KR101878527B1 - 광학용 점접착제 조성물 및 점접착 필름 - Google Patents

광학용 점접착제 조성물 및 점접착 필름 Download PDF

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Abstract

(메트)아크릴산에스테르계 바인더 수지; 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 황-함유 헤테로사이클릭 화합물, 아크릴아미드계 화합물, 또는 모르폴린계 화합물을 포함하는 제1 경화성 화합물; 소수성 (메트)아크릴산에스테르계 화합물을 포함하는 제2 경화성 화합물; 및 광개시제를 포함하는 광학용 점접착제 조성물을 제공한다.
또한, 상기 광학용 점접착제 조성물을 열경화하여 형성되고, 추가 광경화가 가능한 광학용 점접착 필름을 제공한다.

Description

광학용 점접착제 조성물 및 점접착 필름 {COMPOSITION FOR OPTICAL ADHESIVE AND BONDING FILM AND ADHESIVE AND BONDING FILM}
광학용 점접착제 조성물 및 점접착 필름에 관한 것이다.
LCD, LED 패널 및 터치스크린패널 등의 광학 소재에 사용되는 광학용 점접착제의 경우, 투명해야 하며 환경 조건 등에 따라 착색 또는 변색이 적고, 이물 및 결점이 없어야 한다. 또한, 이러한 광학용 점접착제는 장치의 내구성을 확보하고 성능을 최적화 하기 위하여 기본적으로 우수한 접착력 및 박리력을 확보해야 한다. 이러한 성능 확보를 위하여 일반적으로 아크릴계 조성물이 많이 사용되고 있다.
본 발명의 일 구현예는 이를 포함하는 장치에 적용이 용이하고, 우수한 박리력을 나타내는 광학용 점접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 광학용 점접착제 조성물로부터 형성된 점접착 필름을 제공한다.
본 발명의 이 구현예에서, (메트)아크릴산에스테르계 바인더 수지; 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 황-함유 헤테로사이클릭 화합물, 아크릴아미드계 화합물, 또는 모르폴린계 화합물을 포함하는 제1 경화성 화합물; 소수성 (메트)아크릴산에스테르계 화합물을 포함하는 제2 경화성 화합물; 및 광개시제를 포함하는 광학용 점접착제 조성물을 제공한다.
상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물은 40℃ 내지 120℃에서 증기압이 대기압보다 낮을 수 있다.
상기 제1 경화성 화합물은, 아크릴아미드계 화합물 및 모르폴린계 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 제1 경화성 화합물은, 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물 및 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 제2 경화성 화합물은 유리전이온도가 약 30℃ 이상일 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물을 약 5 내지 약 100 중량부 포함할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 경화성 화합물을 약 1 내지 약 50 중량부 포함할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제2 경화성 화합물을 약 1 내지 약 50 중량부 포함할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 광개시제를 약 0.001 내지 약 10 중량부 포함할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 열개시제를 포함하지 않을 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 다단계 경화 가능할 수 있다.
상기 다단계 경화는 1차 열경화 단계 및 2차 광경화 단계를 포함할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 상기 1차 열경화 단계로 일부 경화될 수 있다.
상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물 각각은 모노머, 올리고머, 프리폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 경화성 화합물은 아크릴아미드(Acryl amide) 모노머, 아크릴로일모르폴린(ACMO) 모노머, 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트(THFA) 모노머, 테트라하이드로퍼퓨릴메타크릴레이트(THFMA) 모노머, N-비닐피롤리돈(NVP) 모노머 및 이들 각각의 올리고머, 프리폴리머를 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 경화성 화합물은 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 함유하는 지방족 (메트)아크릴레이트 모노머; 탄소수 5 내지 15의 아릴기를 함유하는 방향족 (메트)아크릴레이트 모노머; 및 이들 각각의 올리고머, 프리폴리머를 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는, 상기 광학용 점접착제 조성물을 열경화하여 형성되고, 추가 광경화가 가능한 광학용 점접착 필름을 제공한다.
상기 열경화는 약 40℃ 내지 약 120℃에서 온도를 증가시키며 수행될 수 있다.
상기 점접착 필름의 경화도는 약 1% 내지 약 60%일 수 있다.
상기 점접착 필름은 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 함량이 상기 광학용 점접착제 조성물 대비 약 0.1% 내지 약 20%일 수 있다.
