-octyl ( It may include one or more selected from the group consisting of meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, isononyl
  • the cycloalkyl group may include a carbon ring structure in which an unsaturated bond does not exist in a functional group, and may include a monocyclic ring or a polycyclic ring having 2 to 20 carbon atoms. can do.
  • the cycloalkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer is cyclohexyl acrylate (CHA), cyclohexyl methacrylate (CHMA), isobornyl acrylate (IBOA), isobornyl methacryl It may include one or more selected from the group consisting of a rate (IBOMA) and 3,3,5-trimethylcyclohexyl acrylate (TMCHA, 3,3,5-trimethylcyclohexylacrylate).
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition of the alkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer and the cycloalkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer content is about 20% by weight based on the optical pressure-sensitive adhesive composition, respectively % To about 40% by weight, or about 20% to 35% by weight, or 20% to 30% by weight.
  • the viscosity of the optical pressure-sensitive adhesive composition can be easily controlled to facilitate handling, and It may serve to improve the heat resistance and high temperature adhesive strength of the optical adhesive composition.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition together with the hydroxy group-containing (meth) acrylate-based monomer, the alkyl group-containing (meth) acrylate-based monomer and / or cycloalkyl group-containing (meth) acrylate-based It may include a monomer.
  • the optical adhesive composition may further include one or more additives selected from the group consisting of a plasticizer, an adhesion enhancer, and a photoinitiator, but is not limited thereto.
  • the adhesive composition for optics contains a polyfunctional urethane (meth) acrylate-based oligomer, and there is a fear that the curing shrinkage ratio is too high.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition may further include the plasticizer to reduce the curing shrinkage ratio and implement an effect of easily adjusting the viscosity.
  • the plasticizer may include one or more selected from the group consisting of an epoxy plasticizer, a fatty acid ester plasticizer, a polyester plasticizer, a polybutadiene plasticizer, and an ether plasticizer, but is not limited thereto. It is not.
  • the amount of the plasticizer may be about 10% by weight to about 20% by weight with respect to the optical adhesive composition. Specifically, the amount of the plasticizer may be about 15% by weight to about 20% by weight with respect to the optical adhesive composition.
  • the adhesion promoter may serve to improve adhesion, and the adhesion promoter may include one or more selected from rosin ester resins, C 5 petroleum resins, C 9 petroleum resins, and terpene resins.
  • the optical adhesive composition may be an adhesive composition for an image display device.
  • the image display apparatus 100 may have a structure in which an adhesive layer 130 including a photocurable material of the optical adhesive composition is disposed between the image display unit 110 and the protection unit 120.
  • the image display unit 110 may be a liquid crystal display (LCD).
  • the uppermost layer of the image display unit 110 may be a polarizing film, but is not limited thereto.
  • the protective part 120 may be a glass substrate or a transparent plastic substrate, but is not limited thereto.
  • a light blocking part 121 may be formed at an edge of the protection part 120.
  • the image display apparatus 100 may further include a fixing jig 140 for fixing the protection part 120 or the like.
  • the fixing jig 140 may use a kind known in the art, and is not particularly limited.
  • the adhesive layer including the photocured product of the optical adhesive composition may be implemented by multistage curing of the optical adhesive composition.
  • Figure 2 schematically shows a process flow diagram of a method of curing a multi-stage optical adhesive composition according to an embodiment of the present invention.
  • the method of curing the optical adhesive composition in multiple stages comprises the step of applying the optical adhesive composition on the upper portion of the image display (S1); Forming a pressure-sensitive adhesive by primary photocuring the applied optical pressure-sensitive adhesive composition (S2); Adhering a protective part to an upper portion of the pressure-sensitive adhesive (S3); And forming an adhesive layer by secondary photocuring the pressure-sensitive adhesive interposed between the image display unit and the protection unit (S4).
  • the multi-stage curing method may be, for example, a two-stage curing method of curing the first and second.
  • the multi-stage curing method can be easily adjusted the degree of curing by each photo-curing reaction there is an advantage that can further reduce the photo-curing shrinkage by applying a multi-stage curing method.
  • the overflow phenomenon is prevented to reduce raw material loss rate, time and cost, thereby realizing excellent productivity and economical efficiency, and significantly reducing the photocuring shrinkage rate to further prevent warpage. Performance can be achieved.
  • primary photocurable shrinkage and secondary photocurable shrinkage may occur due to multi-stage curing.
  • the primary photocuring shrinkage rate by the primary photocuring is in the composition state by applying the optical adhesive composition to a circular frame having a diameter of 1cm in height 1mm and irradiating 365nm wavelength using an LED (LED) lamp from the bottom
  • the difference between the height and the height at the time of the first photocuring was measured using SENTECH EU201.
