KR20140094557A

KR20140094557A - 미세구조화된 광학 투명 접착제

Info

Publication number: KR20140094557A
Application number: KR1020147013600A
Authority: KR
Inventors: 도시히로 스와; 알버트 아이 에버래르츠; 하루유키 미카미; 야스히로 키노시타
Original assignee: 쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date: 2011-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-07-30
Also published as: JP6576037B2; JP2018138664A; CN104144996A; TWI564364B; JP2015501356A; CN104144996B; JP6632653B2; KR102073114B1; WO2013062996A1; US20140262002A1; TW201323571A

Abstract

미세구조화된 광학 투명 접착제가 개시되는데, 미세구조화된 광학 투명 접착제는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하며, 제1 주 표면 및 제2 주 표면 중 적어도 하나는 평면 차원 (x-y) 중 적어도 하나로 상호연결된 미세구조물들의 미세구조화된 표면을 포함한다. 미세구조화된 광학 투명 접착제는 라미네이션 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상이고, 비-가교결합되거나 가볍게 가교결합된다. 미세구조화된 표면은 약 5 내지 약 80 마이크로미터의 깊이를 갖는 만입부를 포함할 수 있다. 진공을 사용하지 않고서 제1 기판 및 제2 기판을 라미네이팅하는 방법이 제공된다. 이 방법은 미세구조화된 광학 투명 접착제를 제공하는 단계, 미세구조화된 광학 투명 접착제의 제1 면으로부터 이형 라이너를 제거하는 단계, 미세구조화된 광학 투명 접착제의 제1 면을 제1 기판의 표면과 접촉시키는 단계, 미세구조화된 광학 투명 접착제의 제2 면으로부터 미세구조화된 이형 라이너를 제거하여 미세구조화된 표면을 노출시키는 단계, 및 미세구조화된 표면을 제2 기판의 표면과 접촉시키는 단계를 포함한다.

Description

미세구조화된 광학 투명 접착제{MICRO-STRUCTURED OPTICALLY CLEAR ADHESIVES}

관련 출원에 대한 상호 참조

본 출원은 그 개시 내용이 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된, 2011년 10월 24일자로 출원된 미국 가출원 제61/550,725호의 이익을 주장한다.

본 발명은 일반적으로 광학 투명 접착제, 및 광학 투명 접착제를 사용하는 라미네이션 방법의 분야에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 미세구조화된 광학 투명 접착제 및 무진공(vacuumless) 라미네이션 방법에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD) 또는 유기 EL 디스플레이와 같은 영상 표시 장치의 표시면은 일반적으로 유리판 또는 플라스틱 필름과 같은 반투명 시트로 보호된다. 반투명 시트는, 예를 들어 반투명 시트의 가장자리를 따라 테이프를 라미네이팅하거나 접착제를 코팅함으로써 영상 표시 장치의 하우징에 고정된다. 이 절차는 반투명 시트와 하우징 사이에 간극(gap)을 생성하는데, 이 간극은 통상적으로 공기로 채워진다. 따라서, 반투명 시트와 영상 표시 장치의 표시면 사이에 공기 층이 존재한다. 예를 들어, 액정 영상 장치의 경우에, 공기 층과 반투명 시트 사이의 굴절률의 차이 및 공기 층과 액정 모듈 재료 사이의 굴절률의 차이로 인해, 광의 반사 또는 산란이 야기되며, 이는 영상 표시 장치에 표시되는 영상의 휘도 또는 콘트라스트를 잠재적으로 저하시킬 수 있고, 결국 영상의 시인성을 손상시킬 수 있다.

그에 따라, 최근에는, 공기와 비교하여 굴절률이 반투명 시트 및 액정 모듈 재료의 굴절률에 가까운 투명 물질이 영상 표시 장치의 표시면과 반투명 시트 사이의 간극에 채워지고, 그로써 영상 표시 장치에 표시되는 영상의 시인성이 향상된다. 그러한 투명 물질 중 하나가 광학 투명 접착제(optically clear adhesive, OCA)이다.

현재, 시트-타입 OCA에 의한 2개의 기판들의 라미네이션은 라미네이트 내의 공기 포획을 피하기 위하여 전형적으로 진공 조건 하에서 수행된다. 이는 기판 둘 모두가 강성("강성-강성 라미네이션")일 경우 특히 전형적이다. OCA의 사용은 점점 더 인기가 높아지고 있는데, 그 이유는 OCA가 적용되는 기판의 크기가 더 대형화, 즉 대각선 길이가 25.4 ㎝ (10 인치) 초과로 되어 가기 때문이다. 라미네이션의 크기가 증가함에 따라, 진공 공정은 점점 더 자원-집약적이게 되어, 고가의 장비 및 더 긴 총 조립 사이클 시간(total assembly cycle time; TACT)을 필요로 하게 된다.

또한, 소비자의 관심으로 인해, 이들 디스플레이는 또한 더 박형화되고 더 경량화되고 있으며, 이로 인해 이 디스플레이들은 때때로 가혹한 라미네이션 조건에 대해서 흔히 더 깨지기 쉽게 된다. 이는 조립된 모듈에서의 기계적 손상 또는 광학 왜곡(optical distortion) (무라(Mura))으로 이어질 수 있다.

일 실시 형태에서, 본 발명은 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하는 미세구조화된 광학 투명 접착제이다. 제1 주 표면 및 제2 주 표면 중 적어도 하나는 평면 차원들 (x-y) 중 적어도 하나로 상호연결된 미세구조물들의 미세구조화된 표면을 포함한다. 미세구조화된 광학 투명 접착제는 라미네이션 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상이고, 비-가교결합되거나 가볍게 가교결합된다. 미세구조화된 표면은 약 5 내지 약 80 마이크로미터의 깊이를 갖는 만입부를 포함할 수 있다.

다른 실시 형태에서, 본 발명은 진공을 사용하지 않고서 제1 기판 및 제2 기판을 라미네이팅하는 방법이다. 본 방법은, 적어도 하나가 미세구조화된 표면을 포함하는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하는 미세구조화된 광학 투명 접착제를 제공하는 단계, 미세구조화되거나 되지 않을 수 있는 미세구조화된 광학 투명 접착제의 제1 주 표면으로부터 미세구조화되거나 되지 않을 수 있는 이형 라이너를 제거하는 단계, 미세구조화된 광학 투명 접착제의 제1 주 표면을 제1 기판의 표면과 접촉시키는 단계, 미세구조화된 광학 투명 접착제의 제2 주 표면으로부터 미세구조화된 이형 라이너를 제거하여 미세구조화된 표면을 노출시키는 단계, 및 미세구조화된 표면을 제2 기판의 표면과 접촉시키는 단계를 포함한다. 미세구조화된 표면은 적어도 하나의 평면 차원으로 상호연결된 미세구조물들을 포함한다. 미세구조화된 광학 투명 접착제는 라미네이션 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상이다.

또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 제1 기판 및 제2 기판의 무진공 라미네이션 방법이다. 본 방법은, 적어도 하나가 미세구조화된 표면을 포함하는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하는 미세구조화된 광학 투명 접착제를 제공하는 단계, 미세구조화된 광학 투명 접착제의 표면을 제1 기판의 표면과 접촉시키는 단계, 광학 투명 접착제의 미세구조화된 표면을 제2 기판의 표면에 적용시켜 접합 라인(bond line)을 형성하는 단계, 미세구조화된 표면과 제2 기판의 표면 사이에 점-대-점 접촉이 되게 하는 단계, 제2 기판의 표면을 따라 광학 투명 접착제를 균일하게 퍼지게 하는 단계, 및 연속된 개방 공기 공간에 채워서 접합 라인으로부터 공기를 실질적으로 제거하여 라미네이트를 형성하는 단계를 포함한다. 미세구조화된 표면은 적어도 하나의 평면 차원으로 상호연결된 미세구조물들을 포함한다. 미세구조화된 광학 투명 접착제는 약 20℃ 내지 약 60℃의 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상이다.

<도 1>
도 1은 본 발명의 미세구조화된 감압 접착제의 제1 실시 형태를 형성하는 데 사용된 미세구조화된 극도로 얕은 라이너(super shallow liner)의 단면도.
<도 2a>
도 2a는 본 발명의 미세구조화된 감압 접착제의 제2 실시 형태를 형성하는 데 사용된 미세구조화된 이중 특징부 라이너(double-feature liner)의 단면도.
<도 2b>
도 2b는 도 2a의 미세구조화된 이중 특징부 라이너의 돌출부의 확대 단면도.
<도 3>
도 3은 본 발명의 미세구조화된 감압 접착제의 제3 실시 형태를 형성하는 데 사용된 그리드 패턴을 갖는 미세구조화된 라이너의 단면도.
<도 4a>
도 4a는 미세구조화된 감압 접착제를 사용하여 형성된 라미네이트의 단면도로서, 미세구조화된 접착 표면을 기판의 표면에 접촉시킨 직후의 단면도.
<도 4b>
도 4b는 도 4a의 라미네이트의 단면도로서, 기판의 표면을 따라 광학 투명 접착제를 균일하게 퍼지게 하고 연속된 개방 공기 공간에 채워 넣어 접합 라인으로부터 공기를 제거한 후의 단면도.
<도 5>
도 5는 본 발명의 미세구조화된 감압 접착제 및 비교용 미세구조화된 감압 접착제의 습윤 거동을 시간 및 추가 UV 노출의 함수로서 나타낸 다이어그램.
<도 6>
도 6은 본 발명의 미세구조화된 감압 접착제 및 비교용 미세구조화된 감압 접착제의 습윤 거동을 시간 및 추가 UV 노출의 함수로서 나타낸 다이어그램.
<도 7>
도 7은 본 발명의 미세구조화된 감압 접착제의 습윤 거동을 나타낸 다이어그램.

본 명세서에서 모든 수는 "약"이라는 용어에 의해 수식되는 것으로 간주된다. 종점들에 의한 수치 범위의 언급은 그 범위 내에 포함되는 모든 수를 포함한다 (예를 들어, 1 내지 5는 1, 1.5, 2, 2.75, 3, 3.80, 4 및 5를 포함한다). 본 명세서에 언급된 모든 부는 달리 표시되지 않으면 중량 기준이다.

본 발명의 감압 접착제 (PSA) 및 라미네이션 방법은 기판들, 예를 들어 디스플레이 및/또는 터치 패널, 및 특히 대형 디스플레이 및/또는 터치 패널의 라미네이션에 유용하다. 일부 실시 형태에서, 본 발명은 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나가 토포그래픽 특징부(topographical feature)를 포함하는 제1 기판 및 제2 기판의 라미네이션에 특히 적합하며, 여기서 상기 토포그래픽 특징부는 라미네이팅되는 기판들 사이에 공간 또는 공기 간극을 생성할 수 있다. 이의 한 예는 잉크 스텝(ink step), 즉 토포그래픽 특징부를 갖는 디스플레이 기판의 접합인데, 이때 잉크 스텝은 커버 유리 등에 접합될 때 공기 간극을 생성한다. 일반적으로, 이 라미네이션 방법은 2개의 표면들, 특히 강성 표면들의 무기포(air-bubble-free) 라미네이션에 유용한데, 이때 이들 표면은 투명(예를 들어, 유리 대 유리)하거나 또는 불투명(예를 들어, 컴퓨터 터치 패드 대 후방 패널 조립체)할 수 있다. 일 실시 형태에서, PSA는 유동성의 미세구조화된 (MS) 광학 투명 접착제 (OCA)이다. MS OCA는 미세구조화된 표면을 갖는데, 이 표면은 코팅 공정 또는 라미네이션 공정 동안 OCA를 미세구조화된 라이너와 접촉시킴으로써 제조된다. MS OCA를 사용하는 본 발명의 라미네이션 방법은 라미네이션을 위해 무진공 라미네이션 방법을 사용하여 무결함 조립체의 제조를 가능하게 한다. MS OCA는 대형의 라미네이션 및 강성-강성 라미네이션에 특히 유용한데, 그 이유는 이것이 진공 접합 장비 및 가공을 사용하지 않고도 무결함 라미네이션을 제공할 수 있기 때문이다. 본 발명의 방법이 라미네이션 공정 동안 진공을 필요로 하지 않는 것으로 논의되어 있지만, 본 발명의 의도된 범주로부터 벗어나지 않고서 진공이 선택적으로 사용될 수 있다.

본 발명의 라미네이션 방법을 사용하여 제조된 라미네이트는 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치된 MS OCA 층을 포함한다. 본 발명의 목적을 위하여, 라미네이트는 적어도 제1 기판, 제2 기판, 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 위치된 MS OCA를 포함하는 것으로 정의된다. 사실상 무결함이고 무응력이고 치수 변형이 없는 라미네이트 및 생성된 광학 조립체는, 필요하다면, MS OCA가 가교결합되기 전에 열 및/또는 압력을 가함으로써 달성된다.

본 발명의 무진공 라미네이션 방법을 사용하여 임의의 적합한 투명 광학 기판들을 접합시킬 수 있다. 광학 기판은 유리, 중합체, 복합체 등으로 형성될 수 있다. 광학 기판에 사용되는 재료의 유형은 일반적으로 조립체가 사용될 용도에 좌우된다. 일 실시 형태에서, 광학 기판은 디스플레이 패널 및 사실상 광투과성인 기판을 포함한다.

적합한 광학 기판은 어떤 영률(Young's modulus)의 것이든 가능하며, 예를 들어 강성(예를 들어, 광학 기판은 6 밀리미터 두께의 평판 유리 시트일 수 있음) 또는 연성(예를 들어, 광학 기판은 37 마이크로미터 두께의 폴리에스테르 필름일 수 있음)일 수 있다. 따라서, 본 방법은 강성-강성 라미네이션, 강성-연성 라미네이션, 또는 연성-연성 라미네이션에 사용될 수 있다.

재료 유형과 마찬가지로, 광학 기판의 크기 및 토포그래피(topography)는 일반적으로 광학 조립체가 사용될 용도에 좌우된다. 광학 기판의 표면 토포그래피는 또한 조면화될 수 있다. 거친 표면 토포그래피를 갖는 광학 기판은 또한 본 발명에 따라 효과적으로 라미네이팅될 수 있다.