상기 점접착 필름은, 상기 추가 광경화 이후의 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 함량이 상기 광학용 점접착제 조성물 대비 약 1% 이하일 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 이를 포함하는 장치에 적용 시 우수한 가공성을 확보할 수 있고, 경화 전후의 우수한 박리력 향상을 구현할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물로부터 형성된 점접착 필름은 이를 포함하는 장치에 적용되어 우수한 박리력을 나타내며, 이로써 장치의 내구성 등을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 후술하는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에는 (메트)아크릴산에스테르계 바인더 수지; 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 황-함유 헤테로사이클릭 화합물, 아크릴아미드계 화합물, 또는 모르폴린계 화합물을 포함하는 제1 경화성 화합물; 소수성 (메트)아크릴산에스테르계 화합물을 포함하는 제2 경화성 화합물; 및 광개시제를 포함하는 광학용 점접착제 조성물을 제공한다.
상기 조성물은 (메트)아크릴산에스테르계 수지를 베이스로 하며, 추가적으로 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 포함한다. 상기 조성물은 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 포함함으로써 기존의 (메트)아크릴산에스테르계 점접착제에 비하여 광경화 전에 적절한 경화도 및 점도를 확보하고, 광학 소재 등에 적용 시에 우수한 공정 효율을 얻을 수 있다. 또한, 상기 조성물은 상기 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 혼합물을 포함함으로써, 광경화 전후의 박리력 향상 효과가 우수하고, 광학 소재 등에 적용되어 광경화 되었을 때 우수한 내구성 및 밀봉 효과를 구현할 수 있다.
상기 (메트)아크릴산에스테르계 바인더 수지는 상기 조성물의 성분들의 바인더 역할을 하는 것으로 열경화성 수지일 수 있다. 여기서, (메트)아크릴산에스테르계 수지는 메트아크릴산에스테르계 수지 또는 아크릴산에스테르계 수지를 의미한다.
구체적으로, 상기 바인더 수지는 (메트)아크릴산에스테르계 단량체를 중합 또는 공중합하여 형성된 수지일 수 있다. 또한, 상기 바인더 수지는 단관능 (메트)아크릴산에스테르계 수지, 또는 다관능 (메트)아크릴산에스테르계 수지를 포함하여, 상호침투 고분자 가교(Interpenetrating polymer network)구조를 형성할 수 있다.
상기 바인더 수지를 형성하기 위한 (메트)아크릴산에스테르계 단량체는 치환 또는 비치환된 (메트)아크릴레이트일 수 있고, 치환되는 경우의 치환기는 예를 들어, C1 내지 C30의 알킬기, 아미드기, C2 내지 C40의 헤테로사이클로알킬기 등일 수 있고, 이에 한정되지는 않는다.
상기 제1 경화성 화합물은 극성 및 친수성을 가지며 점접착성을 부여하는 것으로서, 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물, 황-함유 헤테로사이클릭 화합물, 아크릴아미드계 화합물, 또는 모르폴린계 화합물을 각각 단독으로 포함하거나 2종 이상을 혼합하여 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 경화성 화합물이 상기 아크릴아미드계 화합물 및 모르폴린계 화합물을 혼합하여 포함하거나, 상기 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물 및 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물의 혼합물을 포함하는 경우, 상기 조성물의 각 성분들의 유기적 또는 물리적 상용성이 우수하며, 이를 이용하여 제조된 점접착 필름이 더 우수한 박리력 향상 효과를 나타낼 수 있다.
상기 제2 경화성 화합물은 극성의 밸런스(balance)를 유지하고, 상기 조성물의 휘발성을 낮추는 역할을 하는 것으로서, 유리전이온도가 약 30℃ 이상일 수 있고, 구체적으로 약 50℃ 이상일 수 있다. 상기 제2 경화성 화합물의 유리전이온도가 상기 범위를 만족함으로써 상기 광학용 점접착제 조성물 전체의 유리전이온도를 높여주어 우수한 성형성 및 밀착력 향상의 효과를 얻을 수 있다.
상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물 각각은 모노머, 올리고머, 프리폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 올리고머는 모노머가 중량평균분자량이 약 1000 이하가 되도록 중합된 소중합체를 의미하며, 상기 프리폴리머는 중량평균분자량이 약 1,000 내지 약 100,000이 되도록 중합된 예비 중합체를 의미한다.