  • the primary photocuring shrinkage may be about 4% or less and may also be, for example, about 3% to about 4%.
  • the secondary photocuring shrinkage rate by the secondary photocuring is applied to the optical adhesive composition in a circular frame of 1cm in diameter 1mm in height and photocured using a mercury lamp at the bottom, the composition state The height difference after the photocuring by the mercury lamp was measured using EU201 of SENTECH.
  • the secondary photocuring shrinkage may be about 4.5% or less and may also be, for example, about 3.5% to about 4.5%.
  • the photocuring shrinkage rate may be about 1.0% or less as a difference between the primary photocuring shrinkage rate and the secondary photocuring shrinkage rate, and may be, for example, about 0.5% to about 1.0%, or about 0.5% to about 0.9%. Can be.
  • the photocuring shrinkage rate has a low photocuring shrinkage rate within the above range, it is possible to further reduce the stress generated in the product to which the optical adhesive composition is applied and at the same time reduce the content of the plasticizer as described above, thereby providing an excellent surface appearance and Long term uniform adhesion performance can be achieved.
  • the generated stress may increase to cause warpage, yellowing or staining.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared, including 15% by weight of plasticizer (non-phthalates, BASF, DINCH), 4% by weight of hydroxy butyl acrylate (Osaka organic chemical), and other additives such as a photoinitiator.
  • An optical pressure-sensitive adhesive composition was prepared, comprising 12% by weight of plasticizer (non-phthalates, BASF, DINCH), 4% by weight of hydroxy butyl acrylate (Osaka organic chemical), and other additives such as a photoinitiator.
  • the optical adhesive composition prepared by each of the above Examples and Comparative Examples was applied to a circular frame of 1cm in diameter and 1mm in height and light intensity of 100mW / cm 2 and light quantity of 500mJ / cm 2 using an LED lamp at the bottom.
  • the primary height difference when the primary photocuring compared to the height when the composition is in the state of the composition was measured using EU201 of SENTECH Co., Ltd., and the primary photocuring shrinkage ratio was calculated using Equation 1 below.
  • Primary photocuring shrinkage ratio volume after primary photocuring / volume of optical adhesive composition ⁇ 100 (%)
  • the optical adhesive composition prepared by each of the above Examples and Comparative Examples was applied to a circular frame of 1 cm in diameter and 1 mm in height and light intensity of 250 mW / cm 2 and 6000 mJ / cm 2 using a mercury lamp at the bottom. After irradiating with UV to secondary photocuring, the height difference after secondary photocuring compared to the height when the composition was in the state was measured using EU201 manufactured by SENTECH, and the secondary photocuring shrinkage was calculated using the following Equation 2.
  • Secondary photocuring shrinkage ratio volume after secondary photocuring / volume of optical adhesive composition x 100 (%)
  • optical pressure-sensitive adhesive composition prepared by each of the above Examples and Comparative Examples was applied to a circular mold having a diameter of 20 mm and a height of 5 mm and cured, and then hardness was measured at room temperature using an Asuka C hardness tester.
  • Viscosity (cPs, 25 ° C) Hardness (Asker-C) Primary photocuring shrinkage (%, a) Secondary photocuring shrinkage (%, b) Photocuring shrinkage (%, b-a) Haze value
  • Example 1 5101 17.3 3.11 3.95 0.84 0.06
  • Example 2 5107 17.2 3.7 4.22 0.52 0.07 Comparative Example 1 5107 16.7 2.34 4.34 2 0.07 Comparative Example 2 4784 10.6 1.87 3.25 1.38 0.12
  • Comparative Example 3 5005 14.8 3.49 6.8 3.31 0.11 Comparative Example 4 5031 14 4.74 7.86 3.12 0.04 Comparative Example 5 4280 14 3.21 3.72 0.51 1.64 Comparative Example 6 490 16.8 - - - - Comparative Example 7 11930 24.9 - - - - -
  • the optical adhesive composition prepared according to Examples 1 and 2 maintains an appropriate level of primary photocuring shrinkage rate and secondary photocuring shrinkage rate of 4% and 4.5% or less, respectively, in particular, primary photocuring composition compared to secondary photocuring shrinkage rate.
  • the difference in the shrinkage rate is only 0.84% and 0.52%, respectively, so that the deformation is small even after photocuring, thereby achieving excellent reliability and durability of the product.
  • the optical pressure-sensitive adhesive composition prepared according to Examples 1 and 2 has a haze value of only 0.06 and 0.07, respectively, and it can be confirmed that whiteness does not occur and excellent visibility.