미세구조화된 광학 투명 접착제

상기에 언급된 바와 같이, 큰 크기 또는 면적을 갖는 광학 조립체는, 특히 효율 및 엄격한 광학 품질이 요구되는 경우, 제조하기가 어려울 수 있다. 추가적으로, 일부 광학 조립체는 광학 구성요소들 사이에 토포그래픽 특징부, 예를 들어 잉크 스텝을 갖거나, 또는 접합되는 2개의 기판들 사이의 평면성의 결여로 인해 기판들 사이에 적당한 요철(unevenness) 또는 파형(waviness)을 갖는다. 이러한 토포그래피는, 조립체를 접합하는 데 사용되는 접착제 (전형적으로, 전사 접착제)가 토포그래피에 의해 생성된 공간 또는 공기 간극을 충분히 채우지 않는 경우 증가된 결함을 야기할 수 있다. 토포그래픽 특징부를 갖는 광학 조립체와 관련된 결함 문제를 개선하는 한 가지 대책은, 적용 후에 후속적으로 경화될 수 있는 액체 경화성 접착제 조성물을 사용하는 것이다. 액체 경화성 접착제 조성물을 사용함으로써, 토포그래픽 특징부에 의해 생성된 광학 구성요소들 사이의 공간 또는 공기 간극이 액체 경화성 조성물을 그 공간 또는 간극 내로 붓거나 주입한 후 채워지게 한 후 그 조성물을 경화시켜 구성요소들이 함께 접합될 수 있게 한다. 그러나, 일반적으로 사용되는 이들 조성물은 긴 유출(flow-out) 시간을 가지는데, 이는 대형 광학 조립체에 대한 비효율적인 제조 방법에 일조한다. 이들 액체 경화성 조성물은 또한 경화 동안 수축하는 경향을 가져서, 조립체에 대해 상당한 응력을 일으킨다.

본 발명에서, 유용한 접착제는 라미네이팅되는 기판들 사이의 공간 또는 공기 간극을 채우는 능력을 갖는, 유동성이며 선택적으로 경화성인 것들을 포함한다. 유동성이며 선택적으로 경화성인 간극 충전 조성물은 고온-용융 OCA, 용매 코팅 OCA, 온-웨브(on-web) 중합 OCA 또는 열-활성화 접착제일 수 있다. 열-활성화 접착제는 감압 접착제는 아니지만, 이들은 오토클레이브 내에서와 같이 가열될 때 유동한다면 (즉, tan 델타가 약 0.3 이상이라면) 본 발명에 사용될 수 있다.

MS OCA는 광학 조립체, 예를 들어 디스플레이 기판을 접합하기에 유용한 전사 테이프 형식으로 제조될 수 있는데, 광학 조립체는 기판들 사이에 공간 또는 공기 간극을 생성하는 하나 이상의 토포그래픽 특징부를 갖는 것들을 포함한다. 이러한 전사 테이프 제조 방법에서는, 액체 경화성 조성물이 2개의 이형 라이너들 사이에 적용될 수 있는데, 이들 이형 라이너 중 적어도 하나는 경화에 유용한 UV 방사선에 대해 투과성이다. 이어서, 액체 경화성 조성물은 조성물 내에 함유된 광개시제에 의해 적어도 부분적으로 흡수되는 파장의 화학 방사선에 대한 노출에 의해 경화(중합)될 수 있다. 대안적으로, 열활성화 자유 라디칼 개시제가 사용될 수 있는데, 이 경우 액체 경화성 조성물은 2개의 이형 라이너들 사이에 코팅되고 열에 노출되어 조성물의 중합을 완료할 수 있다. 이형 라이너들 중 적어도 하나는 미세구조화된다. 어떤 라이너도 미세구조화되지 않는 경우, 이들 라이너 중 적어도 하나는 중합이 완료된 후에 미세구조화된 라이너로 교환된다.

또 다른 상이한 방법에서, 유동성이며 선택적으로 경화성인 조성물은 라이너 상에 용매 코팅되고 건조될 수 있는데, 이때 라이너는 미세구조화되거나 되지 않을 수 있다. 일단 유동성이며 선택적으로 경화성인 조성물이 건조된다면, 제2 이형 라이너는 OCA를 덮도록 적용될 수 있다. 제1 이형 라이너 또는 제2 이형 라이너 중 적어도 하나는 미세구조화된다.

따라서, 감압 접착제를 포함하는 전사 테이프가 형성될 수 있다. 전사 테이프의 형성은, 유동성이며 선택적으로 경화성인 조성물이 라미네이션 전에 완화될 수 있게 함으로써 MS OCA에서 응력을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 전형적인 조립 공정에서, 전사 테이프의 이형 라이너들 중 하나가 제거될 수 있고, 유동성이며 선택적으로 경화성인 조성물이 디스플레이 조립체에 적용될 수 있다. 이어서, 제2 이형 라이너가 제거될 수 있고, 기판에 대한 라미네이션이 완료될 수 있다. 마지막으로, 조립된 디스플레이 구성요소들이 오토클레이브 단계에 들어가서 접합을 종료하고 라미네이션 결함이 없는 광학 조립체를 제조할 수 있다.

MS OCA는 사실상 기포가 없는 라미네이션 및 짧은 TACT(총 조립 사이클 시간)로 이어지는 바람직한 유동 특성을 갖는다. MS OCA는 라미네이션 동안 형성된 포획된 기포가 접착제/기판 계면을 용이하게 빠져나갈 수 있게 하며, 그 결과 오토클레이브 내에서와 같이 열 및/또는 압력을 가한 후에 또는 소정 시간 후에 기포가 없는 라미네이트를 생성하게 된다. 그 결과, 라미네이션 및 선택적인 오토클레이브 처리 후에 최소한의 라미네이션 결함이 관찰된다. 우수한 기판 습윤과 용이한 기포 제거의 합해진 효과는 사이클 시간이 크게 단축된 효율적인 라미네이션 공정을 가능하게 한다. 추가적으로, 접착제로부터의 우수한 응력 완화 및 기판 접착은 라미네이트의 내구성 접합을 가능하게 한다 (예를 들어, 가속 에이징 시험 후 기포/탈층이 없음). 라미네이션 동안 진공이 필요하지 않기 때문에, 라미네이션 및 라미네이션 장비에 대한 비용이 또한 사실상 감소된다. 이들 효과를 달성하기 위해, MS OCA는 공정 조건 (즉, 라미네이션, 및 사용된다면 오토클레이브 단계)에서 높은 tan 델타 값과 같은 소정의 유동 특성을 갖는다. 일부 경우에는, 초기 라미네이션 단계 동안 낮은 저장 탄성계수(G')가 또한 유익할 수 있다.

MS OCA 전사 테이프는 신속하게 변형되어 윤곽을 따를 수 있게 함으로써 우수한 습윤을 가능하게 하기에 충분한 컴플라이언스(compliance)(예를 들어, 1 Hz의 주파수에서 측정할 때, 전형적으로 25℃인 라미네이션 온도에서, 1 × 10⁶ 파스칼 (Pa) 미만의 낮은 전단 저장 탄성계수, G′)를 가질 수 있다. 접착제 조성물의 유동은 넓은 범위의 온도에 걸친 재료의 (DMA에 의해 측정된) 높은 tan 델타 값 (즉, 접착제의 유리 전이 온도 (Tg)와 약 50℃ 또는 약간 더 높은 온도 사이에서 tan δ > 0.5임)에 반영될 수 있다. 일 실시 형태에서, 고온-용융 또는 유동성 OCA가 사용될 경우, MS OCA는 라미네이션 온도에서 tan 델타가 약 0.3 이상, 특히 약 0.5 이상, 그리고 더 특히 약 0.7 이상이다. 열-활성화 접착제의 경우, MS OCA는 열-활성화 온도에서 tan 델타가 약 0.3 이상, 특히 약 0.5 이상, 그리고 더 특히 약 0.7 이상이다.

MS OCA는 실온(약 20℃) 및 약 60℃의 영역에서 상승되고 증가된 tan 델타 값을 나타내고 이는 온도 증가와 함께 흔히 증가되며, 그 결과 롤러 라미네이션과 같은 통상의 기술에 의한 간편한 라미네이션이 이루어진다. tan 델타 값은 MS OCA의 점성 대 탄성 균형(viscous to elastic balance)을 나타낸다. 높은 tan 델타는 더 점성인 특징에 상응하며, 따라서 유동하는 능력을 반영한다. 일반적으로, 더 높은 tan 델타 값은 더 높은 유동 특성에 해당한다. 적용/라미네이션 공정 동안 접착제 조성물이 유동하는 능력은 습윤 및 라미네이션 용이성 측면의 접착제의 성능에 있어서 중요한 인자이다.

MS OCA는 비-가교결합되거나 가볍게 가교결합된다. 접착제 조성물이 가교결합되는 정도는 접착제 조성물 내의 겔 함량의 퍼센트(%)로부터 결정될 수 있다. 퍼센트 겔 함량은 가볍게 가교결합된 접착제 네트워크에 연결되지 않은 단량체, 올리고머 및 중합체를 추출하는 데 적합한 용매를 사용하는 추출 기술에 의해 결정된다. 겔 함량은 다음과 같이 정의된다: 겔 함량 (%) = (불용성 성분의 질량/초기 접착제의 질량) × 100. 주어진 양의 가교결합 시약의 경우, 이러한 백분율은 가교결합되고 있는 중합체 사슬의 분자량 및 분자량 분포에 따라 변화될 수 있다. MS OCA가 너무 많은 가교결합을 가질 경우, 이는 너무 탄성으로 될 것이며, 구조물의 불완전한 회복(healing) 또는 이전의 미세구조 패턴 영역 내의 지연된 기포의 원인이 될 수 있다. 일 실시 형태에서, MS OCA는 겔 함량이 약 50% 이하, 특히 약 30% 이하이다. 다른 실시 형태에서, MS OCA는 라미네이션 전에 겔 함량이 사실상 없으며, 즉 겔 함량이 약 2% 미만이다. 또 다른 실시 형태에서, MS OCA는 추출 용매 중에 완전히 가용성이며, 즉 겔이 존재하지 않는다.

본 발명의 접착제는, 25 μm 두께의 샘플에 대해 측정할 때, 약 80% 이상의 광투과율 및 약 10% 미만의 탁도 값(haze value)을 나타내면 광학적으로 투명한 것으로 간주된다. 일부 실시 형태에서, 광투과율은 약 85%, 90%, 95% 이상 또는 심지어는 더 높을 수 있으며, 탁도 값은 약 8%, 5%, 2% 미만 또는 심지어는 더 낮을 수 있다. %투과율 및 탁도 값은 전형적으로 미세구조물이 완전히 회복된 후에 결정된다. MS OCA 층은 의도된 용도에 적합한 광학적 특성을 갖는다. 예를 들어, MS OCA 층은 약 400 내지 약 720 nm의 범위에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율을 가질 수 있다. MS OCA 층은, 두께 1 밀리미터당, 460 nm에서 약 85% 초과, 530 nm에서 약 90% 초과, 그리고 670 nm에서 약 90% 초과의 투과율을 가질 수 있다. 일 실시 형태에서, MS OCA 층은 실온 및 제어된 습도 조건(controlled humidity condition, CTH)에서 30일 후에, 약 80% 이상, 특히 약 85% 이상, 그리고 더 특히 약 88% 이상의 투과율을 갖는다. 다른 실시 형태에서, MS OCA 층은 65℃ 및 90% 상대 습도에서 30일의 열 에이징 후에 약 75% 이상, 특히 약 77.5% 이상, 그리고 더 특히 약 80% 이상의 투과율을 갖는다. 또 다른 실시 형태에서, MS OCA 층은 70℃에서 30일의 열 에이징 후에 약 75% 이상, 특히 약 77.5% 이상, 그리고 더 특히 약 80% 이상의 투과율을 갖는다. 이러한 투과 특성은 전자기 스펙트럼의 가시 영역에 걸쳐 균일한 광투과를 제공하는데, 이는 광학 조립체가 풀 컬러 디스플레이(full color display)에 사용되는 경우에 색점(color point)을 유지하기에 중요하다. MS OCA 층은 특히 제1 광학 기판 및/또는 제2 광학 기판의 굴절률에 정합되거나 근접하게 정합되는 굴절률을 갖는다. 일 실시 형태에서, MS OCA 층은 굴절률이 약 1.4 내지 약 1.6이다.

적합한 광학 투명 접착제의 예에는 고온-용융 OCA, 용매 캐스트 OCA, 및 웨브 상에 중합된 OCA가 포함된다. 이들 MS OCA는 무진공 조건 하에서 강성-강성 라미네이션에 효과적으로 작용한다. 고온-용융 MS OCA는 라미네이션 동안 및 라미네이션 후 둘 모두에서 고온-용융 특성을 가지며, 조사, 예를 들어 UV 공급원으로부터의 조사 하에서 후-가교결합성 특성을 가질 수 있다. 실온에서 고온-용융 MS OCA는 완전히 경화된 광학 투명 접착제 필름의 형상 및 치수 안정성을 가지며, 다이 절단될 수 있고 건조 필름으로서 라미네이팅될 수 있다. 매우 적당한 열 및/또는 압력을 이용하여, 기판을 치수적으로 변형될 수 있게 하는 기판에 대한 과도한 힘을 생성하지 않으면서 고온-용융 MS OCA가 유동하여 기판을 완전히 습윤시킬 것이며, 접착제 내의 임의의 잔류 응력은 부품이 마무리 처리(finish)되기 전에 완화될 수 있다. 그렇게 요구되는 경우에, 일단 고온-용융 MS OCA가 기판을 습윤시킬 기회를 가지면, 추가의 공유 가교결합 단계를 사용하여 접착제를 "굳힐"(set) 수 있다. 그러한 가교결합 단계의 예에는 방사선 유도 가교결합 (UV, e-빔, 감마선 조사 등), 열경화 및 수분 경화가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 대안적으로, 접착제는 그래프트 공중합체 또는 블록 공중합체에서 발견되는 것과 같은, 더 높은 유리 전이점 (T_g) 세그먼트의 상분리로 인한 물리적 가교결합 또는 이오노머성 가교결합과 같은 열가역성 가교결합 메커니즘을 사용하여 냉각 시에 자기-가교결합될 수 있다.

다수의 상이한 고온-용융 MS OCA가 본 발명에 사용될 수 있다. 일부 실시 형태에서, 이들은 감압 접착 특성을 갖는다. 광학적으로 투명하며 충분히 높은 융점 또는 유리 전이 온도를 가져서 디스플레이 응용에서 내구성이 있다면, 진정한 열 활성화 접착제 (즉, 실온에서 점착성이 매우 낮거나 없는 것)가 또한 사용될 수 있다. 대부분의 디스플레이 조립체는 열에 민감하기 때문에, 전형적인 열 활성화 온도 (즉, 디스플레이를 성공적으로 함께 접합하기에 충분한 유동, 컴플라이언스 및 점착이 달성되는 온도)는 120℃ 미만, 특히 100℃ 미만, 그리고 더 특히 80℃ 미만이다. 전형적으로, 디스플레이 제작 공정은 40℃ 초과에서 그리고 때로는 약 60℃ 초과에서 수행된다.