상기 제1 경화성 화합물은 아크릴아미드(Acryl amide) 모노머, 아크릴로일모르폴린(ACMO) 모노머, 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트(THFA) 모노머, 테트라하이드로퍼퓨릴메타크릴레이트(THFMA) 모노머, N-비닐피롤리돈(NVP) 모노머 및 이들 각각의 올리고머, 프리폴리머를 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 경화성 화합물은 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 함유하는 지방족 (메트)아크릴레이트 모노머; 탄소수 6 내지 20의 아릴기를 함유하는 방향족 (메트)아크릴레이트 모노머; 및 이들 각각의 올리고머, 프리폴리머를 포함하는 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 경화성 화합물은 이소보르닐아크릴레이트(isobornyl acrylate) 또는 이소인돌릴아크릴레이트(isoindolyl acrylate)를 포함할 수 있고, 이 경우 상기 광학용 점접착제 조성물의 극성 밸런스(balance)를 효율적으로 유지하고, 적절한 증기압 및 비중을 바탕으로 휘발성이 낮은 특성을 용이하게 구현할 수 있다.
상기 조성물은 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물을 포함하며, 이를 통하여 우수한 밀착력 및 박리력 향상 효과와 함께 디웨팅(dewetting)이 없는 우수한 코팅성을 확보할 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물은 후술하는 바와 같이 다단계 경화될 수 있고, 경화 과정에서 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물이 휘발되지 않고 상기 바인더 수지 사이사이에 존재하여, 적절한 반경화 상태를 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물은 약 40℃ 내지 약 120℃에서 증기압이 대기압보다 낮을 수 있다. 상기 대기압은 통상적으로 약 1atm을 의미한다. 상기 온도 범위에서 상기 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 혼합물의 증기압이 대기압보다 낮은 특성을 가짐으로써, 상기 조성물이 다단계 경화가 가능하며, 경화 과정에서 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물이 휘발되지 않고 상기 바인더 수지 사이사이에 존재할 수 있고, 이로써 상기 조성물을 이용하여 적절한 반경화 상태의 점접착 필름을 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 후술하는 바와 같이, 1차 열경화 및 2차 광경화에 의해 다단계 경화되는 경우, 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물이 상기 범위의 증기압을 통하여 1차 열경화 단계에서 휘발되지 않을 수 있고, 적절한 반경화 상태의 점접착 필름을 형성할 수 있다.
나아가, 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물이 상기 범위의 증기압을 가짐으로써, 1차 열경화 이후 2차 광경화를 통하여 우수한 박리력 향상 효과를 구현할 수 있다.
상기 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물을 약 0.1 내지 약 100 중량부 포함할 수 있고, 구체적으로 약 5 내지 50 중량부 포함할 수 있다. 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물이 상기 범위의 함량을 만족함으로써, 상기 바인더 수지와 적절한 상용성을 확보할 수 있고, 우수한 코팅성 및 박리력 향상 효과를 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 경화성 화합물을 약 1 내지 약 50 중량부 포함할 수 있고, 구체적으로 약 5 내지 약 20 중량부 포함할 수 있다. 상기 제1 경화성 화합물이 상기 함량 범위로 포함됨으로써, 상기 조성물이 광경화 전후에 우수한 박리력 향상 효과를 구현할 수 있으며, 유리 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 투명 폴리머를 포함하는 피착체에 대하여 우수한 밀착력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 조성물은 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제2 경화성 화합물을 약 1 내지 약 50 중량부 포함할 수 있고, 구체적으로 약 5 내지 약 20 중량부 포함할 수 있다. 상기 제2 경화성 화합물이 상기 함량 범위로 포함됨으로써, 상기 조성물이 필름 형태의 성형에 유리한 유리전이온도를 확보할 수 있고, 유리 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등의 투명 폴리머를 포함하는 피착체에 대하여 우수한 밀착력을 확보할 수 있다.
상기 조성물은 광개시제를 포함하며, 상기 광개시제는 빛의 조사에 의하여 활성화되어 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물을 경화시키는 역할을 하는 것이다. 상기 광개시제는 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 약 0.001 내지 약 10 중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 5 중량부 포함될 수 있다. 상기 광개시제가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 광경화 효율이 증가하며, 광경화 전후의 박리력 향상 효과 확보에 유리할 수 있다.