  • Comparative Examples 1 to 4 the difference between the primary photocuring shrinkage rate and the secondary photocuring shrinkage rate is more than 1.3%, there is a risk of product deformation later, it can be seen that the dimensional stability may be lowered.
  • Comparative Example 5 the difference in the primary photocuring shrinkage rate compared to the secondary photocuring shrinkage rate is 0.51%, but the haze value is 1.64, which can cause the visibility to decrease.
  • the weight average molecular weight (Mw) of the bifunctional urethane acrylate oligomer is less than 30,000, it is difficult to control the viscosity of the liquid phase, and thus the process can not be progressed further experiments could not be performed.

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Abstract

단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함하고, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머와 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량비는 1:2 내지 1:4인 광학용 점착 조성물을 제공한다.

Description

광학용 점착 조성물
본 명세서는 2016년 4월 12일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2016-0045167호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 발명에 포함된다.
본 발명은 광학용 점착 조성물에 관한 것이다.
텔레비젼, 컴퓨터, 모바일 등의 화상 표시 장치에 있어서, 화상 표시부 및 보호부 사이의 공간에 공기가 채워진 공기층이 존재하고, 이러한 공기층은 시인성을 현저히 저하시킬 수 있다. 이에, 예를 들어, 투명한 아크릴계 경화물 등을 충진하여 시인성을 향상시키고 있는데 통상적으로 화상 표시부 상에 투명한 경화물이 점착 필름 또는, 점착 시트의 형태로 점착되고, 이어서 보호부를 점착 필름 또는, 점착 시트 상에 점착시켜 화상 표시부 및 보호부의 사이에 투명한 경화물을 개재시키고 있다.
이러한 점착 필름 또는 점착 시트는 다양한 구조에 적용하는 것이 쉽지 않고, 점착시 기포를 제거하기 어려워 데코 필름 등에 의한 인쇄 단차를 흡수할 수 있는 단차 흡수성이 저하된다.
이에, 화상 표시부 및 보호부의 사이에 액상의 접착 조성물을 채운 상태에서 광경화를 시켜 접착시키는 방법이 사용되고 있다.
본 명세서는 광학용 점착 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함하고,
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머와 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량비는 1:2 내지 1:4인 광학용 점착 조성물을 제공한다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 및 폴리에테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 g/mol 내지 20,000 g/mol일 수 있다.
상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 및 폴리에테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 30,000 g/mol 내지 40,000 g/mol일 수 있다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 9 중량% 내지 30 중량%일 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물은 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더 포함할 수 있다.
상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 3 중량% 내지 8 중량%일 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물은 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 상기 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 함량은 각각 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 20 중량% 내지 40 중량%일 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물은 가소제, 점착증진제, 및 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 가소제는 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제, 및 에테르계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 가소제의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 10 중량% 내지 20 중량%일 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물은 광경화시 경화 수축률이 낮아, 변형이 적고 치수안정성이 향상되는 효과를 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 광학용 점착 조성물은 단관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 혼합 비율을 제어하고, 반응속도가 느린 메타아크릴레이트를 포함한다. 따라서, 가경화 및 본경화시 경화 수축률을 감소시켜 수축에 의한 변형을 방지하고 우수한 치수 안정성을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광학용 점착 조성물을 이용한 성형품의 구조를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 광학용 점착 조성물을 다단 경화시키는 방법에 대한 개략적인 공정흐름도이다.
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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 본 명세서에서 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 아울러, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 또는 "하부에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 아래에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 명세서에서 상기 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
본 발명의 일 구현예에서 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함하고, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머와 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량비는 1:2 내지 1:4인 광학용 점착 조성물을 제공한다.
본 명세서에서, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머란 한 개의 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 올리고머를 의미할 수 있다. 구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트기는 한 개의 이중결합을 포함하고, 상기 이중결합이 라디칼 반응을 수행하여, 다른 모노머 혹은 다이머등과 가교구조를 형성할 수 있다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 광경화 반응에 참가하는 관능기의 수를 하나로 제어하여, 2관능 이상의 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머에 비해 상기 광경화성 점착 조성물의 경화 수축률을 줄여주는 역할을 할 수 있고, 점착력 향상 효과 및 광경화성 점착 조성물이 점도 조절이 용이한 이점을 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 및 폴리에테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 약 10,000 g/mol 내지 약 20,000 g/mol일 수 있다. 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위를 유지함으로써, 적절한 점도를 유지하면서도, 경화 수축률을 효과적으로 감소시킬 수 있고, 우수한 점착 물성 구현 및 점도 조절이 쉬운 효과를 용이하게 확보할 수 있다. 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우, 지나치게 점도가 낮아 성형상 어려움이 발생할 수 있고, 경화 수축률이 증가하는 문제가 발생할 수 있다. 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위 초과인 경우, 경화 수축률 감소 효과가 저하될 수 있으며, 점도 조절 및 점착력 제어가 어려운 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 뿐만 아니라, 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머도 포함한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머란 적어도 두 개 이상의 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 올리고머를 의미할 수 있고, 예를 들어, 2관능 내지 4관능의 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머일 수 있다.