자외선(UV) 가교결합 전의 고온-용융 MS OCA의 전단 저장 탄성계수 (G')는, 1 Hz의 주파수에서 측정할 때, 전형적으로 30℃에서 1.0 × 10⁴ Pa 이상이고 80℃에서 5.0 × 10⁴ Pa 이하이다. 30℃ 및 1 Hz에서의 전단 저장 탄성계수가 약 1.0 × 10⁴ Pa 이상인 경우, 고온-용융 MS OCA는 가공, 취급, 형상 유지 등에 필요한 응집 강도를 유지할 수 있다. 또한, 30℃ 및 1 Hz에서의 전단 저장 탄성계수가 약 3 × 10⁵ Pa 이하인 경우, 고온-용융 MS OCA를 적용하는 데 필요한 초기 접착성(점착성)이 감압 접착제에 부여될 수 있다. 80℃ 및 1 Hz에서의 전단 저장 탄성계수가 약 5.0 × 10⁴ Pa 이하인 경우, 고온-용융 MS OCA는 소정의 시간 내에 (예를 들어, 수 초 내지 수 분에) 특징부에 순응하고 유동하여 그 부근에서 간극을 최소한으로 형성하거나 전혀 형성하지 않을 수 있다. 또한, 과도한 라미네이션 힘 또는 오토클레이브 압력을 피할 수 있는데, 그 둘 모두는 민감성 기판의 치수 변형을 야기할 수 있다.

UV 가교결합 후의 고온-용융 MS OCA의 전단 저장 탄성계수는 130℃ 및 1 Hz에서 약 1.0 × 10³ Pa 이상이다. 130℃ 및 1 Hz에서의 저장 탄성계수가 약 1.0 × 10³ Pa 이상인 경우, 자외선 가교결합 후의 고온-용융 MS OCA는 유동하는 것이 방지될 수 있으며 장기적 신뢰성을 갖는 접착이 실현될 수 있다.

본 발명의 고온-용융 MS OCA는 공유 가교결합 이전의 스테이지(stage)에서는 전술된 점탄성 특성을 가져서, 보통의 작업 온도에서 고온-용융 MS OCA와 피착체(adherend)를 함께 라미네이팅한 후에 열 및/또는 압력을 가함으로써 고온-용융 MS OCA가 표면 보호 층과 같은 피착체의 표면 상의 특징부에 순응되게 할 수 있다. 그 후에, 공유 가교결합이 수행될 때, 고온-용융 MS OCA의 응집 강도가 상승되며, 그 결과, 고온-용융 MS OCA의 점탄성 특성의 변화로 인해, 디스플레이 조립체의 고도로 신뢰할 수 있는 접착성 및 내구성이 실현될 수 있다.

적합한 고온-용융 MS OCA의 예에는 폴리(메트)아크릴레이트 및 유도된 접착제, 실리콘과 같은 열가소성 중합체 (예를 들어, 실리콘 폴리우레아), 폴리아이소부틸렌, 폴리에스테르, 폴리우레탄 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 용어 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 포함한다. (메트)아크릴레이트가 특히 적합한데, 그 이유는 제형화하기 쉽고 비용이 적당한 경향이 있으며, 본 발명의 요건을 충족시키도록 그의 유동성을 조정할 수 있기 때문이다. 일 실시 형태에서, 고온-용융 MS OCA는 자외선 가교결합성 부위를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르를 함유하는 단량체의 (메트)아크릴 공중합체이다. 용어 (메트)아크릴은 아크릴 및 메타크릴을 포함한다.

(메트)아크릴레이트 접착제는 랜덤 공중합체, 그래프트 공중합체, 및 블록 공중합체로부터 선택될 수 있다. 이오노머 가교결합(ionomerically crosslinked) 접착제, 금속 이온을 사용하는 것, 또는 중합체를 사용하는 것이 또한 사용될 수 있다. 중합체성 이온성 가교결합의 예는 미국 특허 제6,720,387호 및 제6,800,680호 (스타크(Stark) 등)에서 찾아볼 수 있다. 적합한 블록 공중합체의 예에는 미국 특허 제7,255,920호 (에버러츠(Everaerts) 등), 제7,494,708호 (에버러츠 등) 및 제8,039,104호 (에버러츠 등)에 개시된 것들이 포함된다.

고온-용융 MS OCA 내에 함유된 (메트)아크릴 공중합체는 스스로 자외선 가교결합을 수행할 수 있다. 따라서, 다작용성 단량체 또는 올리고머와 같은 저분자량을 갖는 가교결합성 성분은 일반적으로 고온-용융 MS OCA에 첨가할 필요가 없다. 추가적으로, 자유 라디칼 개시제 및 다작용성 단량체 또는 올리고머와 함께 배합된 중합체도 본 발명에 사용될 수 있다.

자외선 가교결합성 부위를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르에 관해서는, 상기에 정의된 바와 같이, 자외선 조사에 의해 활성화될 수 있으며 동일하거나 상이한 (메트)아크릴 공중합체 사슬 내의 다른 부분과 공유 결합을 형성할 수 있는 부위를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르가 사용될 수 있다. 자외선 가교결합성 부위로서 작용하는 다양한 구조가 존재한다. 예를 들어, 자외선 조사에 의해 여기되고 (메트)아크릴 공중합체 분자 내의 다른 부분으로부터 또는 다른 (메트)아크릴 공중합체 분자로부터 수소 라디칼을 추출할 수 있는 구조가 자외선 가교결합성 부위로서 이용될 수 있다. 그러한 구조의 예에는 벤조페논 구조, 벤질 구조, o-벤조일벤조산 에스테르 구조, 티옥산톤 구조, 3-케토쿠마린 구조, 안트라퀴논 구조 및 캄포퀴논 구조가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 각각의 이들 구조는 자외선 조사에 의해 여기될 수 있으며, 여기 상태에서 (메트)아크릴 공중합체 분자로부터 수소 라디칼을 추출할 수 있다. 이러한 방식으로, (메트)아크릴 공중합체에서 라디칼이 생성되어 시스템 내에서 다양한 반응, 예를 들어 생성된 라디칼 서로의 결합으로 인한 가교결합된 구조의 형성, 산소 분자와의 반응에 의한 퍼옥사이드 라디칼의 생성, 생성된 퍼옥사이드 라디칼을 통한 가교결합된 구조의 형성, 및 생성된 라디칼에 의한 다른 수소 라디칼의 추출을 야기하여, (메트)아크릴 공중합체가 최종적으로 가교결합되게 한다.

상기에 열거된 구조 중에서, 투명성 및 반응성과 같은 다양한 특성으로 인해 벤조페논 구조가 유리하다. 그러한 벤조페논 구조를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르의 예에는 4-아크릴로일옥시벤조페논, 4-아크릴로일옥시에톡시벤조페논, 4-아크릴로일옥시-4'-메톡시벤조페논, 4-아크릴로일옥시에톡시-4'-메톡시벤조페논, 4-아크릴로일옥시-4'-브로모벤조페논, 4-아크릴로일옥시에톡시-4'-브로모벤조페논, 4-메타크릴로일옥시벤조페논, 4-메타크릴로일옥시에톡시벤조페논, 4-메타크릴로일옥시-4'-메톡시벤조페논, 4-메타크릴로일옥시에톡시-4'-메톡시벤조페논, 4-메타크릴로일옥시-4'-브로모벤조페논, 4-메타크릴로일옥시에톡시-4'-브로모벤조페논, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

자외선 가교결합성 부위를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르의 양은 단량체의 총 질량을 기준으로 한다. 일 실시 형태에서, 0.1 질량% 이상, 0.2 질량% 이상, 또는 0.3 질량% 이상, 및 2 질량% 이하, 1 질량% 이하, 또는 0.5 질량% 이하가 사용된다. 자외선 가교결합성 부위를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르의 양을 단량체의 총 질량을 기준으로 0.1 질량% 이상으로 설정함으로써, 자외선 가교결합 후의 고온-용융 MS OCA의 접착 강도가 향상될 수 있으며 고도로 신뢰할 수 있는 접착성 및 내구성이 달성될 수 있다. 그 양을 2 질량% 이하로 설정함으로써, 자외선 가교결합 후의 고온-용융 MS OCA의 탄성계수가 적절한 범위로 유지될 수 있다 (즉, 전단 손실 및 저장 탄성계수가 균형을 이루어, 가교결합된 접착제에서의 과도한 탄성을 피할 수 있다).

일반적으로, 고온-용융 MS OCA에 적합한 점탄성을 부여하고 피착체에 대해 양호한 습윤성을 보장하기 위한 목적으로, (메트)아크릴 공중합체를 구성하는 단량체는 탄소수가 2 내지 26인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르를 함유한다. 그러한 (메트)아크릴산 알킬 에스테르의 예에는 탄소수가 2 내지 26인 알킬 기를 갖는 비-3차 알킬 알코올의 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 특정 예에는 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, 아이소부틸 메타크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, 헥실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 아이소데실 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 트라이데실 아크릴레이트, 트라이데실 메타크릴레이트, 테트라데실 아크릴레이트, 테트라데실 메타크릴레이트, 헥사데실 아크릴레이트, 헥사데실 메타크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 아이소스테아릴 아크릴레이트, 아이소스테아릴 메타크릴레이트, 에이코사닐 아크릴레이트, 에이코사닐 메타크릴레이트, 헥사코사닐 아크릴레이트, 헥사코사닐 메타크릴레이트, 2-메틸부틸 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 4-tert-부틸사이클로헥실 메타크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 특히, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 아이소스테아릴 아크릴레이트, 아이소보르닐 아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물이 적합하게 사용된다.

탄소수가 2 내지 26인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르의 양은 단량체의 총 질량을 기준으로 한다. 일 실시 형태에서, 60 질량% 이상, 70 질량% 이상, 또는 80 질량% 이상, 및 95 질량% 이하, 92 질량% 이하, 또는 90 질량% 이하가 사용된다. 탄소수가 2 내지 26인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르의 양을 단량체의 총 질량을 기준으로 95 질량% 이하로 설정함으로써, 고온-용융 MS OCA의 접착 강도가 충분히 보장될 수 있으며, 반면에 그 양을 60 질량% 이상으로 설정함으로써, 감압 접착 시트의 탄성계수를 적절한 범위로 유지할 수 있고 고온-용융 MS OCA가 피착체에 대해 양호한 습윤성을 가질 수 있다.

(메트)아크릴 공중합체를 구성하는 단량체 내에 친수성 단량체가 함유될 수 있다. 친수성 단량체를 사용함으로써, 고온-용융 MS OCA의 접착 강도는 향상될 수 있고/있거나 친수성이 고온-용융 MS OCA에 부여될 수 있다. 예를 들어, 영상 표시 장치에, 친수성이 부여된 고온-용융 MS OCA가 사용되는 경우에, 감압 접착 시트가 영상 표시 장치 안쪽의 수증기를 흡수할 수 있기 때문에 그러한 수증기의 결로로 인한 백화(whitening)가 억제될 수 있다. 이는 표면 보호 층이 유리판 또는 무기 침착 필름과 같은 저투습성 재료인 경우에 및/또는 감압 접착 시트를 사용하는 영상 표시 장치 등이 고온 고습 환경에서 사용되는 경우에 특히 유리하다.

적합한 친수성 단량체의 예에는, 예를 들어 카르복실산 및 설폰산과 같은 산성 기를 갖는 에틸렌계 불포화 단량체, 비닐아미드, N-비닐 락탐, (메트)아크릴아미드 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 그의 구체적인 예에는 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 말레산, 스티렌설폰산, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, N,N-다이메틸(메트)아크릴아미드, N,N-다이에틸(메트)아크릴아미드, N-옥틸 아크릴아미드, N-아이소프로필아크릴아미드, N-모르폴리노 아크릴레이트, 아크릴아미드, (메트)아크릴로니트릴 및 이들의 혼합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

(메트)아크릴 공중합체의 탄성계수의 조절 및 피착체에 대한 습윤성의 보장의 관점에서, 탄소수가 4 이하인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 하이드록시알킬 에스테르, 옥시에틸렌 기, 옥시프로필렌 기, 옥시부틸렌 기 또는 복수의 이들 기의 조합을 연결함으로써 형성되는 기를 함유하는 (메트)아크릴레이트, 알코올 잔기에 카르보닐 기를 갖는 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물 또한 친수성 단량체로 사용할 수 있다. 그의 구체적인 예에는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시부틸 아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, 및 하기 화학식으로 나타낸 (메트)아크릴레이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다:

[화학식 1]

CH₂=C(R)COO-(AO)_p-(BO)_q-R'

(여기서, 각각의 A는 독립적으로 (CH₂)_rCO, CH₂CH₂, CH₂CH(CH₃) 및 CH₂CH₂CH₂CH₂로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, 각각의 B는 독립적으로 (CH₂)_rCO, CO(CH₂)_r, CH₂CH₂, CH₂CH(CH₃) 및 CH₂CH₂CH₂CH₂로 이루어진 군으로부터 선택되는 기이고, R은 수소 또는 CH₃이고, R'는 수소 또는 치환되거나 비치환된 알킬 기 또는 아릴 기이고, 각각의 p, q 및 r은 1 이상의 정수임)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

화학식 1에서, 산업에서의 용이한 입수가능성 및 얻어지는 감압 접착 시트의 투습성의 제어의 관점에서, A는 특히 CH₂CH₂ 또는 CH₂CH(CH₃)이다. A와 유사하게, 산업에서의 용이한 입수가능성 및 얻어지는 감압 접착 시트의 투습성의 제어의 관점에서, B는 특히 CH₂CH₂ 또는 CH₂CH(CH₃)이다. R'가 알킬 기인 경우에, 알킬 기는 선형, 분지형 또는 환형 중 임의의 것일 수 있다. 일 실시 형태에서, 탄소수가 2 내지 12인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르와 탁월한 상용성(compatibility)을 나타내며, 탄소수가 1 내지 12 또는 1 내지 8인 알킬 기 (구체적으로, 메틸 기, 에틸 기, 부틸 기, 또는 옥틸 기)가 R'로서 사용된다. p, q 및 r의 수치는 그의 상한이 특별히 제한되지 않지만, p가 10 이하이고, q가 10 이하이고 r이 5 이하인 경우에, 탄소수가 2 내지 12인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르와의 상용성이 더욱 향상될 수 있다.