구체적으로, 상기 광개시제는 α-히드록시케톤계 화합물; 페닐글리옥실레이트(phenylglyoxylate)계 화합물; 벤질디메틸케탈계 화합물; α-아미노케톤계 화합물; 모노아실포스핀계 화합물(MAPO); 비스아실포스펜계 화합물(BAPO); 포스핀옥시드계 화합물; 메탈로센계 화합물; 아이오도늄염(iodonium salt) 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물이 광개시제로 α-히드록시케톤계 화합물 또는 벤질디메틸케탈계 화합물을 포함할 수 있고, 이 경우에 광개시제임에도 불구하고 일정 열을 가하였을 때 일부가 해리되어 열에 의한 활성화가 가능한바, 별도의 열개시제 없이도 다단계 경화가 용이한 장점을 구현할 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 다단계 경화 가능한 것으로, 상기 다단계 경화는 복수의 경화 단계를 적절히 포함할 수 있고, 예를 들어, 1차 경화 단계 및 2차 경화 단계를 포함할 수 있다. 상기 1차 경화 단계를 통하여, 상기 점접착제 조성물의 일부가 경화되어 반경화물을 형성할 수 있고, 상기 2차 경화 단계를 통하여, 완전 경화물을 형성할 수 있다.
상기 반경화물은 경화도가 약 1% 내지 약 60%일 수 있고, 구체적으로 약 10% 내지 약 45%일 수 있고, 보다 구체적으로 약 35% 내지 약 45%일 수 있다. 또한, 상기 완전 경화물은 경화도가 약 65% 내지 약 95%일 수 있고, 구체적으로 약 70% 내지 90%일 수 있다.
상기 점접착제 조성물을 다단계 경화하는 경우, 상기 1차 경화 단계를 통하여 상기 점접착제 조성물에 우수한 점접착력 및 단차 흡수성을 부여할 수 있고, 상기 2차 경화 단계에 의해 우수한 박리력 증가 효과를 구현할 수 있다.
상기 1차 경화 단계에 의한 반경화물이 상기 2차 경화 단계에 의하여 완전 경화물을 형성하는 경우, 우수한 박리력 증가 효과를 구현할 수 있다. 구체적으로, 상기 반경화물의 박리력을 제1 박리력으로 정의하고, 상기 완전 경화물의 박리력을 제2 박리력으로 정의했을 때, 하기 일반식 1에 의한 박리력 증가율은 약 10% 이상일 수 있고, 구체적으로 약 20% 이상일 수 있고, 보다 구체적으로 약 30% 이상일 수 있다. 상기 박리력 증가율이 상기 범위를 만족하는 경우, 상기 조성물의 반경화물이 이를 포함하는 장치에 적용될 때 우수한 점접착성 및 단차 흡수성을 구현하며, 상기 완전 경화물이 상기 반경화물에 비하여 현저히 향상된 박리력을 가지는바, 상기 장치에 우수한 내구성을 부여할 수 있다.
[일반식 1]
박리력 증가율(%) = (제2 박리력 - 제1 박리력)/제1 박리력 x 100
구체적으로, 상기 다단계 경화는 1차 열경화 단계 및 2차 광경화 단계를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 조성물은 1차 열경화 단계로 상기 바인더 수지와 상기 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 일부가 경화되어 반경화물을 형성할 수 있고, 상기 2차 광경화 단계에 의해 완전 경화물을 형성할 수 있다.
상기 조성물은 열경화 및 광경화를 적절히 혼합하여 다단계 경화됨에도 불구하고, 열개시제를 포함하지 않는 것을 특징으로 한다. 구체적으로, 상기 조성물이 1차 열경화 단계 및 2차 광경화 단계를 통하여 다단계 경화되는 경우, 상기 조성물은 광개시제는 포함하나, 열개시제는 포함하지 않을 수 있다.
상기 조성물이 1차 열경화 단계에 의해 경화되는 경우, 상기 광개시제는 일정 열에 의해 일부 활성화될 수 있고, 이를 통하여 상기 조성물의 일부가 열경화를 진행하게 된다. 이로써, 상기 조성물은 광개시제만을 포함함에도 불구하고, 열경화에 의하여 적절한 경화도를 갖는 반경화물을 형성하여 우수한 점접착성 및 단차 흡수성을 확보할 수 있으며, 공정 효율 및 제조 비용 측면에서 유리할 수 있다.
상기 조성물은 필요에 따라, 점도를 조절하는 가교 인자로서 다관능 아크릴레이트계 화합물, 다관능 에폭시계 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 조성물이 가교 인자를 포함하는 경우, 상기 가교 인자는 상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 20 중량부 더 포함될 수 있고, 예를 들어 약 0.1 내지 5 중량부 더 포함될 수 있다. 상기 가교 인자가 상기 범위의 함량으로 포함됨으로써 상기 조성물의 박리력 향상 효과를 저해하지 않으면서, 점도 조절 효율을 증가시킬 수 있다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 조성물을 열경화하여 형성되고, 추가 광경화가 가능한 광학용 점접착 필름을 제공한다.