상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는, 상기 광경화성 점착 조성물의 경화시 우수한 내구성 및 경도 수축률을 구현하고, 점착력 향상 효과 및 점도 조절이 용이한 이점을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 및 폴리에테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 약 30,000 g/mol 내지 약 40,000 g/mol일 수 있다. 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위를 유지함으로써, 경화시 우수한 경도 및 내구성을 유지할 수 있고, 향상된 점착 물성 및 점도 조절이 용이한 효과를 확보할 수 있다. 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량이 상기 범위 미만 또는 초과인 경우, 상기 광학용 점착 조성물을 경화 후 최종 물품에 적용할 때, 인장 강도 및 탄성력이 약화되어 외부 충격이나 조건에 따라 변형이 발생할 수 있고, 내구성이 저하될 수 있다.
전술한 바와 같이, 상기 광학용 점착 조성물은 단관능 우레탄 (메타)아크릴레이트계 올리고머와 다관능 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머를 함께 함유함으로써 가공성, 점착성, 경화 수축률의 완화 등을 고려한 측면에서 우수한 물성을 구현할 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물이 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머만을 포함하는 경우, 상기 광학용 점착 조성물의 점도가 지나치게 낮아 성형상 어려움이 발생할 수 있고, 점착력 조절이 어려워 제품성능에 대한 신뢰도가 저하될 수 있으며, 경도 및 인장력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 광학용 점착 조성물이 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머만을 포함하는 경우, 경화 수축률이 지나치게 높아 광학용 점착 조성물이 적용된 제품의 변형 및 얼룩 등이 발생할 수 있고, 경도가 지나치게 높아 외부온도 및 환경에 따라 변형이 발생하여 밀착성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머와 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량비는 1:2 내지 1:4일 수 있다. 구체적으로, 상기 광학용 점착 조성물은 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머와 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량비는 1:2 내지 1:3.5 또는 1:2 내지 1:3일 수 있다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머가 상기 범위의 중량비로 혼합됨으로써, 경화시 적절한 경도 및 내구성을 구현하는 동시에 경화 수축률을 감소시킬 수 있다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 혼합 비율이 상기 범위를 벗어나는 경우, 경화 수축률이 증가할 수 있고, 점착 물성 저하 및 점도 제어가 어려운 문제가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라, 경화시 내구성 및 경도 등의 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 경화 수축률 증가에 따른 제품 변형 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 약 9 중량% 내지 약 30 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 약 15 중량% 내지 약 30 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 약 25 중량%일 수 있다.
상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 상기 범위를 유지함으로써, 경화시 결합 반응에 참가하는 관능기 수를 제어하여 경화 수축률을 감소시킬 수 있는 동시에, 우수한 점착 물성 및 인장 강도효과를 구현할 수 있다. 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 상기 범위 미만인 경우, 경화시 내구성 및 표면 강도 등이 저하될 수 있으며, 경화 수축률 또는 경도가 지나치게 상승하여 기계적 물성에 문제가 발생할 수 있고, 상기 광학용 점착 조성물의 점도가 지나치게 낮아져 공정상 어려움이 발생할 수 있다. 상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 상기 범위 초과인 경우, 경화 수축률이 증가하며 점착력 및 경도 제어가 어렵고, 점도가 지나치게 높아 공정상 어려움이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물에 포함된 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 반응속도가 느려, 상기 광학용 점착 조성물이 광경화되는 속도를 적절히 조절할 수 있으므로, 경화 수축률을 감소시키는데 용이할 뿐만 아니라, 상기 광학용 점착 조성물의 물성 안정성 측면에서도 유리할 수 있다.
구체적으로, 상대적으로 반응성이 느린 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 일반적으로 사용하는 반응성이 빠른 아크릴레이트계 모노머에 비해 광경화 반응의 속도 조절이 용이하여 상기 광학용 점착 조성물의 변형을 억제하고 치수안정성을 구현하기에 유리할 수 있다.