아미노 기와 같은 염기성 기를 갖는 친수성 단량체 또한 사용할 수 있다. 염기성 기를 갖는 친수성 단량체를 함유하는 단량체로부터 얻어진 (메트)아크릴 공중합체와 산 기를 갖는 친수성 단량체를 함유하는 단량체로부터 얻어진 (메트)아크릴 공중합체의 블렌딩은 코팅 용액의 점도를 증가시킬 수 있으며, 그에 의해 코팅 두께를 증가시킬 수 있어서, 접착 강도 등을 제어할 수 있다. 더욱이, 염기성 기를 갖는 친수성 단량체를 함유하는 단량체로부터 얻어진 (메트)아크릴 공중합체 내에 자외선 가교결합성 부위가 함유되지 않은 경우에도, 상기 블렌딩의 효과가 얻어질 수 있으며 그러한 (메트)아크릴 공중합체는 다른 (메트)아크릴 공중합체의 자외선 가교결합성 부위를 통해 가교결합될 수 있다. 그의 구체적인 예에는 N,N-다이메틸아미노에틸 아크릴레이트, N,N-다이메틸아미노에틸 메타크릴레이트(DMAEMA), N,N-다이에틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-다이메틸아미노에틸아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노에틸메타크릴아미드, N,N-다이메틸아미노프로필아크릴아미드, N,N-다이메틸아미노프로필메타크릴아미드, 비닐피리딘 및 비닐이미다졸이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

친수성 단량체에 있어서는, 한 종류를 사용할 수 있거나, 복수의 종류를 조합하여 사용할 수 있다. 용어 "친수성 단량체"는 물에 대해 높은 친화성을 갖는 단량체, 구체적으로는 20℃에서 물 100 g당 5 g 이상의 양으로 용해되는 단량체이다. 친수성 단량체를 사용하는 경우에, 친수성 단량체의 양은, 단량체의 총 질량을 기준으로, 일반적으로 약 5 내지 약 40 질량% 및 특히 약 10 내지 약 30 질량%이다. 후자의 경우에, 전술된 백화가 더욱 효과적으로 억제될 수 있으며, 동시에 높은 가요성 및 높은 접착 강도가 얻어질 수 있다.

감압 접착 시트의 특성을 손상시키지 않는 범위 내에서 다른 단량체가 (메트)아크릴 공중합체에 사용되는 단량체로서 함유될 수 있다. 예에는 전술된 것 이외의 (메트)아크릴 단량체, 및 비닐 단량체, 예를 들어 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 및 스티렌이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

중합 개시제의 존재 하에 상기의 단량체를 중합시킴으로써 (메트)아크릴 공중합체를 형성시킬 수 있다. 중합 방법은 특별히 제한되지 않으며 단량체는 보통의 라디칼 중합, 예를 들어 용액 중합, 유화 중합, 현탁 중합 및 벌크 중합에 의해 중합될 수 있다. 일반적으로, 자외선 가교결합성 부위의 반응을 허용하지 않도록, 열 중합 개시제를 사용하는 라디칼 중합이 이용된다. 열 중합 개시제의 예에는 유기 퍼옥사이드, 예를 들어 벤조일 퍼옥사이드, tert-부틸 퍼벤조에이트, 쿠밀 하이드로퍼옥사이드, 다이아이소프로필 퍼옥시다이카르보네이트, 다이-n-프로필 퍼옥시다이카르보네이트, 다이(2-에톡시에틸) 퍼옥시다이카르보네이트, tert-부틸 퍼옥시네오데카노에이트, tert-부틸 퍼옥시피발레이트, (3,5,5-트라이메틸헥사노일) 퍼옥사이드, 다이프로피오닐 퍼옥사이드 및 다이아세틸 퍼옥사이드; 및 아조계 화합물, 예를 들어 2,2'-아조비스아이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), 1,1'-아조비스(사이클로헥산-1-카르보니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-다이메틸-4-메톡시발레로니트릴), 다이메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트), 4,4'-아조비스(4-시아노발레르산), 2,2'-아조비스(2-하이드록시메틸프로피오니트릴) 및 2,2'-아조비스[2-(2-이미다졸린-2-일)프로판]이 포함된다. 얻어진 (메트)아크릴 공중합체의 평균 분자량은 일반적으로 30,000 이상, 50,000 이상, 또는 100,000 이상, 및 1,000,000 이하, 500,000 이하, 또는 300,000 이하이다. 유리 전이 온도가 더 높은 경우에, 접착제는 실온에서 더 이상 점착성이 아니지만, 상기에 명시된 온도 범위 내에서 활성화되어 기판에 접합될 수 있다면, 열 활성화 접착제로서 여전히 사용될 수 있다.

다른 자외선 가교결합성 부위로서, (메트)아크릴로일 구조가 또한 이용될 수 있다. 측쇄 내에 (메트)아크릴로일 구조를 갖는 (메트)아크릴 공중합체는 자외선 조사에 의해 가교결합된다. 이 시스템에서는, 자외광뿐만 아니라 가시광에 의해서도 여기될 수 있는 광개시제를 첨가함으로써, 자외선 조사에 의해서 뿐만 아니라 가시광 조사에 의해서도 (메트)아크릴 공중합체가 가교결합될 수 있다.

측쇄 내에 (메트)아크릴로일 구조를 갖는 (메트)아크릴 공중합체는 측쇄 내에 반응성 기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체를 반응성 (메트)아크릴레이트와 반응시킴으로써 얻어진다. 측쇄 내에 (메트)아크릴로일 구조를 갖는 (메트)아크릴 공중합체는 2 단계 반응에 의해 얻어진다. 제1 단계에서는, 측쇄 내에 반응성 기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체가 합성된다. 다음 단계에서는, 제조된 중합체를 반응성 (메트)아크릴레이트와 반응시킨다.

측쇄 내에 반응성 기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체와 반응성 (메트)아크릴레이트의 다양한 조합이 가능하다. 예시적인 조합은, 측쇄 내에 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체와 아이소시아네이트 기를 갖는 (메트)아크릴레이트이다. 측쇄 내에 하이드록실 기를 갖는 (메트)아크릴 공중합체는, 예를 들어 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시부틸 아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트와의 공중합에 의해 제조된다. 아이소시아네이트 기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 구체적인 예에는 2-아크릴로일옥시에틸 아이소시아네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸 아이소시아네이트, 또는 1,1-비스(아크릴로일옥시메틸)에틸 아이소시아네이트가 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

고온-용융 MS OCA는 전술된 (메트)아크릴 공중합체 외에 충전제 및 산화방지제와 같은 추가 성분을 함유할 수 있다. 그러나, (메트)아크릴 공중합체 그 자체가 고온-용융 MS OCA로서 사용하기에 필요한 특성을 가지며, 이에 따라 상기 추가 성분은 선택적이다.

감압 접착 시트의 저장 탄성계수는, 감압 접착 시트에 함유되는 (메트)아크릴 공중합체를 구성하는 단량체들의 종류, 분자량 및 블렌딩 비, 및 (메트)아크릴 공중합체의 중합도를 적절히 변화시켜 조절할 수 있다. 예를 들어, 산성 기를 갖는 에틸렌계 불포화 단량체가 사용되는 경우에는 저장 탄성계수가 증가하며, 탄소수가 2 내지 26인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 알킬 에스테르, 탄소수가 4 이하인 알킬 기를 갖는 (메트)아크릴산 하이드록시알킬 에스테르, 옥시에틸렌 기, 옥시프로필렌 기, 옥시부틸렌 기, 또는 복수의 이들 기의 조합을 연결하여 형성되는 기를 포함하는 (메트)아크릴레이트, 또는 알코올 잔기에 카르보닐 기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 양이 증가하는 경우에는 저장 탄성계수가 감소한다. (메트)아크릴 공중합체의 중합도가 증가하는 경우에는, 승온에서 저장 탄성계수가 증가하는 경향이 있다 (즉, 고무 평탄역 탄성계수(rubbery plateau modulus)가 더 높은 온도 쪽으로 연장된다).

예를 들어, 블록 공중합체와 랜덤 공중합체, 또는 이오노머 가교결합 중합체와 그래프트 공중합체와 같은 이들 중합체의 블렌드가 또한 사용될 수 있다. 마찬가지로, 중합체는 중합체 내의 고 Tg 그래프트 또는 블록으로 인한 물리적 가교결합 및 이오노머 가교결합과 같은 가교결합 방법들을 조합할 수 있다. 선택적으로, 이들 중합체는 광학 투명 접착제 조성물을 생성하는 광학 투명 점착부여제(tackifier) 및 가소제와 함께 제형화될 수 있다. 물리적으로 가교결합되는 그래프트 및 블록 공중합체의 경우에, 추가 가교결합제는 필요하지 않을 수 있다. 그러나, 물리적으로 가교결합되지 않는 랜덤 공중합체의 경우와 같이, 추가 가교결합제가 접착제 제형 내로 포함될 수 있다. 이들 예에는 UV 광에 의해 활성화되는 수소 제거(abstraction) 유형 가교결합제 (예를 들어, 벤조페논 및 그 유도체), 수분 경화가능한 실란, 및 다작용성 아크릴레이트와 광개시제의 배합물이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

접착제의 열 활성화는 디스플레이 구성요소에 대한 손상을 피하기 위하여 흔히 적당한 온도를 필요로 한다. 마찬가지로, 대부분의 열 활성화 접착제 응용은 재료의 적어도 일부분을 디스플레이의 시야 영역에 노출시키므로, 광학 투명성이 필수적이다. 또한, 조립 공정의 온도에서의 접착제의 과도한 강성(stiffness) 또는 유동 저항성은 과도한 응력이 생기게 할 수 있어서, 구성요소의 기계적 손상이나 치수 변형 또는 디스플레이의 광학적 왜곡을 야기한다. 따라서, 공정 온도에서의 접착제의 고무 평탄역 전단 저장 탄성계수(G')는 10⁵ 파스칼 미만, 특히 10⁴ 파스칼 미만이다. 또한, 낮은 용융 탄성을 갖는 접착제가 바람직하므로, 더 낮은 분자량을 갖는 중합체가 선호된다. 전형적인 중합체는 중량 평균 분자량이 700,000 이하, 특히 500,000 이하일 것이다. 이 때문에, 미국 특허 제5,637,646호 (엘리스(Ellis)), 제6,806,320호 (에버러츠 등) 및 제7,255,920호 (에버러츠 등)에 기재된 것과 같은 더 낮은 분자량의 아크릴 고온 용융 접착제가 요구된다.

고온-용융 MS OCA는 용매 캐스팅 및 또는 압출 가공과 같은 통상적인 방법을 사용하여 (메트)아크릴 공중합체 단독으로부터 또는 (메트)아크릴 공중합체와 선택적인 성분들의 혼합물로부터 형성될 수 있다. 감압 접착 시트는 하나 또는 둘 모두의 표면 상에 이형 라이너, 예를 들어 실리콘-처리된 폴리에스테르 필름 또는 폴리에틸렌 필름을 가질 수 있다. 이들 라이너 중 적어도 하나는 전형적으로 이러한 MS OCA를 위해 미세구조화된다.

온-웨브 중합 MS OCA가 또한 본 발명에 사용될 수 있다. 일반적으로, 온-웨브 중합가능한 MS OCA 조성물은, 알킬 기가 4 내지 18개의 탄소 원자를 갖는 알킬(메트)아크릴레이트 에스테르, 친수성 공중합성 단량체, 자유 라디칼 발생 개시제, 및 선택적으로 분자량 조절제를 포함한다. 이 접착제 조성물은 또한 선택적으로 가교결합제 및 커플링제를 포함할 수 있다.

적합한 알킬(메트)아크릴레이트 에스테르의 예에는 2-에틸헥실 아크릴레이트 (2-EHA), 아이소보르닐 아크릴레이트 (IBA), 아이소-옥틸아크릴레이트 (IOA) 및 부틸 아크릴레이트 (BA)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 저 Tg 생성 아크릴레이트, 예를 들어 IOA, 2-EHA, 및 BA는 점착성을 접착제에 제공하는 반면, 고 Tg 생성 단량체, 예를 들어 IBA는 극성 단량체들의 도입 없이 접착제 조성물의 Tg의 조절을 가능하게 한다. 적합한 친수성 공중합성 단량체의 예에는 아크릴산 (AA), 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 (HEA), 및 2-하이드록시-프로필 아크릴레이트 (HPA), 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트, 아크릴아미드 (Acm) 및 N-모르폴리노 아크릴레이트 (MoA)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 또한, 이들 단량체는 흔히 디스플레이 조립에서 접하게 되는 기판에 대한 접착을 촉진한다. 일 실시 형태에서, 접착제 조성물은 알킬 기가 4 내지 26개의 탄소 원자를 갖는 알킬(메틸)아크릴레이트 에스테르 약 60 내지 약 95부, 및 친수성 공중합성 단량체 약 5 내지 약 40부를 포함한다. 특히, 접착제 조성물은 알킬 기가 4 내지 26개의 탄소 원자를 갖는 알킬(메틸)아크릴레이트 에스테르 약 65 내지 약 95부, 및 친수성 공중합성 단량체 약 5 내지 약 35부를 포함한다.

일 실시 형태에서, 접착제 조성물은 아크릴 올리고머, 하나 이상의 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체들의 혼합물을 포함하는 반응성 희석제, 선택적으로 다작용성 아크릴레이트 또는 비닐 가교결합제, 및 자유 라디칼 발생 개시제의 혼화성 블렌드의 반응 생성물을 포함한다. 아크릴 올리고머는 (메타크릴레이트 단량체)로부터 유도된 사실상 수불용성인 아크릴 올리고머일 수 있다. 일반적으로 (메트)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 작용기 둘 모두를 말한다.