구체적으로, 상기 점접착 필름은 상기 조성물을 약 40℃ 내지 약 120℃에서 열경화하여 제조될 수 있고, 보다 구체적으로 상기 온도 범위에서 약 1분 내지 약 10분 동안 열경화함으로써 제조될 수 있다. 상기 조성물이 상기 조건에서 열경화됨으로서 상기 점접착 필름은 반경화 상태로 형성될 수 있고, 이를 적용하는 장치에 부착 시에 우수한 단차 흡수성을 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 조성물은 상기 범위의 온도에서 온도를 증가시키면서 열경화될 수 있고, 이 경우 상기 점접착 필름이 우수한 내구성 및 강도를 확보하기 유리할 수 있다.
또한, 상기 조성물이 상기 조건에서 열경화됨으로써 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물이 휘발되지 않고 상기 바인더 수지 사이사이에 존재할 수 있으며, 이로써 추가 광경화를 통하여 우수한 박리력 향상의 효과를 얻을 수 있다.
구체적으로, 상기 점접착 필름의 경화도는 약 1% 내지 약 60%일 수 있고, 구체적으로 약 10% 내지 약 45%일 수 있고, 보다 구체적으로 약 35% 내지 약 45%일 수 있다. 상기 점접착 필름의 경화도가 상기 범위를 만족함으로써, 상기 점접착 필름을 부착하는 공정의 효율이 증대되며, 우수한 단차 흡수성을 확보할 수 있고, 추가 광경화에 의한 박리력 향상 효과를 극대화할 수 있다. 상기 경화도는 하기 일반식 2에 따라 측정된 것으로, 경화된 정도를 나타낸다.
[일반식 2]
경화도 (%) = {1 - (Wi - Wf)/Wi} ⅹ 100
상기 일반식 2에서, 상기 Wi는 상기 점접착 필름을 일정 크기로 잘라 얻은 시편을 용제에 담그기 전 측정한 무게를 나타내고, 상기 Wf는 상기 시편을 용제에 담가 일정 기간 방치하고, 이어서 거름 장치를 이용하여 거른 후 남겨진 시편의 무게를 나타낸다. 상기 용제의 종류 및 상기 시편을 용제에 담가 방치하는 기간은 경화도를 측정하고자 하는 경화물에 따라 달라질 수 있다.
상기 용제는 적절한 기준 용제를 정하여 측정할 수 있고 예를 들어, 톨루엔을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 시편을 용제에 담가 방치하는 기간은 적절히 선택할 수 있고, 예를 들어, 약 4 주일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
경화도로서 계산된 값이 증가할수록 경화물의 분자량이 증가하고, 고분자 구조가 조밀하게 형성된 것을 의미한다.
상기 점접착 필름은 상기 조성물을 열경화하여 제조되는 것으로, 상기 광개시제가 일정 열에 의해 일부 활성화됨으로써 상기 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 일부를 경화시켜 제조될 수 있다. 이 때, 상기 점접착 필름의 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 함량은 열경화 전의 상기 조성물 대비 약 0.1 % 내지 약 20 %일 수 있다.
상기 점접착 필름이 상기 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 상기 범위의 함량으로 포함함으로써 적절한 경화도를 확보할 수 있고, 피착체에 대한 우수한 밀착력 및 단차 흡수성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 점접착 필름이 열경화 후에도 모노머, 올리고머 또는 프리폴리머 상태의 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 상기 범위의 함량으로 포함함으로써 추가 광경화가 효과적으로 수행될 수 있고, 추가 광경화에 의한 우수한 박리력 향상 효과를 확보할 수 있다.
상기 점접착 필름은 추가 광경화 가능하고, 이를 통해 우수한 박리력 향상 효과를 나타낼 수 있다. 구체적으로, 상기 점접착 필름은 상기 추가 광경화 이후의 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 함량이 상기 광학용 점접착제 조성물 대비 1% 이하일 수 있다.
상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물은 상기 추가 광경화를 통하여 모두 경화될 수 있고, 이로써 상기 점접착 필름 내에 모노머, 올리고머 또는 프리폴리머 상태의 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 함량이 상기 범위를 나타낼 수 있다.