그에 따라, 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 다단 경화를 수행하는 경우 각각의 광경화 반응에 의한 경화 정도를 용이하게 조절할 수 있어 다단 경화 방법을 적용하여 경화 수축률을 더욱 감소시킬 수 있고, 이후 상기 광학용 점착 조성물이 적용된 제품의 변형을 방지할 수 있는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 3 중량% 내지 8 중량%일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 4중량% 내지 7 중량%일 수 있다
상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 중량% 범위가 상기 범위를 유지함으로써, 적절한 점도를 구현해 성형성이 향상되는 동시에 경화 수축률을 충분히 낮은 수준으로 구현할 수 있으며, 우수한 광학 물성을 용이하게 구현할 수 있다. 나아가, 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 중량% 범위가 상기 범위를 유지함으로써, 백탁현상을 효과적으로 방지할 수 있고, 장기적으로 우수한 물성을 유지할 수 있다. 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 중량% 범위가 상기 범위 미만인 경우, 2차 경화시 경화 수축률이 증가할 수 있으며, 경화 후 고상에서 백탁 현상이 발생할 수 있다. 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 중량% 범위가 상기 범위 초과인 경우, 상기 광학용 점착 조성물이 경화될 때, 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 경화 전 액상에서 백탁이 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트일 수 있다. 구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소노닐메타아크릴레이트, 라우릴메타아크릴레이트 및 테트라데실메타아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기는 관능기 내에 불포화 결합이 존재하지 않는 탄소 고리 구조를 포함할 수 있으며, 탄소수 2 내지 20의 단일고리(monocyclic ring) 또는 다중고리(polycyclic ring)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 시클로헥실아크릴레이트(CHA), 시클로헥실메타크릴레이트(CHMA), 이소보닐아크릴레이트(IBOA), 이소보닐메타크릴레이트(IBOMA) 및 3,3,5-트리메틸시클로헥실아크릴레이트(TMCHA, 3,3,5-trimethylcyclohexylacrylate)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 상기 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 함량은 각각 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 약 20 중량% 내지 약 40 중량%, 또는 약 20 중량% 내지 35 중량%, 또는 20 중량% 이상 30 중량% 이하일 수 있다.
상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량이 상기 범위 내인 경우, 상기 광학용 점착 조성물의 점도 조절을 용이하게 하여 다루기 쉽게 할 수 있으며, 상기 광학용 점착 조성물의 내열성 및 고온 점착력을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머와 함께, 상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및/또는 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 광학용 점착 조성물은 가소제, 점착증진제, 및 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광학용 점착 조성물은 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함하여, 경화 수축률이 지나치게 높아질 우려가 있다. 이에 상기 광학용 점착 조성물은 상기 가소제를 더 포함하여 상기 경화 수축률을 감소시킬 수 있고, 점도 조절이 용이한 효과를 구현할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가소제는 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제, 및 에테르계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 가소제의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 약 10 중량% 내지 약 20 중량%일 수 있다. 구체적으로, 상기 가소제의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 약 15 중량% 내지 약 20 중량%일 수 있다. 상기 가소제의 함량이 상기 범위를 유지함으로써, 상기 광학용 점착 조성물이 제품에 적용된 이후 가소제의 이행(migration) 현상을 방지할 수 있어, 우수한 점착력, 우수한 표면외관 및 장기간 균일한 성능 구현이 가능한 이점을 구현할 수 있고, 향상된 젖음(wetting)성을 구현할 수 있으며, 점도 조절이 용이할 수 있다. 상기 가소제 의 함량이 상기 범위 미만인 경우, 상기 광학용 점착 조성물의 경화시 지나친 수축이 발생해 치수 안정성이 저하될 수 있고, 점도 조절이 어렵고 젖음성이 저하되어 가경화 후 합판할 때 기포가 발생하는 등의 공정상 문제가 발생할 수 있다. 상기 가소제의 함량이 상기 범위 초과인 경우 이후 상기 광학용 점착 조성물이 적용된 제품에서 가소제가 이행(migration)되어 성능이 저하될 수 있고, 점도가 지나치게 낮거나 젖음성이 지나치게 높아 가경화 후 합판할 때, 오버플로우 되는 등의 공정상 문제가 발생할 수 있다.
상기 점착증진제는 점착력을 향상시키는 역할을 할 수 있고, 상기 점착 증진제로는 로진 에스테르계 수지, C5계 석유수지, C9계 석유수지, 및 터펜계 수지로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물은 화상 표시 장치용 점착 조성물일 수 있다.
도 1을 참조할 때, 화상 표시 장치(100)는 상기 광학용 점착 조성물의 광경화물을 포함하는 접착층(130)이 화상 표시부(110) 및 보호부(120) 사이에 배치된 구조일 수 있다. 상기 화상 표시부(110)는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)일 수 있고, 예를 들어, 상기 화상 표시부(110)의 최상부층이 편광 필름일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 보호부(120)는 유리 기판 또는, 투명 플라스틱 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 보호부(120)의 테두리에는 차광부(121)가 형성될 수 있다.