아크릴 올리고머는 본 발명의 경화된 조성물의 점성 대 탄성 균형을 제어하는 데 사용될 수 있으며, 이 올리고머는 유동성의 점성 성분에 주로 기여한다. 아크릴 올리고머가 경화된 조성물의 점성 유동학적 성분에 기여하기 위해서, 아크릴 올리고머에 사용되는 (메트)아크릴 단량체는 올리고머의 유리 전이점이 25℃ 미만, 전형적으로 0℃ 미만이 되도록 하는 방법으로 선택될 수 있다. 이 올리고머는 (메트)아크릴 단량체로 제조될 수 있으며, 중량 평균 분자량(Mw)이 1,000 이상, 전형적으로 2,000 이상일 수 있다. 이는 올리고머 조성물의 엉킴 분자량(entanglement molecular weight, Me)을 초과하지 않아야 한다. 분자량이 너무 낮다면, 이 성분의 탈기(outgassing) 및 이동(migration)이 문제가 될 수 있다. 이 올리고머의 분자량이 Me를 초과하면, 생성된 엉킴은 접착제 조성물의 유동성에 대한 덜 바람직한 탄성 기여에 기여할 수 있다. Mw는 GPC에 의해 결정될 수 있다. Me는 분자량의 함수로서 순수한 재료의 점도를 측정함으로써 결정될 수 있다. 제로 전단 점도 대 분자량을 로그/로그 도표로 도시함으로써, 기울기의 변화가 엉킴 분자량으로서 정의될 수 있다. Me 위에서, 기울기는 엉킴 상호작용으로 인해 상당히 증가될 것이다. 대안적으로, 주어진 단량체 조성물의 경우, Me는 또한 중합체 밀도를 알고 있다는 조건 하에서 동적 기계 분석에서 중합체의 고무 평탄역 탄성계수 값으로부터 결정될 수 있다. 페리(Ferry) 일반식 G₀ = rRT/Me는 Me와 탄성계수 G₀ 사이의 관계를 제공한다. (메트)아크릴 중합체에 대한 전형적인 엉킴 분자량은 30,000 내지 60,000 정도이다.

아크릴 올리고머에 사용되는 (메트)아크릴 단량체들 및 이들의 비는, 접착제 층을 형성하는 데 사용되는 혼화성 블렌드의 아크릴 올리고머, 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체, 선택적 다작용성 아크릴레이트 또는 비닐 가교결합제, 및 다른 성분들이 경화 시에 상용성을 유지하여 본 발명의 광학 투명 접착제 조성물을 생성하도록 하는 방법으로 선택될 수 있다. 광학 투명 접착제는, 25 μm 두께의 샘플에 대해 측정할 때, 약 80% 이상의 가시광 투과율 및 약 10% 미만의 탁도 값을 갖는 것으로 정의된다. 일반적으로, 이는 또한 혼화성 블렌드 내의 아크릴 올리고머 또는 올리고머들과 다른 성분들의 용해도 파라미터가 비교적 근접하거나 동일함을 의미한다. 용해도 파라미터의 이론적 값은 문헌으로부터의 상이한 공지된 식 및 이론을 사용하여 계산될 수 있다. 이들 용해도 파라미터는 아크릴 올리고머의 선택 범위를 좁히는 데 사용될 수 있지만, 실험적 검증(즉, 경화 및 탁도 측정)이 이론적 예측을 확인하는 데 필요하다.

일반적으로, 아크릴 올리고머에는 다수의 자유 라디칼 공중합성 기 (예를 들어, 펜던트 또는 말단의 메타크릴, 아크릴, 푸마르산, 비닐, 알릴 또는 스티렌 기)가 대체로 없을 수 있다. 경화된 조성물의 과도한 가교결합을 피하기 위하여 자유 라디칼 공중합성 기는 대체로 존재하지 않는다. 그러나, 본 발명의 경화된 조성물의 탄성 유동학적 성분이 공반응성(coreactivity)으로 인해 상당히 증가되지 않는다면, 제한된 양의 공반응성은 허용가능하다. 따라서, 아크릴 올리고머는 자유 라디칼 반응성 공중합성 기 (예를 들어, 펜던트 또는 말단의 메타크릴, 아크릴, 푸마르산, 비닐, 알릴, 또는 스티렌 기)를 함유할 수 있다.

아크릴 올리고머는 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 사실상 수불용성인 아크릴 올리고머를 포함할 수 있다. (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 사실상 수불용성인 아크릴 올리고머는 잘 알려져 있으며 전형적으로 우레탄 코팅 기술에 사용된다. 사용 용이성으로 인해, 유리한 아크릴 올리고머에는 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 액체 아크릴 올리고머가 포함된다. (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 액체 아크릴 올리고머는 수평균 분자량(Mn)이 약 500 내지 약 10,000의 범위일 수 있다. 구매가능한 액체 아크릴 올리고머는 또한 하이드록실가(hydroxyl number)가 약 20 mg KOH/g 내지 약 500 mg KOH/g이며, 유리 전이 온도(Tg)가 약 -70℃이다. (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 이들 액체 아크릴 올리고머는 전형적으로 하이드록실 작용성 단량체의 반복 단위를 포함한다. 하이드록실 작용성 단량체는 아크릴 올리고머에 원하는 하이드록실가 및 용해도 파라미터를 제공하기에 충분한 양으로 사용된다. 전형적으로, 하이드록실 작용성 단량체는 액체 아크릴 올리고머의 약 2 내지 약 60 중량% (wt%)의 범위의 양으로 사용된다. 하이드록실 작용성 단량체 대신에, 다른 극성 단량체, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 이타콘산, 푸마르산, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-알킬 및 N,N-다이알킬 치환 아크릴아미드 및 메타크릴아미드, N-비닐 락탐, N-비닐 락톤 등이 또한 아크릴 올리고머의 용해도 파라미터를 제어하는 데 사용될 수 있다. 이들 극성 단량체의 조합이 또한 사용될 수 있다. 또한 아크릴레이트 및 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 액체 아크릴 올리고머는 전형적으로 하나 이상의 C1 내지 C20 알킬 (메트)아크릴레이트의 반복 단위를 포함하며, 이의 단일중합체의 Tg는 25℃ 미만이다. 단일중합체의 Tg가 낮은 (메트)아크릴레이트를 선택하는 것이 중요하며, 그 이유는 그렇지 않다면 액체 아크릴 올리고머가 높은 Tg를 가질 수 있고 실온에서 액체로 계속 있을 수 없기 때문이다. 그러나, 아크릴 올리고머는 본 발명에 사용되는 접착제 블렌드의 나머지 중에 용이하게 가용화될 수 있다면 항상 액체일 필요는 없다. 적합한 시판 (메트)아크릴레이트의 예에는 n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 아이소옥틸 아크릴레이트, 아이소노닐아크릴레이트, 아이소데실아크릴레이트, 트라이데실 아크릴레이트, 트라이데실 메타크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로부터 유도된 아크릴 올리고머 중의 C1 내지 C20 알킬 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트의 반복 단위의 비율은 많은 인자에 좌우되지만, 이들 중에서 가장 중요한 것은 생성된 접착제 조성물의 원하는 용해도 파라미터 및 Tg이다. 전형적으로, 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로부터 유도된 액체 아크릴 올리고머는 약 40% 내지 약 98%의 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도될 수 있다.

선택적으로, (메트)아크릴레이트 단량체로부터 유도된 아크릴 올리고머는 추가 단량체를 혼입시킬 수 있다. 추가 단량체는 비닐 방향족 물질, 비닐 할라이드, 비닐 에테르, 비닐 에스테르, 불포화 니트릴, 컨쥬게이트된 다이엔, 및 이들의 혼합물로부터 선택될 수 있다. 추가 단량체의 혼입은 원료 비용을 감소시키거나 또는 아크릴 올리고머 특성을 변경시킬 수 있다. 예를 들어, 아크릴 올리고머 내로의 스티렌 또는 비닐아세테이트의 혼입은 아크릴 올리고머의 비용을 감소시킬 수 있다.

액체 아크릴 올리고머는 전형적으로 적합한 자유 라디칼 중합 공정에 의해 제조된다. 미국 특허 제5,475,073호 (구오(Guo))는 알릴 알코올 또는 알콕실화 알릴 알코올을 사용함으로써 하이드록시-작용성 아크릴 수지를 제조하는 방법을 기술한다. 일반적으로, 알릴 단량체는 중합이 시작되기 전에 반응기 내로 첨가된다. 통상적으로, (메트)아크릴레이트는 중합 동안 점진적으로 공급된다. 전형적으로, 약 50 중량% 이상, 또는 약 70 중량% 이상의 (메트)아크릴레이트가 반응 혼합물에 점진적으로 첨가된다. (메트)아크릴레이트는 반응 혼합물 내에서 그의 정상 저농도를 유지하도록 하는 속도로 첨가된다. 알릴 단량체 대 (메트)아크릴레이트의 비는 본질적으로 일정하게 유지된다. 이는 비교적 균일한 조성을 갖는 아크릴 올리고머의 생성을 돕는다. (메트)아크릴레이트의 점진적 첨가는 분자량이 충분히 낮고 알릴 알코올 또는 알콕실화 알릴 알코올 함량이 충분히 높은 아크릴 올리고머의 제조를 가능하게 할 수 있다. 일반적으로, 자유 라디칼 개시제는 중합 과정 동안 점진적으로 반응기에 첨가된다. 전형적으로, 자유 라디칼 개시제의 첨가 속도는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 단량체의 첨가 속도에 정합된다.

하이드록시알킬 메타크릴레이트-함유 올리고머의 경우, 용액 중합이 전형적으로 사용된다. 미국 특허 제4,276,212호 (칸나(Khanna) 등), 제4,510,284호 (겜펠(Gempel) 등), 및 제4,501,868호 (보볼리스(Bouboulis) 등)에 교시된 바와 같은 이 중합은 일반적으로 용매의 환류 온도에서 수행된다. 용매는 약 90℃ 내지 약 180℃ 범위의 비점을 가질 수 있다. 적합한 용매의 예는 자일렌, n-부틸 아세테이트, 메틸 아밀 케톤 (MAK), 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 (PMAc)이다. 용매가 반응기 내로 충전되고 환류 온도로 가열되고, 이후에 단량체 및 개시제가 반응기에 점진적으로 첨가된다.

적합한 액체 아크릴 올리고머에는 n-부틸 아크릴레이트와 알릴 모노프로폭실레이트의 공중합체, n-부틸 아크릴레이트와 알릴 알코올의 공중합체, n-부틸 아크릴레이트와 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 공중합체, n-부틸 아크릴레이트와 2-하이드록시-프로필 아크릴레이트의 공중합체, 2-에틸헥실 아크릴레이트와 알릴 프로폭실레이트의 공중합체, 2-에틸헥실 아크릴레이트와 2-하이드록시-프로필 아크릴레이트의 공중합체 등 및 이들의 혼합물이 포함된다. 제공된 광학 조립체에 유용한 예시적인 아크릴 올리고머가, 예를 들어 미국 특허 제6,294,607호 (구오 등) 및 제7,465,493호 (루(Lu))에 개시되어 있으며, 이뿐만 아니라 상표명 존크릴(JONCRYL)(미국 뉴저지주 마운트 올리브 소재의 바스프(BASF)로부터 입수가능함) 및 아루폰(ARUFON)(일본 토쿄 소재의 토아고세이 컴퍼니, 리미티드(Toagosei Co., Lt.)로부터 입수가능함)을 갖는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체로부터 유도된 아크릴 올리고머도 있다.

제공된 아크릴 올리고머를 동일계에서(in-situ) 제조하는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 온-웨브 중합이 사용된다면, 단량체 조성물은 UV 또는 열 유도 반응에 의해 예비중합될 수 있다. 이 반응은 중합 재료의 사슬 길이 및 분자량을 제어하기 위하여 사슬-전달제, 예를 들어 메르캅탄 또는 지연제, 예를 들어 스티렌, α-메틸 스티렌, α-메틸 스티렌 이량체와 같은 분자량 조절제의 존재 하에 수행될 수 있다. 상기 조절제가 소비될 때, 반응은 더 높은 분자량으로 진행되며, 이에 따라 진정한 고분자량 중합체의 형성으로 진행될 수 있다. 이와 마찬가지로, 이 반응의 제1 단계에 있어서의 중합 조건은 올리고머화만이 일어나게 하는 방법으로 선택될 수 있으며, 이어서 중합 조건을 변화시키는데, 이는 고분자량 중합체를 생성한다. 예를 들어, 고강도 광 하에서의 UV 중합은 더 낮은 사슬-길이 성장으로 이어질 수 있으며, 반면 더 낮은 광 강도 하에서의 중합은 더 높은 분자량을 제공할 수 있다. 일 실시 형태에서, 분자량 조절제는 조성물의 약 0.025% 내지 약 1%, 그리고 특히 약 0.05% 내지 약 0.5%로 존재한다.

혼화성 블렌드는 또한 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체를 포함하는 반응성 희석제를 포함한다. 반응성 희석제는 하나 초과의 단량체, 예를 들어 2 내지 5개의 상이한 단량체를 포함할 수 있다. 이들 단량체의 예에는 알킬 (메트)아크릴레이트가 포함되는데, 여기서 알킬 기는 알킬 기가 선형이면 1 내지 12개의 탄소를 함유하고 알킬 기가 분지형이면 최대 30개의 탄소를 함유한다 (예를 들어, β-알킬화 이량체 알코올 또는 게르베 반응(Guerbet reaction)으로부터 유도된 아크릴레이트). 이들 알킬 아크릴레이트의 예에는 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸(메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 아이소트라이데실(메트)아크릴레이트, 2-옥틸(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, 아이소부틸(메트)아크릴레이트 등이 포함된다. 다른 (메트)아크릴레이트에는 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 알콕실화 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 혼합물이 포함된다. 예를 들어, 반응성 희석제는 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트 및 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 반응성 희석제는 알콕실화 테트라하이드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트 및 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다.

일반적으로, 반응성 희석제는 접착제 층을 형성하기 위하여 사용되는 다른 성분들뿐만 아니라 접착제 층의 원하는 특성에 따라 임의의 양으로 사용될 수 있다. 접착제 층은 접착제 층의 총 중량에 대하여 약 40 내지 약 90 중량%, 또는 약 40 내지 약 60 중량%의 반응성 희석제를 포함할 수 있다. 사용되는 특정 반응성 희석제, 및 사용되는 단량체(들)의 양(들)은 다양한 인자들에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 특정 단량체(들) 및 그의 양(들)은 접착제 조성물이 약 100 내지 약 2000 cp의 코팅가능한 점도를 갖는 액체 조성물이 되도록 선택될 수 있다.