상기 점접착 필름 내 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물이 추가 광경화 이후에 상기 범위의 함량을 가짐으로써, 상기 추가 광경화된 점접착 필름이 우수한 박리력을 나타낼 수 있고, 이를 포함하는 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
상기 광학용 점접착제 조성물은 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 포함함으로써, 우수한 코팅성, 밀착성 및 박리력 향상 효과를 구현할 수 있다. 상기 조성물이 열경화되어 형성된 상기 점접착 필름은 추가 광경화 가능한 것으로서, 우수한 단차 흡수성 및 밀착력을 나타내며 다양한 기재에 효과적으로 적용될 수 있다. 구체적으로, 상기 점접착 필름은 곡면부를 갖는 기재에 적용되기 유리하며, 예를 들어, 단부가 절곡된(edge-bended) 기재의 전면에 효과적으로 부착될 수 있다.
본 명세서에서 '점접착'은 성분 및 경화 조건에 따라서 점착성 또는 접착성을 나타내는 것을 의미한다. 이 때, '점착성'이란 임의의 물질을 매개로 두 피착체를 부착한 후, 이를 떼어낼 때 피착체에 물리적 손상 없이 떨어지는 경우를 의미하고, '접착성'이란 물리적 손상이 발생하여 떨어지는 경우를 의미한다.
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
폴리아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여, 제1 경화성 화합물로서 아크릴아미드(Acryl amide) 화합물 및 아크릴로일모르폴린(Acryloyl morpholine) 화합물을 10 중량부 혼합하고, 제2 경화성 화합물로서 이소보르닐아크릴레이트(isobornyl acrylate) 화합물을 5 중량부 혼합한 후, 광개시제로서 벤질디메틸케탈계 광개시제 0.1 중량부를 혼합하여 광학용 점접착제 조성물을 제조하였다. 상기 조성물에 디아크릴레이트계 가교제 0.5 중량부를 더 혼합하였고, 상기 조성물을 도포하여 40℃ 내지 120 ℃의 온도 변화를 주면서 3분 동안 열경화함으로써 두께 25 ㎛의 점접착 필름을 제조하였다.
실시예 2
폴리아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여, 제1 경화성 화합물로서 N-비닐피롤리돈(N-Vinylpyrrolidone) 화합물 및 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트(THFA) 화합물을 10 중량부 혼합하고, 제2 경화성 화합물로서 이소보르닐아크릴레이트 화합물을 5 중량부 혼합한 후, 광개시제로서 벤질디메틸케탈계 광개시제 0.1 중량부를 혼합하여 광학용 점접착제 조성물을 제조하였다. 상기 조성물에 디아크릴레이트계 가교제 0.5 중량부를 더 혼합하였고, 상기 조성물을 도포하여 40℃ 내지 120 ℃의 온도 변화를 주면서 3분 동안 열경화함으로써 두께 25 ㎛의 점접착 필름을 제조하였다.
실시예 3
폴리아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여, 제1 경화성 화합물로서 아크릴아미드(Acryl amide) 화합물을 10 중량부 혼합하고, 제2 경화성 화합물로서 이소보르닐아크릴레이트 화합물을 5 중량부 혼합한 후, 광개시제로서 벤질디메틸케탈계 광개시제 0.1 중량부를 혼합하여 광학용 점접착제 조성물을 제조하였다. 상기 조성물에 디아크릴레이트계 가교제 0.5 중량부를 더 혼합하였고, 상기 조성물을 도포하여 40℃ 내지 120 ℃의 온도 변화를 주면서 3분 동안 열경화함으로써 두께 25 ㎛의 점접착 필름을 제조하였다.
비교예 1
폴리아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여, 제1 경화성 화합물로서 아크릴아미드(Acryl amide) 화합물 및 아크릴로일모르폴린(Acryloyl morpholine) 화합물을 15 중량부 포함하고, 제2 경화성 화합물을 포함하지 않는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 25 ㎛의 점접착 필름을 제조하였다.
비교예 2
폴리아크릴레이트 수지 100 중량부에 대하여, 제1 경화성 화합물을 포함하지 않고, 제2 경화성 화합물로서 이소보르닐아크릴레이트(isobornyl acrylate) 화합물을 15 중량부 포함하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 두께 25㎛의 점접착 필름을 제조하였다.
제1 경화성 화합물 제2 경화성 화합물
실시예 1 AC-amide + ACMO IBOA
실시예 2 THFA + NVP IBOA
실시예 3 AC-amide IBOA
비교예 1 AC-amide + ACMO -
비교예 2 - IBOA
<평가>
실험예 1: 경화도의 측정
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 점접착 필름에 대하여, 25㎜ ｘ 40㎜ 크기의 시편을 제작하여, 상기 일반식 2에 따라 각각의 경화도를 측정하였고, 이를 제1 경화도로 정의하여 하기 표 2에 기재하였다. 이어서, 상기 점접착 필름에 1000 mJ/㎠의 UV를 조사하여 추가 광경화 하였고, 이후의 경화도를 상기 일반식 2에 따라 측정하여 제2 경화도로서 하기 표 2에 기재하였다.