나아가, 상기 화상 표시 장치(100)는 상기 보호부(120) 등을 고정시키는 고정지그(140)를 더 포함할 수도 있다. 상기 고정 지그(140)는 이 기술분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다.
상기 광학용 점착 조성물의 광경화물을 포함하는 접착층은 상기 광학용 점착 조성물의 다단 경화에 의해 구현될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 따른 광학용 점착 조성물을 다단 경화시키는 방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다.
상기 광학용 점착 조성물을 다단 경화시키는 방법은 화상 표시부의 상부에 상기 광학용 점착 조성물을 도포하는 단계(S1); 도포된 광학용 점착 조성물을 1차 광경화시켜 점착제를 형성하는 단계(S2); 상기 점착제의 상부에 보호부를 점착시키는 단계(S3); 및 상기 화상 표시부 및 상기 보호부의 사이에 개재된 상기 점착제를 2차 광경화시켜 접착층을 형성하는 단계(S4);를 포함할 수 있다.
상기 다단 경화시키는 방법은 예를 들어, 1차 및 2차로 경화시키는 이단 경화시키는 방법일 수 있다. 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 다단 경화를 수행하는 경우 각각의 광경화 반응에 의한 경화 정도를 용이하게 조절할 수 있어 다단 경화 방법을 적용하여 광경화 수축률을 더욱 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
뿐만 아니라, 상기 다단 경화시키는 방법을 통해 오버플로우 현상을 방지하여 원료 손실률, 시간 및 비용이 감소됨으로써 우수한 생산성 및 경제성을 구현함과 동시에 광경화 수축률이 현저히 낮아져 휨 현상이 더욱 방지됨으로써 장기간 균일한 접착 성능을 구현할 수 있다.
상기 광학용 점착 조성물은 다단 경화에 의해 1차 광경화 수축 및 2차 광경화 수축이 발생할 수 있다.
구체적으로, 상기 1차 광경화에 의한 1차 광경화 수축률은 지름 1cm 높이 1mm의 원형 틀에 상기 광학용 점착 조성물을 도포하고 하부에서 엘이디(LED) 램프를 이용해 365nm파장을 조사하여 조성물 상태일 때의 높이와 1차 광경화될 때의 높이 차이를 SENTECH社의 EU201을 사용해 측정하였다. 상기 1차 광경화 수축률은 약 4% 이하일 수 있고, 또한 예를 들어, 약 3% 내지 약 4%일 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 2차 광경화에 의한 2차 광경화 수축률은 지름 1cm 높이 1mm의 원형 틀에 상기 광학용 점착 조성물을 도포하고 하부에서 머큐리 램프(mercury lamp)를 이용해 광경화한 후, 조성물 상태일 때의 높이와 머큐리 램프에 의한 광경화 후의 높이 차이를 SENTECH社의 EU201을 사용해 측정하였다. 상기 2차 광경화 수축률은 약 4.5% 이하일 수 있고, 또한 예를 들어, 약 3.5% 내지 약 4.5%일 수 있다.
본 명세서에서 광경화 수축률은 2차 광경화 수축률 대비 1차 광경화 수축률의 차이로서, 약 1.0% 이하일 수 있고, 또한 예를 들어, 약 0.5% 내지 약 1.0%, 또는 약 0.5% 내지 약 0.9%일 수 있다.
상기 광경화 수축률이 상기 범위 내의 낮은 광경화 수축률을 가짐으로써 상기 광학용 점착 조성물이 적용된 제품에 발생하는 응력을 더욱 저감시킴과 동시에 전술한 바와 같이 가소제의 함량을 감소시킬 수 있어, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 접착 성능을 구현할 수 있다. 상기 광경화 수축률이 상기 범위를 벗어나는 경우, 발생하는 응력이 증가여 휨 현상, 황변 또는 얼룩이 발생할 수 있다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로서 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1
이소보닐아크릴레이트 27 중량%, 이소보닐메타크릴레이트 2 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017, Mw: 약 17,000, BNTM社) 5.5 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 15.5 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 30 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 15 중량%, 히드록시 부틸아크릴레이트(Osaka organic chemical社) 4 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하여, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 21 중량%인 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
실시예 2
이소보닐아크릴레이트 20.5 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017, Mw: 약 17,000, BNTM社) 6 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 7 중량%, 4관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1122, LG CHEM) 10 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 30 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 18 중량%, 히드록시 부틸아크릴레이트(Osaka organic chemical社) 7 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하여, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 23 중량%인 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 1
이소보닐아크릴레이트 25 중량%, 이소보닐메타크릴레이트 2 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017, Mw: 약 17,000, BNTM社) 4 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 16 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 32 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 16 중량%, 히드록시 부틸아크릴레이트(Osaka organic chemical社) 4 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하여, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 20 중량%인 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 2