광반응하여 접착제 층을 형성하는 혼화성 블렌드는 알킬렌 옥사이드 작용기를 갖는 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 알킬렌 옥사이드 작용기를 갖는 이러한 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체는 하나 초과의 단량체를 포함할 수 있다. 알킬렌 작용기에는 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜이 포함된다. 글리콜 작용기는 단위들로 구성되며, 단량체는 어디에서도 1 내지 10개의 알킬렌 옥사이드 단위, 1 내지 8개의 알킬렌 옥사이드 단위, 또는 4 내지 6개의 알킬렌 옥사이드 단위를 가질 수 있다. 알킬렌 옥사이드 작용기를 갖는 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체는 독일 뮌휀 소재의 코그니스 리미티드(Cognis Ltd.)로부터 바이소머(Bisomer) PPA6으로 입수가능한 프로필렌 글리콜 모노아크릴레이트를 포함할 수 있다. 이러한 단량체는 6개의 프로필렌 글리콜 단위를 갖는다. 알킬렌 옥사이드 작용기를 갖는 단작용성 (메트)아크릴레이트 단량체는 코그니스 리미티드로부터 바이소머 MPEG350MA로 입수가능한 에틸렌 글리콜 모노메타크릴레이트를 포함할 수 있다. 이 단량체는 평균 7.5개의 에틸렌 글리콜 단위를 갖는다.

선택적으로, 혼화성 광반응성 블렌드는 또한 자유 라디칼 공중합성 다작용성 (메트)아크릴레이트 또는 비닐 가교결합제를 포함할 수 있다. 이들 가교결합제의 예에는 1,4-부탄다이올 다이(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산다이올다이(메트)아크릴레이트, 다이에틸렌글리콜다이(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜다이(메트)아크릴레이트, 트라이메틸올프로판트라이(메트)아크릴레이트, 다이비닐벤젠 등이 포함된다. 저분자량 가교결합제는 전형적으로 총 광반응성 블렌드의 1 중량% 미만의 수준으로 사용된다. 더 일반적으로, 가교결합제는 총 광반응성 블렌드의 0.5 중량% 미만으로 사용된다. 공중합성 가교결합제에는 또한 (메트)아크릴레이트 작용성 올리고머가 포함될 수 있다. 이들 올리고머는 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머, 다작용성 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 올리고머, 및 다작용성 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 올리고머 중 임의의 하나 이상을 포함할 수 있다. 다작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머는 적어도 2개의 (메트)아크릴레이트 기, 예를 들어 2 내지 4개의 (메트)아크릴레이트 기 - 이는 경화 동안 중합에 참가함 - 를 포함할 수 있다. 접착제 층은 약 5 중량% 내지 약 60 중량%, 또는 약 10 중량% 내지 약 45 중량%의 하나 이상의 다작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 사용되는 특정 다작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머뿐만 아니라 사용되는 양은 다양한 인자들에 좌우될 수 있다. 예를 들어, 특정 올리고머 및/또는 그의 양은 접착제 조성물이 약 100 내지 약 2000 cp의 코팅가능한 점도를 갖는 액체 조성물이 되도록 선택될 수 있다.

다작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머는 적어도 2개의 (메트)아크릴레이트 기, 예를 들어 2 내지 4개의 (메트)아크릴레이트 기 - 이들은 경화 동안 중합에 참가함 - 를 갖는 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 일반적으로, 이들 올리고머는 폴리올과 다작용성 아이소시아네이트를 반응시키고, 이어서 하이드록시-작용성 (메트)아크릴레이트로 종결시켜 생성된 반응 생성물을 포함한다. 예를 들어, 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 다이카르복실산, 예컨대 아디프산 또는 말레산과, 지방족 다이올, 예컨대 다이에틸렌 글리콜 또는 1,6-헥산 다이올의 축합으로부터 제조되는 지방족 폴리에스테르 또는 폴리에테르 폴리올로부터 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 폴리에스테르 폴리올은 아디프산 및 다이에틸렌 글리콜을 포함한다. 다작용성 아이소시아네이트는 메틸렌 다이사이클로헥실다이아이소시아네이트 또는 1,6-헥사메틸렌 다이아이소시아네이트를 포함할 수 있다. 하이드록시-작용성 (메트)아크릴레이트는 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트, 예를 들어 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 또는 4-하이드록시부틸 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 일 실시 형태에서, 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 폴리에스테르 다이올, 메틸렌 다이사이클로헥실다이아이소시아네이트, 및 2-하이드록시에틸 아크릴레이트의 반응 생성물을 포함한다.

유용한 다작용성 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머에는 구매가능한 제품이 포함된다. 예를 들어, 다작용성 지방족 우레탄 (메트)아크릴레이트 올리고머는 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer, Co.)로부터 입수가능한 우레탄 다이아크릴레이트 CN9018, CN3108 및 CN3211, 미국 일리노이주 오로라 소재의 란 유에스에이 코포레이션(Rahn USA Corp.)으로부터 입수가능한 제노머(Genomer) 4188/EHA (제노머 4188과 2-에틸헥실 아크릴레이트의 블렌드), 제노머 4188/M22 (제노머 4188과 제노머 1122 단량체의 블렌드), 제노머 4256, 및 제노머 4269/M22 (제노머 4269와 제노머 1122 단량체의 블렌드), 및 미국 코네티컷주 토링턴 소재의 보마르 스페셜티즈 컴퍼니(Bomar Specialties Co.)로부터 입수가능한 폴리에테르 우레탄 다이아크릴레이트 BR-3042, BR-3641AA, BR-3741AB 및 BR-344를 포함할 수 있다. 추가의 예시적인 다작용성 지방족 우레탄 다이(메트)아크릴레이트에는 일본 토쿄 소재의 유-피카(U-pica)로부터 입수가능한 유-피카 8967A 및 유-피카 8966A 우레탄 다이아크릴레이트가 포함된다.

다작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머는 다작용성 폴리에스테르 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 유용한 다작용성 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머에는 구매가능한 제품이 포함된다. 예를 들어, 다작용성 폴리에스테르 아크릴레이트는 미국 코네티컷주 토링턴 소재의 보마르 스페셜티즈 컴퍼니로부터 입수가능한 BE-211 및 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니로부터 입수가능한 CN2255를 포함할 수 있다.

다작용성 (메트)아크릴레이트 올리고머는 소수성 다작용성 폴리에테르 (메트)아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 유용한 다작용성 폴리에테르 아크릴레이트 올리고머에는 구매가능한 제품이 포함된다. 예를 들어, 다작용성 폴리에테르 아크릴레이트 올리고머는 미국 일리노이주 오로라 소재의 란 유에스에이 코포레이션으로부터 입수가능한 제노머 3414를 포함할 수 있다.

다작용성 아크릴레이트 또는 비닐 가교결합제를 사용하는 대신에, 광반응성 블렌드의 경화 동안 제한된 가교결합을 도입시키기 위하여 다작용성 아이소시아네이트, 퍼옥사이드, 다작용성 에폭사이드, 다작용성 아지리딘, 멜라민 등과 같은 화학적 가교결합제를 이용하는 것이 또한 가능하다.

혼화성 블렌드는 자유 라디칼 생성 개시제 및 특히 자유 라디칼 생성 광개시제를 포함한다. 자유 라디칼 생성 광개시제는 당업자에게 잘 알려져 있으며, 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 바스프로부터 입수가능한, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논인 이르가큐어(IRGACURE) 651과 같은 개시제를 포함한다. 미국 뉴저지주 마운트 올리브 소재의 바스프로부터 입수가능한, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온인 다로큐르(DAROCUR) 1173 또는 50%의 다로큐르 1173과 50%의 2,4,6-트라이메틸벤조일-다이페닐-포스핀 옥사이드의 블렌드인 다로큐르 4265가 또한 유용하다. 광개시제에는 또한 벤조인, 벤조인 알킬 에테르, 케톤, 페논 등이 포함될 수 있다. 예를 들어, 접착제 조성물은 바스프 코포레이션으로부터 루시린(LUCIRIN) TPO-L로 입수가능한 에틸-2,4,6-트라이메틸벤조일페닐포스피네이트 또는 바스프로부터 이르가큐어 184로 입수가능한 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤을 포함할 수 있다. 광개시제는 중합성 조성물 (혼화성 블렌드) 내의 아크릴 올리고머와 (메트)아크릴레이트 단량체 100부를 기준으로 약 0.05부 내지 2부 또는 0.05부 내지 1부의 농도로 흔히 사용된다. 열 활성화 개시제가 또한 단독으로 사용되거나 또는 이들 광개시제와 조합하여 사용될 수 있다. 열 개시제의 예에는 유기 퍼옥사이드, 예컨대 벤조일퍼옥사이드, 및 아조 화합물, 예컨대 아조-비스-아이소부티로니트릴이 포함된다. 이들 열 개시제는 광개시제와 유사한 농도 범위로 사용될 것이다.

광학 투명 접착제의 접착 성능을 추가로 최적화하기 위해서, 접착 촉진 첨가제, 예를 들어 실란 및 티타네이트가 본 발명의 광학 투명 접착제 내로 또한 혼입될 수 있다. 그러한 첨가제는 기판 내의 실란올, 하이드록실 또는 다른 반응성 기들에 커플링함으로써, LCD의 유리 및 셀룰로오스 트라이아세테이트와 같은 기판과 접착제 사이의 접착력을 증진시킬 수 있다. 실란 및 티타네이트는 접착제 공중합성 기 또는 상호작용 기에 연결되는 Si 또는 Ti 원자 상에 알콕시 치환체만을 가질 수 있다. 대안적으로, 실란 및 티타네이트는 접착제 공중합성 기 또는 상호작용 기에 연결되는 Si 또는 Ti 원자 상에 알킬 및 알콕시 치환체 둘 모두를 가질 수 있다. 접착제 공중합성 기는 일반적으로 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 기이며, 비닐 및 알릴 기가 또한 사용될 수 있다. 대안적으로, 실란 또는 티타네이트는 접착제 내의 작용기, 예를 들어 하이드록시알킬 (메트)아크릴레이트와 또한 반응할 수 있다. 또한, 실란 또는 티타네이트는 접착제 매트릭스와의 강한 상호작용을 제공하는 하나 이상의 기를 가질 수 있다. 이러한 강한 상호작용의 예에는 수소 결합, 이온 상호작용 및 산-염기 상호작용이 포함된다. 적합한 실란의 예에는 (3-글리시딜옥시프로필)트라이메톡시실란이 포함되지만 이로 한정되지 않는다.

다른 실시 형태에서, 접착제 조성물은 OCA 내로 친수성 부분을 포함시켜, 심지어는 고온/고습 가속 에이징 시험 후에도 혼탁 없이 유지되는 무혼탁 광학 라미네이트를 얻는다. 일 태양에서, 제공된 접착제 조성물은 알킬 기 내에 1 내지 14개의 탄소를 갖는 알킬 아크릴레이트 약 75 내지 약 95 중량부를 포함하는 전구체로부터 유도된다. 알킬 아크릴레이트는 지방족, 지환족, 또는 방향족 알킬 기를 포함할 수 있다. 유용한 알킬 아크릴레이트(즉, 아크릴산 알킬 에스테르 단량체)에는 알킬 기가 1개 내지 최대 14개, 특히 1개 내지 최대 12개의 탄소 원자를 갖는, 비-3차 알킬 알코올의 선형 또는 분지형 단작용성 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트가 포함된다. 유용한 단량체에는, 예를 들어 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, n-노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐(메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 페닐 메트(아크릴레이트), 벤질 메트(아크릴레이트), 및 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함된다.

접착제 조성물 전구체는 또한 카르복실산, 아미드, 우레탄, 또는 우레아 작용기를 함유하는 아크릴 단량체와 같은 공중합성 극성 단량체 약 0 내지 약 5부를 포함할 수 있다. N-비닐 락탐과 같은 극성이 약한 단량체가 또한 포함될 수 있다. 유용한 N-비닐 락탐은 N-비닐 카프로락탐이다. 일반적으로, 접착제 중의 극성 단량체 함량은 약 5 중량부 미만, 또는 심지어 약 3 중량부 미만의 하나 이상의 극성 단량체를 포함할 수 있다. 단지 약하게 극성인 극성 단량체는 더 높은 수준, 예를 들어 10 중량부 이하로 포함될 수 있다. 유용한 카르복실산에는 아크릴산 및 메타크릴산이 포함된다. 유용한 아미드에는 N-비닐 카프로락탐, N-비닐 피롤리돈, (메트)아크릴아미드, N-메틸 (메트)아크릴아미드, N,N-다이메틸 아크릴아미드, N,N-다이에틸 메트(아크릴아미드), N-모르폴리노 아크릴레이트 및 N-옥틸 (메트)아크릴아미드가 포함된다.

접착제 조성물은 또한 알킬 아크릴레이트와 공중합성 극성 단량체 100부를 기준으로 약 1 내지 약 25부의 친수성 중합체 화합물을 포함한다. 친수성 중합체 화합물은 전형적으로 수평균 분자량 (Mn)이 약 500 초과, 또는 약 1000 초과, 또는 심지어는 그보다 더 크다. 적합한 친수성 중합체 화합물은 폴리(에틸렌 옥사이드) 세그먼트, 하이드록실 작용기, 또는 이들의 조합을 포함한다. 중합체 중의 폴리(에틸렌 옥사이드)와 하이드록실 작용기의 조합은 생성되는 중합체를 친수성으로 만들기에 충분히 높은 수준이어야 한다. "친수성"은 중합체 화합물이 상분리 없이 적어도 25 중량%의 물을 포함할 수 있음을 의미한다. 전형적으로, 적합한 친수성 중합체 화합물은 적어도 10, 적어도 20, 또는 심지어 적어도 30개의 에틸렌 옥사이드 단위를 포함하는 폴리(에틸렌 옥사이드) 세그먼트를 포함할 수 있다. 대안적으로, 적합한 친수성 중합체 화합물은 중합체의 탄화수소 함량을 기준으로 적어도 25 중량%의 산소를 하이드록실 작용기 또는 폴리(에틸렌 옥사이드)로부터의 에틸렌 글리콜의 형태로 포함한다. 유용한 친수성 중합체 화합물은 접착제와 혼화가능하게 유지되며 광학 투명 접착제 조성물을 얻기만 한다면, 접착제 조성물과 공중합가능하거나 공중합가능하지 않을 수 있다. 공중합성 친수성 중합체 화합물에는, 예를 들어 단작용성 메톡실화 폴리에틸렌 글리콜 (550) 메타크릴레이트인, 미국 펜실베이니아주 엑스톤 소재의 사토머 컴퍼니(Sartomer Company)로부터 입수가능한 CD552, 또는 비스페놀 A 부분과 각각의 메타크릴레이트 기 사이에 30개의 중합된 에틸렌 옥사이드 기를 갖는 에톡실화 비스페놀 A 다이메타크릴레이트인, 사토머로부터 입수가능한 SR9036이 포함된다. 다른 예에는 미국 뉴저지주 뉴와크 소재의 자르켐 인더스트리즈 인크.(Jarchem Industries Inc.)로부터 입수가능한 페녹시폴리에틸렌 글리콜 아크릴레이트가 포함된다. 친수성 중합체 화합물의 다른 예에는 폴리아크릴아미드, 폴리-N, N-다이메틸아크릴아미드, 및 폴리-N-비닐피롤리돈이 포함된다.