제1 경화도[%] 제2 경화도[%]
실시예 1 40.9 76.3
실시예 2 39 79
실시예 3 39.2 77
비교예 1 32 69
비교예 2 33 65
실험예 2: 박리력 ( Peel Strength ) 및 박리력 증가율의 측정
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 점접착 필름에 대하여, 25㎜ ｘ 40㎜ 크기의 시편을 제작하였고, 이를 100㎛로 라미네이션 하여 소다 라임 유리 기재에 부착한 후, 300㎜/min의 박리 속도로 제1 박리력을 측정하였다. 이어서, 상기 점접착 필름에 1000 mJ/㎠의 UV를 조사하여 추가 광경화 하였고, 이를 100㎛로 라미네이션 하여 소다 라임 유리 기재에 부착한 후, 300㎜/min의 박리 속도로 제2 박리력을 측정하였다. 이로써, 상기 일반식 1에 따라 박리력 증가율을 도출하였고, 제1 박리력, 제2 박리력 및 박리력 증가율에 관한 결과를 하기 표 3에 기재하였다.
제1 박리력[gf/in] 제2 박리력[gf/in] 박리력 증가율[%]
실시예 1 2,500 3,850 54%
실시예 2 2,700 3,500 30%
실시예 3 2,550 3,200 26%
비교예 1 2,350 2,500 6%
비교예 2 1,950 2,100 7%
실험예 3: 전단력(Shear Strength)의 측정
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 2의 점접착 필름에 대하여 25㎜ ｘ 40㎜ 크기의 시편을 제작하였다. 이어서, 상기 시편을 두 층의 투명 유리 기재 사이에 위치시키고, 1000 mJ/㎠의 UV를 조사하여 추가 광경화 하였다. 이러한 추가 광경화 이후에 상기 두 층의 투명 유리 기재에 서로 180°반대 방향으로 힘을 가하여 상기 추가 광경화된 점접착 필름의 전단력를 측정하였고, 하기 표 4에 기재하였다.
전단력[kgf/in2]
실시예 1 85.2
실시예 2 87
실시예 3 83.3
비교예 1 80.1
비교예 2 82.7
상기 실험예 1 및 2의 결과를 참조할 때, 상기 실시예 1 내지 3의 점접착 필름은 상기 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 포함하는 조성물로부터 형성된 것으로, 추가 광경화 전의 제1 경화도가 약 35% 내지 약 45% 이고, 추가 광경화 이후의 제2 경화도가 약 75% 이상임을 알 수 있다.
이 때, 상기 실시예 1 내지 3의 점접착 필름은 제1 박리력이 약 2,500 gf/in 이상이고, 제2 박리력이 약 3,000 gf/in 이상으로 나타났다. 이로써, 상기 실시예 1 내지 3의 경우, 제1 경화성 화합물만을 포함하는 비교예 1 또는 제2 경화성 화합물만을 포함하는 비교예 2에 비하여, 추가 광경화 전의 제1 박리력 및 추가 광경화 후의 제2 박리력이 모두 우수한 것을 알 수 있고, 상기 점접착 필름이 추가 광경화 전후에 모두 우수한 점접착성을 나타냄을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 내지 3의 점접착 필름은 추가 광경화 전후의 박리력 증가율이 약 20% 이상인바, 상기 점접착 필름을 장치에 적용할 때, 이러한 박리력 향상 효과를 바탕으로, 우수한 밀봉성 및 내구성을 확보함을 알 수 있다.
즉, 상기 실시예 1 내지 3의 점접착 필름은 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물을 포함함으로써 1차 경화로 적절한 경화도를 확보하여 우수한 점접착성 및 단차 흡수성을 확보하고, 2차 경화로 우수한 박리력 향상 효과를 구현함을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 2는 제1 경화성 화합물로서, 질소-함유 헤테로사이클릭 화합물 및 산소-함유 헤테로사이클릭 화합물의 혼합물을 포함하는 것으로, 제1 경화성 화합물로서 아크릴아미드계 화합물만을 포함하는 실시예 3에 비하여, 제1 박리력 및 제2 박리력이 모두 우수하고, 30% 이상의 박리력 증가율을 나타내는바, 실시예 3에 비하여 우수한 점접착성 및 박리력 증가 효과를 구현함을 알 수 있다.