이소보닐아크릴레이트 15 중량%, 이소보닐메타크릴레이트 2 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017, Mw: 약 17,000, BNTM社) 17 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 3 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 40 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 18 중량%, 히드록시 부틸아크릴레이트(Osaka organic chemical社) 4 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하여, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 20 중량%인 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 3
이소보닐아크릴레이트 25 중량%, 이소보닐메타크릴레이트 4 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017, Mw: 약 17,000, BNTM社) 20 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 30 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 15 중량%, 히드록시 부틸아크릴레이트(Osaka organic chemical社) 4 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하는 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 4
이소보닐아크릴레이트 24 중량%, 이소보닐메타크릴레이트 4.5 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 27 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 20 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 12 중량%, 히드록시 부틸아크릴레이트(Osaka organic chemical社) 4중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하는 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 5
이소보닐아크릴레이트 21.5 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017, Mw: 약 17,000, BNTM社) 8 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 15 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 28 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 18.5 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하여, 상기 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 23 중량%인 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 6
이소보닐아크릴레이트 18 중량%, 이소보닐메타크릴레이트 4.5 중량%, 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(NS017 Mw: 약 17,000, BNTM社) 5 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS950, Mw: 약 25,000, LG CHEM) 15 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 28 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 15 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하여, 상기 단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 20 중량%인 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
비교예 7
이소보닐아크릴레이트 25 중량%, 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(KS1113, Mw: 약 37,000, LG CHEM) 36 중량%, 점착 증진제(ARAKAWA chemical, P-90) 15 중량%, 가소제(non-phthalates, BASF, DINCH) 9 중량% 및 광개시제 등의 기타 첨가제를 포함하는 광학용 점착 조성물을 제조하였다.
단관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(중량%) 2관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(중량%) 4관능 우레탄아크릴레이트계 올리고머(중량%) 점착 증진제(중량%) 가소제(중량%) 히드록시 부틸아크릴레이트(중량%)
실시예1 5.5 15.5 - 30 15 4
실시예2 6 7 10 30 18 7
비교예1 4 16 - 32 16 4
비교예2 17 3 - 40 18 4
비교예3 20 - - 30 15 4
비교예4 - 27 - 20 12 4
비교예5 8 15 - 28 18.5 -
비교예6 5 15 - 28 15 -
비교예7 - 36 - 15 9 -
<평가>
실험예 1: 1차 광경화 수축률
상기 실시예 및 비교예 각각에 의해 제조된 광학용 점착 조성물에 대해 지름 1cm 높이 1mm의 원형 틀에 도포하고 하부에서 엘이디 램프(LED lamp)를 이용해 100mW/cm2의 조도와 500mJ/cm2의 광량으로 UV를 조사하여 조성물 상태일 때의 높이 대비 1차 광경화될 때의 1차 높이 차이를 SENTECH社의 EU201을 사용해 측정하여, 하기 식 1을 이용해 1차 광경화 수축률을 계산하였다.
<식 1>
1차 광경화 수축률 = 1차 광경화 후의 부피 / 광학용 점착 조성물 상태의 부피×100(%)
실험예 2: 2차 광경화 수축률
상기 실시예 및 비교예 각각에 의해 제조된 광학용 점착 조성물에 대해 지름 1cm 높이 1mm의 원형 틀에 도포하고 하부에서 머큐리 램프(mercury lamp)를 이용해 250mW/cm2의 조도와 6000mJ/cm2의 광량으로 UV를 조사하여 2차 광경화 한 후 조성물 상태일 때의 높이 대비 2차 광경화 후의 높이 차이를 SENTECH社의 EU201을 사용해 측정하여, 하기 식 2을 이용해 2차 광경화 수축률을 계산하였다.
<식 2>
2차 광경화 수축률 = 2차 광경화 후의 부피 / 광학용 점착 조성물 상태의 부피×100(%)
실험예 3: 백탁현상 평가
상기 실시예 및 비교예 각각에 의해 제조된 광학용 점착 조성물을 하부 8cm X 14cm X 0.11cm 유리에 약 150um 두께로 도포한 후 엘이디 램프(LED lamp)를 이용해 100mW/cm2의 조도와 500mJ/cm2의 광량으로 UV를 조사하여 1차 광경화 한 후, 상부에 8cm X 14cm X 0.11cm 유리를 덮고 머큐리 램프(mercury lamp)를 이용해 250mW/cm2의 조도와 6000mJ/cm2의 광량으로 UV를 조사하여 2차 광경화를 한 후, 항온항습기 (85℃/85%RH) 에 10일간 방치 후 헤이즈미터(Haze guard plus, BYK社)를 사용하여 헤이즈 값을 측정한다. 측정 값은 낮을수록 좋으며, 측정 값을 통해 백탁 여부를 판단한다. (0.5 미만인 경우, 백탁 현상이 없다고 판단한다.)