다른 태양에서, 제공된 라미네이트는 알킬 기 내에 1 내지 14개의 탄소를 갖는 알킬 아크릴레이트 약 50 중량부 내지 약 95 중량부 및 공중합성 극성 단량체 약 0 중량부 내지 약 5 중량부를 포함하는 전구체로부터 유도된 접착제 조성물을 포함한다. 알킬 아크릴레이트 및 공중합성 극성 단량체는 상기에 기재되어 있다. 이들 전구체는 또한 알킬 아크릴레이트와 공중합성 극성 단량체 또는 단량체들 100부를 기준으로 약 5 중량부 내지 약 50 중량부의 친수성 하이드록실 작용성 단량체 화합물을 포함한다. 친수성 하이드록실 작용성 단량체 화합물은 전형적으로 하이드록실 당량이 400 미만이다. 하이드록실 당량 분자량은, 단량체 화합물의 분자량을 단량체 화합물 내의 하이드록실 기의 개수로 나눈 값으로서 정의된다. 이러한 유형의 유용한 단량체에는 2-하이드록시에틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트 및 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴아미드, 및 N-하이드록시프로필아크릴아미드가 포함된다. 또한, 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드로부터 유도된 글리콜에 기반한 하이드록시 작용성 단량체가 또한 사용될 수 있다. 이러한 유형의 단량체의 예에는 독일 소재의 코그니스로부터 바이소머 PPA 6으로 입수가능한 하이드록실 종결된 폴리프로필렌 글리콜 아크릴레이트가 포함된다. 하이드록실 당량이 400 미만인 다이올 및 트라이올이 또한 친수성 단량체 화합물을 위해 고려된다. 이들 친수성 하이드록실 작용성 단량체에 더하여, 에테르 풍부 단량체, 예컨대 에톡시에톡시에틸 아크릴레이트 및 메톡시에톡시에틸 아크릴레이트 또는 이들의 메타크릴레이트가 또한 사용될 수 있다. 사용될 때, 이들은 생성된 접착제가 높은 습도에 노출될 때에도 광학적으로 투명한 상태를 유지한다면 친수성 하이드록실 작용성 단량체의 전부 또는 일부를 치환할 수 있다.

감압 접착제는 본래 점착성일 수 있다. 필요하다면, 감압 접착제를 형성하기 전에 점착부여제가 전구체 혼합물에 첨가될 수 있다. 유용한 점착부여제에는, 예를 들어 로진 에스테르 수지, 방향족 탄화수소 수지, 지방족 탄화수소 수지, 및 테르펜 수지가 포함된다. 일반적으로, 수소화 로진 에스테르, 테르펜 또는 방향족 탄화수소 수지로부터 선택된 밝은 색상의 점착부여제가 사용될 수 있다.

감압 접착제의 광학 투명성을 유의하게 감소시키지 않는다면, 예를 들어 오일, 가소제, 산화방지제, UV 안정제, 안료, 경화제, 중합체 첨가제 및 기타 첨가제를 포함한, 다른 재료들이 특수 목적을 위해 첨가될 수 있다.

MS OCA 조성물은 전구체 혼합물에 첨가된 추가 성분들을 가질 수 있다. 예를 들어, 혼합물은 다작용성 가교결합제를 포함할 수 있다. 그러한 가교결합제에는 용매 코팅 접착제 제조의 건조 단계 중에 활성화되는 열 가교결합제 및 중합 단계 중에 공중합하는 가교결합제가 포함된다. 그러한 열 가교결합제에는 다작용성 아이소시아네이트, 아지리딘, 다작용성 (메트)아크릴레이트 및 에폭시 화합물이 포함될 수 있다. 예시적인 가교결합제에는 1,6-헥산다이올 다이아크릴레이트와 같은 2작용성 아크릴레이트 또는 본 기술 분야에 알려진 바와 같은 다작용성 아크릴레이트가 포함된다. 유용한 아이소시아네이트 가교결합제에는, 예를 들어 독일 쾰른 소재의 바이엘(Bayer)로부터 데스모두르(DESMODUR) L-75로 입수가능한 방향족 다이아이소시아네이트가 포함된다. 자외선 또는 "UV" 활성화 가교결합제가 또한 감압 접착제를 가교결합하는 데 사용될 수 있다. 그러한 UV 가교결합제에는 벤조페논 및 4-아크릴옥시벤조페논이 포함될 수 있다.

또한, 제공된 MS OCA 조성물의 전구체 혼합물은 열개시제 또는 광개시제를 포함할 수 있다. 열개시제의 예에는 벤조일 퍼옥사이드 및 그의 유도체와 같은 퍼옥사이드, 또는 2,2'-아조비스-(2-메틸부티로니트릴)인, 미국 델라웨어주 윌밍턴 소재의 이. 아이. 듀폰 디 네모아 앤드 컴퍼니(E. I. du Pont de Nemours and Co.)로부터 입수가능한 바조(VAZO) 67 또는 다이메틸-2,2'-아조비스아이소부티레이트인, 미국 버지니아주 리치몬드 소재의 와코 스페셜티 케미칼스(Wako Specialty Chemicals)로부터 입수가능한 V-601과 같은 아조 화합물이 포함된다. 매우 다양한 온도에서 열중합을 개시하는 데 사용될 수 있는 다양한 퍼옥사이드 또는 아조 화합물이 입수가능하다. 전구체 혼합물은 광개시제를 포함할 수 있다. 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논인, 미국 뉴욕주 태리타운 소재의 바스프로부터 입수가능한 이르가큐어 651과 같은 개시제가 특히 유용하다. 전형적으로, 존재한다면, 가교결합제는 혼합물 중의 다른 구성성분들을 기준으로 약 0.05 중량부 내지 약 5.00 중량부의 양으로 전구체 혼합물에 첨가된다. 이들 개시제는 전형적으로 0.05 중량부 내지 약 2 중량부의 양으로 전구체 혼합물에 첨가된다.

감압 접착제 전구체들은 블렌딩되어 광학 투명 혼합물을 형성할 수 있다. 혼합물은 (혼합물 중의 개시제를 분해하기 위한) 열 또는 화학 방사선에 대한 노출에 의해 중합될 수 있다. 이를 가교결합제의 첨가 전에 행하여 코팅가능한 시럽을 형성할 수 있고, 이어서 상기 시럽에 하나 이상의 가교결합제 및 추가 개시제를 첨가할 수 있으며, 이 시럽을 라이너 상에 코팅하고 첨가된 개시제를 위한 개시 조건에 추가로 노출시켜 경화 (즉, 가교결합)할 수 있다. 대안적으로, 가교결합제 및 개시제는 단량체 혼합물에 첨가될 수 있으며 단량체 혼합물은 하나의 단계에서 중합 및 경화 둘 모두가 진행될 수 있다. 원하는 코팅 점도에 따라 어떠한 절차를 사용할 지 결정할 수 있다. 개시된 접착제 조성물 또는 전구체는 임의의 다양한 공지된 코팅 기술, 예를 들어 롤 코팅, 분무 코팅, 나이프 코팅 및 다이(die) 코팅 등에 의해 코팅될 수 있다. 대안적으로, 접착제 전구체 조성물을 또한 액체로서 전달하여 2개의 기판들 사이의 간극을 채우고, 이어서 열 또는 UV에 노출시켜 조성물을 중합 및 경화할 수 있다.

방법

본 발명의 MS OCA 및 라미네이션 방법은 MS OCA와 기판의 점-대-점 접촉을 제공하여 라미네이트 내의 기포 포획을 피한다. 시간 경과에 따라, MS OCA 내의 미세구조물들에 의해 생성된 개방 공기 채널(channel)들은 기판의 중량을 넘어서는 추가 압력 또는 중량 없이 개별 기포(bubble)들로 형성된다. 더 많은 시간이 경과함에 따라 또는 열 및/또는 압력을 가함에 따라, 기판의 중량 이외의 추가 압력 또는 중량 없이 상기 개별 기포들도 또한 사라진다.

점-대-점 라미네이션을 생성하기 위해, MS OCA는 그의 주 표면들 중 적어도 하나의 표면의 x, y 평면에서 적어도 1차원으로, 바람직하게는 적어도 2차원으로 상호연결된 돌출부 및/또는 만입부와 같은 특징부를 포함한다. 이들 돌출부 및/또는 만입부의 형상 및 크기는 MS OCA의 표면을 가로질러 규칙적이거나 또는 불규칙적일 수 있다. 마찬가지로, 이러한 상호연결은 MS OCA의 주 표면들 중 적어도 하나의 주 표면의 x, y 평면에서 적어도 1차원으로 규칙적이거나 또는 불규칙적인 패턴을 따를 수 있다. MS OCA는 라미네이션 동안 MS OCA와 기판 사이에 형성된 포획된 기포가 용이하게 빠져나갈 수 있게 하며, 특히 오토클레이브 처리 후에 무기포 라미네이트가 생성되게 된다. 그 결과, 라미네이션 후에 그리고 오토클레이브 처리에 의해 가속된 공정에 소정 시간 노출된 후에 최소한의 라미네이션 결함이 관찰된다. 이는 실온에서의 감압 MS OCA에 대해 그리고 활성화 온도 이상에서의 열-활성화 MS OCA에 대해 해당된다.

미세구조물은 다양한 방법에 의해 MS OCA 상에 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 미세구조물은 미세구조화된 라이너 상에 캐스팅함으로써 OCA 상에 주어진다. 다른 실시 형태에서는, 압력이 가해질 때 미세구조물을 엠보싱하기 위하여 매끄러운 라이너는 미세구조화된 라이너로 교환될 수 있다. 다른 실시 형태에서는, 라미네이션 직전에 또는 OCA가 제2 기판에 접합될 때, 미세구조화된 툴을 사용하여 OCA의 노출된 표면 상에 미세구조물을 엠보싱할 수 있다.

MS OCA의 미세구조물은 미세구조화된 라이너, 예컨대 도 1에 도시된 극도로 얕은 라이너, 도 2a 및 도 2b에 도시된 이중 특징부 라이너, 또는 도 3의 그리드 라이너로부터 형성될 수 있다. 도 1은 극도로 얕은 라이너의 접촉 표면의 단면도를 나타낸다. 도 1의 미세구조화된 라이너의 접촉 표면은 상호연결된 정사각형의 사각 피라미드 특징부들을 포함한다. 일 실시 형태에서, 이 피라미드 특징부의 각각은 높이가 약 5 내지 15 마이크로미터이고 폭이 약 150 내지 약 250 마이크로미터이다. 다른 실시 형태에서, 이 피라미드 특징부의 각각은 높이가 약 15 내지 100 마이크로미터이다.

도 2a 및 도 2b는 각각 이중 특징부 라이너의 접촉 표면의 단면도 및 이중 특징부 라이너의 접촉 표면의 확대 단면도를 나타낸다. 도 2a 및 도 2b의 미세구조화된 라이너의 접촉 표면은 정사각형 사각 피라미드 및 사각 피라미드 채널을 포함한다. 일 실시 형태에서, 피라미드 특징부의 각각은 높이가 약 5 내지 15 마이크로미터이고 폭이 약 15 내지 약 50 마이크로미터이다. 일 실시 형태에서, 피라미드는 상응하는 MS OCA에서 약 100 내지 약 150도의 각도를 생성한다. 일 실시 형태에서, 사각 피라미드 채널의 각각은 깊이가 약 10 내지 약 30 마이크로미터이고, 제1 폭 및 제2 폭을 갖는다. 일 실시 형태에서, 제1 폭은 약 10 내지 약 40 마이크로미터이고, 제2 폭은 약 1 마이크로미터 내지 약 10 마이크로미터이다. 각각의 돌출부들 또는 각각의 만입부들 사이의 거리는 약 150 내지 약 250 마이크로미터이다.

도 3은 그리드 패턴 라이너의 접촉 표면의 단면도를 나타내는데, 이 그리드 패턴은 (x-y)의 2차원으로 존재한다. 도 3의 그리드 패턴은 직교하는 벽들로 구성되는데, 이들 벽은 삼각형 단면 형상을 가지며, 높이가 약 60 마이크로미터이고, 피치(pitch)가 약 200 마이크로미터이다. 이들 벽이 직교하는 것으로 나타나 있지만, 즉 그리드 패턴의 교차하는 벽들이 90° 각도를 형성하지만, 그리드 패턴의 교차하는 벽들 사이의 각도는 0 내지 90°의 범위일 수 있다. 0°의 각도일 때, 벽들은 더 이상 그리드 패턴을 형성하지 않고, (x)의 1차원으로 일련의 평행한 열을 형성한다. 도 3의 벽들은 삼각형 단면 형상을 갖는 것으로 나타나 있지만, 이 형상은 제한되지 않으며, 다른 형상, 예를 들어 정사각형, 직사각형, 반구형, 사다리꼴 등이 사용될 수 있다. 도 3에서, 벽의 밑변(base)에 대향하는 각도는 40°인 것으로 나타나 있다. 이 각도는 특별히 제한되지 않으며 약 5° 내지 약 150°의 범위일 수 있고, 상응하는 원하는 피치와 함께 선택된다. 피치는 약 10 마이크로미터, 20 마이크로미터, 50 마이크로미터 또는 심지어는 약 100 마이크로미터 내지 약 500 마이크로미터, 1,000 마이크로미터 또는 심지어는 약 5,000 마이크로미터의 범위일 수 있다. 벽의 높이는 약 5 마이크로미터 내지 약 200 마이크로미터의 범위일 수 있다.

미세구조화된 라이너의 미세구조화된 특징부의 모든 핵심 치수, 예를 들어 높이, 폭, 형상 및 간격은 미세구조화된 광학 투명 접착제의 표면에 요구되는 최종 토포그래피에 기초하여 선택된다. 미세구조화된 광학 투명 접착제의 표면의 토포그래피는 미세구조화된 라이너의 반전된 토포그래피를 가질 것이다.