나아가, 상기 실시예 1은 제1 경화성 화합물로서, 아크릴아미드계 화합물 및 모르폴린계 화합물의 혼합물을 포함하는 것으로 제2 박리력이 우수하고, 광경화 전후에 50% 이상의 박리력 증가율을 나타내는바, 실시예 2 및 실시예 3에 비하여 우수한 박리력 증가 효과를 구현하고 추가 광경화로서 우수한 내구성 및 밀봉성을 확보함을 알 수 있다.
상기 실시예 1 내지 3의 점접착 필름은 추가 광경화하였을 때, 비교예 1 내지 2에 비하여 우수한 전단력을 나타내는 것으로, 이를 통하여 상기 실시예 1 내지 3의 점접착 필름이 비교예 1 내지 2에 비하여 광경화 전 후 박리력 증가 효과가 우수하고, 장치에 우수한 내구성을 부여함을 알 수 있다.

Claims (21)

  1. (메트)아크릴산에스테르계 단량체를 중합 또는 공중합하여 형성된 (메트)아크릴산에스테르계 바인더 수지;
    질소-함유 헤테로사이클릭 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 산소-함유 헤테로사이클릭 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 황-함유 헤테로사이클릭 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 아크릴아미드계 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 및 모르폴린계 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 중 적어도 1종을 포함하는 제1 경화성 화합물;
    소수성 (메트)아크릴산에스테르계 화합물을 포함하는 제2 경화성 화합물; 및
    광개시제를 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물은 40℃ 내지 120℃에서 증기압이 대기압보다 낮은
    광학용 점접착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경화성 화합물은, 아크릴아미드계 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 및 모르폴린계 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머;의 혼합물을 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경화성 화합물은, 질소-함유 헤테로사이클릭 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 및 산소-함유 헤테로사이클릭 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머;의 혼합물을 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 경화성 화합물은 유리전이온도가 30℃ 이상인
    광학용 점접착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 경화성 화합물 및 상기 제2 경화성 화합물의 혼합물을 0.1 내지 100 중량부 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제1 경화성 화합물은 1 내지 50 중량부 포함되는
    광학용 점접착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 제2 경화성 화합물은 1 내지 50 중량부 포함되는
    광학용 점접착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지 100 중량부에 대하여, 상기 광개시제는 0.001 내지 10 중량부 포함되는
    광학용 점접착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 열개시제를 포함하지 않는
    광학용 점접착제 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 조성물은 다단계 경화 가능한
    광학용 점접착제 조성물.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 다단계 경화는 1차 열경화 단계 및 2차 광경화 단계를 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 조성물은 상기 1차 열경화 단계로 일부 경화되는
    광학용 점접착제 조성물.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제2 경화성 화합물은 소수성 (메트)아크릴산에스테르계 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머를 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 경화성 화합물은 아크릴아미드(Acryl amide) 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 아크릴로일모르폴린(ACMO) 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 테트라하이드로퍼퓨릴아크릴레이트(THFA) 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 테트라하이드로퍼퓨릴메타크릴레이트(THFMA) 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 및 N-비닐피롤리돈(NVP) 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 중 적어도 1종을 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 제2 경화성 화합물은 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 함유하는 지방족 (메트)아크릴레이트 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 및 탄소수 5 내지 15의 아릴기를 함유하는 방향족 (메트)아크릴레이트 모노머, 올리고머, 또는 프리폴리머; 중 적어도 1종을 포함하는
    광학용 점접착제 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 광학용 점접착제 조성물을 열경화하여 형성되고, 추가 광경화가 가능한 광학용 점접착 필름.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 열경화는 40℃ 내지 120℃에서 온도를 증가시키며 수행되는
    광학용 점접착 필름.
  19. 제17항에 있어서,
    상기 점접착 필름의 경화도가 1% 내지 60%인
    광학용 점접착 필름.
  20. 제17항에 있어서,
    상기 점접착 필름은,
    제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 혼합물의 함량이 상기 광학용 점접착제 조성물 대비 0.1중량% 내지 20중량%인
    광학용 점접착 필름.
  21. 제17항에 있어서,
    상기 점접착 필름은,
    상기 추가 광경화 이후의 제1 경화성 화합물 및 제2 경화성 화합물의 혼합물의 함량이 상기 광학용 점접착제 조성물 대비 1중량% 이하인
    광학용 점접착 필름.
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