실험예 4: 점도 평가
상기 실시예 및 비교예 각각에 의해 제조된 광학용 점착 조성물을 약 0.5mL 를 채취하여 도포 후 Brookfield社의 DV2T Viscometer를 이용하여 25℃에서의 점도를 측정 하였다.
실험예 5: 경도 평가
상기 실시예 및 비교예 각각에 의해 제조된 광학용 점착조성물을 지름 20mm, 높이 5mm의 원형틀에 도포하여 경화한 후 아스카 C 경도계를 사용하여 상온에서 경도를 측정하였다.
점도(cPs, 25 ℃) 경도(Asker-C) 1차 광경화 수축률(%, a) 2차 광경화 수축률(%, b) 광경화 수축률(%, b-a) 헤이즈값
실시예1 5101 17.3 3.11 3.95 0.84 0.06
실시예2 5107 17.2 3.7 4.22 0.52 0.07
비교예1 5107 16.7 2.34 4.34 2 0.07
비교예2 4784 10.6 1.87 3.25 1.38 0.12
비교예3 5005 14.8 3.49 6.8 3.31 0.11
비교예4 5031 14 4.74 7.86 3.12 0.04
비교예5 4280 14 3.21 3.72 0.51 1.64
비교예6 490 16.8 - - - -
비교예7 11930 24.9 - - - -
실시예 1 및 2에 따라 제조된 광학용 점착 조성물은 1차 광경화 수축률 및 2차 광경화 수축률이 각각 4% 및 4.5% 이하로 적절한 수준을 유지하며, 특히 2차 광경화 수축률 대비 1차 광경화 수축률의 차이가 각각 0.84% 및 0.52%에 불과하여, 광경화 후에도 변형이 적어 제품의 우수한 신뢰성 및 내구성을 구현할 수 있다. 뿐만 아니라, 실시예 1 및 2에 따라 제조된 광학용 점착 조성물은 헤이즈 값이 각각 0.06 및 0.07에 불과하여, 백탁현상이 발생하지 않아 시인성이 우수함을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1 내지 4의 경우, 2차 광경화 수축률 대비 1차 광경화 수축률의 차이가 1.3%를 초과하여 추후 제품 변형 우려가 있고, 치수안정성이 저하될 수 있음을 확인할 수 있다. 비교예 5의 경우, 2차 광경화 수축률 대비 1차 광경화 수축률의 차이가 0.51%로 작은 편이나 헤이즈 값이 1.64로 백탁현상이 발생하여 시인성이 저하됨을 확인할 수 있다. 비교예 6의 경우, 2관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량(Mw)이 30,000 미만으로서 액상의 점도 조절의 어려움이 발생하였으며, 이에 따라 공정 진행을 할 수 없어 더 이상의 실험을 할 수 없었다. 비교예 7의 경우, 다관능 우레탄 아크릴레이트계 올리고머만을 사용하고, 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 총 함량이 지나치게 높아, 점도 및 경도가 지나치게 상승하여 공정 진행을 할 수 없어 더 이상의 실험을 할 수 없었다.
[부호의 설명]
100: 화상 표시 장치
110: 화상 표시부
120: 보호부
121: 차광부
130: 접착층
140: 고정 지그

Claims (14)

  1. 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함하고,
    상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머와 상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량비는 1:2 내지 1:4인 광학용 점착 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 및 폴리에테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 광학용 점착 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 10,000 g/mol 내지 20,000 g/mol 인 광학용 점착 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 폴리부타디엔 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 및 폴리에테르 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 광학용 점착 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머는 중량평균분자량(Mw)이 30,000 g/mol 내지 40,000 g/mol인 광학용 점착 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머 및 다관능 우레탄(메타)아크릴레이트계 올리고머의 총 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 9 중량% 내지 30 중량%인 광학용 점착 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 점착 조성물은 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더 포함하는 광학용 점착 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 광학용 점착 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 히드록시기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 3 중량% 내지 8 중량%인 광학용 점착 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 점착 조성물은 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상을 더 포함하는 광학용 점착 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 및 상기 시클로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 모노머 함량은 각각 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 20 중량% 내지 40 중량%인 광학용 점착 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학용 점착 조성물은 가소제, 점착증진제, 및 광개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 광학용 점착 조성물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 가소제는 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제, 및 에테르계 가소제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함하는 광학용 점착 조성물.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 가소제의 함량은 상기 광학용 점착 조성물에 대하여 10 중량% 내지 20 중량%인 광학용 점착 조성물.
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