도 1, 도 2a 및 도 2b는 피라미드 형상을 도시하고 도 3은 그리드 형상 패턴을 도시하고 있지만, 미세구조화된 라이너의 접촉 표면은 본 발명의 의도된 범주로부터 벗어나지 않고서 당업자에게 알려진 임의의 형상의 특징부를 포함할 수 있다. 또한, 미세구조물은 선 또는 십자 패턴과 같은 규칙적인 또는 반복적인 패턴으로 배열되어야 할 필요는 없다. 미세구조물은 또한 랜덤 패턴일 수 있다.

실제로, MS OCA는 먼저 PSA 중합체 용액 또는 고온 용융물을 제조하고 미세구조화된 라이너 상에 코팅함으로써 형성될 수 있다. 일 실시 형태에서, 이 용액은 나이프 코터를 사용하여 코팅된다. 이어서, 라이너 상에 코팅된 용액을 오븐 내에서 건조시킨다. 일 실시 형태에서, 이 용액은 약 100℃에서 약 10분 동안 건조된다. 이어서, 생성된 PSA에 이형 라이너를 라미네이팅하여 접착 전사 테이프를 생성할 수 있다. 제2 실시 형태에서, 접착제는 미세구조화된 라이너 상에 고온 용융 코팅된다. 제3 실시 형태에서, MS OCA 전구체는 라이너 상에 코팅되고, 그의 표면 상에서 대량으로(in bulk) 중합된다.

강성-강성 라미네이션 (예를 들어, 전화 또는 태블릿(tablet) 장치에 사용하기 위한 커버 유리 대 터치 센서 유리 라미네이션)을 위한 MS OCA 조성물의 전형적인 적용에서, 이 라미네이션은 먼저 실온 또는 승온 중 어느 하나에서 수행된다. 일 실시 형태에서, 라미네이션은 약 20℃ 내지 약 60℃에서 수행된다. 라미네이션 온도에서, 접착제 조성물은 tan 델타 값이 0.3 이상, 특히 0.5 이상, 그리고 더 특히 0.7 이상이다. tan 델타 값이 너무 낮으면 (즉, 0.3 미만이면), 접착제에 의한 초기 습윤이 어려울 수 있으며, 우수한 습윤을 달성하기 위해 더 높은 라미네이션 압력 및/또는 더 긴 프레스 시간이 필요할 수 있다. 이는 디스플레이 기판들 중 하나 이상의 가능한 변형 및 더 긴 사이클 시간으로 이어질 수 있다. tan 델타가 너무 낮을 때, 접착제는 또한 상당한 탄성 특징을 유지하고, 이는 초기 라미네이션시에 존재하였던 미세구조물을 완전히 제거하기가 더 어려울 수 있다. 더 높은 tan 델타 값은 MS OCA에서 더 점성인 특징을 가능하게 하여, 라미네이션 후에 미세구조물의 제거를 시도하기 위해 탄성 기억(elastic memory)을 이용해야 하는 것 대신에 접착제의 가교결합 전에 미세구조물을 더 완전히 채울 기회를 제공한다.

도 4a 및 도 4b에 도시된 라미네이트(100)는 MS OCA(30)의 비-미세구조화된 표면인 제1 주 표면(32)으로부터 이형 라이너 (도시되지 않음)를 제거함으로써 제조된다. 이어서, MS OCA의 제1 주 표면은 제1 기판(10)에 적용된다. 일 실시 형태에서, MS OCA는 고무 롤러를 사용하여 제1 기판에 적용된다. 이어서, 미세구조화된 라이너 (도시되지 않음)를 MS OCA의 제2 주 표면(34)으로부터 제거하여 미세구조화된 표면을 노출시키고, MS OCA의 제2 주 표면을 제2 기판(20)에 적용시킨다. 적용시, 미세구조화된 표면의 반복된 미세구조물 유닛들(36)과 제2 기판 사이에 점-대-점 접촉이 형성되어 접합 라인(50)이 형성되고, 이 라인은 제1 기판과 제2 기판 사이에서 연장된다. 접합 라인은 개방 공기 공간(40)의 영역들을 포함한다.

비-가교결합되거나 가볍게 가교결합된 MS OCA의 제2 주 표면은 제2 기판이 MS OCA의 미세구조화된 표면과 접촉됨에 따라 제2 기판을 점진적으로 습윤시킨다. 이어서, MS OCA의 균일한 퍼짐이 진행되어 접촉 면적을 증가시키고 개방 공기 공간의 면적을 감소시킨다. 이어서, 연속된 개방 공기 공간이 폐쇄되기 시작하여 개별 기포들을 형성한다. 시간이 경과됨에 따라, 임의의 공기 공간이 접합 라인으로부터 사실상 제거될 때까지 개별 기포들은 또한 크기가 감소한다 (도 4b). 미세구조물들에 의해 생긴 패턴이 맨눈으로 더 이상 보이지 않게 되는 정도까지 습윤되고 디스플레이에 모아레(Moire)가 없을 때, 라미네이션이 완결된 것으로 여겨질 수 있다. MS OCA의 추가 가교결합은, 그렇게 요구되는 경우, 그 시점에서 완결될 수 있다. 일 실시 형태에서, 라미네이션은 72시간 내에, 48시간 내에, 24시간 내에, 20시간 내에, 18시간 내에, 그리고 3시간 내에 완결된다. 따라서, 제2 기판의 중량을 제외하고는 압력 없이 무진공 라미네이션 하에서 무결함 라미네이션이 일어날 수 있다.

필요하다면, 라미네이트는 또한 압력 및/또는 열을 받아 강성-강성 라미네이션 공정 동안의 임의의 포획된 기포를 제거할 수 있다. 일 실시 형태에서, 라미네이트는 임의의 남아 있는 포획된 기포를 제거하기 위해 압력 및 온도 (예를 들어, 5 기압의 압력 및 60 내지 100℃)가 가해지는 오토클레이브 내에서 처리된다. 우수한 접착제 유동은 라미네이션 단계로부터 포획된 기포가 접착제 매트릭스를 용이하게 빠져나갈 수 있게 하며, 이는 오토클레이브 처리 후 무기포 라미네이트로 이어진다. 증가된 압력 및/또는 열이 가해질 때, 라미네이션을 완결하는 데 필요한 시간의 양은 사실상 감소될 수 있다. 일 실시 형태에서, 증가된 압력 및/또는 열이 가해질 때, 라미네이션은 1시간 미만, 특히 30분 미만 및 더 특히 20분 미만에 완결된다.

오토클레이브 온도 하에서, MS OCA는 통상의 사용에서의 온도 범위 (즉, 40 내지 70℃)에 대한 것과 동일한 tan 델타 값을 갖는다. 전형적인 오토클레이브 온도에서의 tan 델타 값이 0.3 미만으로 하락할 때, 접착제는 기판을 추가로 습윤시키고 임의의 라미네이션 단계에서 포획된 기포가 빠져나갈 수 있게 할 만큼 충분히 빠르게 연화될 수 없다. 과도한 유동은 바람직하지 않을 수 있다. 예를 들어, tan 델타 값이 약 1.5를 초과하는 경우, 접착제의 점성 특징이 너무 높을 수 있으며, 접착제의 압착 배출(squeeze-out) 및 삼출(oozing)이 특히 더 높은 압력 하에서 초래될 수 있다. 온도를 감소시킴으로써, tan 델타가 감소될 수 있으며, 압착 배출 또는 삼출이 없는 우수한 라미네이션이 얻어질 수 있다. 따라서, 우수한 기판 습윤과 용이한 기포 제거의 합해진 효과는 사이클 시간이 크게 단축된 효율적인 라미네이션 디스플레이 조립 공정을 가능하게 한다.

응용

한 가지 예시적인 응용에서, 본 명세서에 기재된 물품 및 물품의 제조 방법은 TV LCD 패널, 능동 사이니지 디스플레이(active signage display), 휴대 전화, 핸드헬드 게임기, 네비게이션 시스템, 태블릿 PC, 및 랩톱 컴퓨터와 같은, 그러나 이로 한정되지 않는, 전자 장치 내로 통합될 수 있다. 물품 및 물품의 제조 방법은 또한 무기포 라미네이션을 필요로 하지만 광학적으로 투명할 필요는 없는 비-광학적 응용에 사용될 수 있다. 예를 들어, 기재된 물품 및 방법은 트랙 패드(track pad) 및 랩 톱(lap top)과 같은, 그러나 이로 한정되지 않는, 장치에 사용될 수 있다.

일부 실시 형태에서, 광학 조립체는 액정 디스플레이 조립체를 포함하는데, 여기서 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널을 포함한다. 액정 디스플레이 패널은 잘 알려져 있으며, 전형적으로 유리 또는 중합체 기판과 같은 2개의 사실상 투명한 기판들 사이에 배치된 액정 재료를 포함한다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, '사실상 투명한'은, 두께 1 밀리미터당, 400 nm에서 약 85% 초과, 530 nm에서 약 90% 초과, 및 670 nm에서 약 90% 초과의 투과율을 갖는 기판을 지칭한다. 사실상 투명한 기판의 내부 표면 상에는, 전극으로서 기능하는 투명한 전기 전도성 물질이 있다. 일부 경우에, 사실상 투명한 기판의 외부 표면 상에는, 본질적으로 광의 단지 하나의 편광 상태만을 통과시키는 편광 필름이 있다. 이 전극을 가로질러 전압이 선택적으로 인가될 때, 액정 재료는 재배향되어 광의 편광 상태를 변경시켜서 영상이 생성되게 된다. 액정 디스플레이 패널은, 매트릭스 패턴(matrix pattern)으로 배열된 복수의 TFT를 갖는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 패널(thin film transistor array panel)과 공통 전극을 갖는 공통 전극 패널 사이에 배치된, 액정 재료를 포함할 수도 있다.

일부 실시 형태에서, 광학 조립체는 플라즈마 디스플레이 조립체를 포함하는데, 여기서 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널을 포함한다. 플라즈마 디스플레이 패널은 공지되어 있고, 전형적으로 2개의 유리 패널들 사이에 있는 많은 작은 셀(tiny cell) 속에 배치된 네온 및 제논과 같은 희귀 기체들의 불활성 혼합물을 포함한다. 패널 내의 제어 회로 전하 전극은 이들 기체를 이온화시키고 플라즈마를 형성시키며, 이어서 이 플라즈마는 인광체(phosphor)를 여기시켜 광을 방출한다.

일부 실시 형태에서, 광학 조립체는 유기 전기발광 조립체를 포함하는데, 여기서 디스플레이 패널은 2개의 유리 패널들 사이에 배치된 유기 발광 다이오드 또는 발광 중합체를 포함한다.

예를 들어, 전자 종이 디스플레이에서 이용되는 것 등과 같은 터치 패널을 갖는 전기영동 디스플레이와 같은 다른 유형의 디스플레이 패널들이 또한 디스플레이 접합에서 유리할 수 있다.

광학 조립체는 또한 두께 1 밀리미터당, 400 nm에서 약 85% 초과, 530 nm에서 약 90% 초과, 그리고 670 nm에서 약 90% 초과의 투과율을 갖는 사실상 투명한 기판을 포함한다. 전형적인 액정 디스플레이 조립체에서, 사실상 투명한 기판은 전면 또는 후면 커버 플레이트로 지칭될 수 있다. 사실상 투명한 기판은 유리 또는 중합체를 포함할 수도 있다. 유용한 유리에는 보로실리케이트, 소다 석회, 및 보호 커버로서 디스플레이 응용에 사용하기에 적합한 다른 유리가 포함된다. 유용한 중합체에는 제온 케미칼스 엘.피.(Zeon Chemicals L.P.)로부터 입수가능한 제오녹스(Zeonox) 및 제오노어(Zeonor)와 같은, PET와 같은 폴리에스테르 필름, 폴리카르보네이트 필름 또는 플레이트, 아크릴 플레이트 및 사이클로올레핀 중합체가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 사실상 투명한 기판은 특히 디스플레이 패널 및/또는 광중합성 층의 굴절률에 근접하는 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 약 1.45와 약 1.55 사이이다. 사실상 투명한 기판은 전형적으로 두께가 약 0.5 내지 약 5 mm이다.

일부 실시 형태에서, 사실상 투명한 기판은 터치 스크린을 포함한다. 터치 스크린은 본 기술 분야에서 공지되어 있고, 일반적으로 2개의 사실상 투명한 기판들 사이에 배치된 투명한 전도성 층을 포함한다. 예를 들어, 터치 스크린은 유리 기판과 중합체 기판 사이에 배치된 인듐 주석 산화물을 포함할 수 있다.

실시예

본 발명은, 본 발명의 범주 내에 있는 많은 변형 및 변경이 당업자에게는 명백할 것이기 때문에 단지 예시로서 의도된 하기의 실시예에서 더욱 상세하게 설명된다. 달리 언급되지 않는다면, 하기 실시예에서 보고된 모든 부, 백분율, 및 비는 중량 기준이다.

시험 방법

분자량 측정

폴리스티렌 표준물 및 용매로서의 테트라하이드로푸란을 사용하는 통상의 겔 투과 크로마토그래피(GPC) 기술을 사용하여 각각의 PSA의 중량 평균 분자량을 결정하였다. 이 측정은 2 × PLgel MIXED-B 컬럼을 갖는 1200 시리즈 HPLC 시스템 (애질런트 테크놀로지스(Agilent Technologies), 미국 캘리포니아주 소재) 및 옵티랩(Optilab) rEX 검출기 (위와트 테크놀로지 코포레이션(Wyatt Technology Corporation), 미국 캘리포니아주 산타 바바라 소재)를 사용하여 수행하였다. 샘플 농도는 THF 중 대략 0.1% (w/w)이며, 100 μl의 주입 부피로 1.0 ml/min의 유량으로 전달하였다.

동적 기계 분석(DMA) 측정

미국 델라웨어주 소재의 티에이 인스트루먼츠(TA Instruments)에 의해 제조된 ARES 유량계에서 DMA 측정을 행하였다. 평행판 기하학적 구조(parallel plate geometry)를 사용하여 시험을 수행하였다. 접착제 샘플 두께는 약 3 mm였으며, 이는 비-미세구조화된 접착 전사 테이프의 층들을 적절한 수로 적층함으로써 달성하였다. 온도 상승(ramp)은 -40℃로부터 200℃까지였다. 섭동 주파수(frequency of perturbation)는 1 Hz였다. Tg는 tan δ 피크의 온도로서 취하였다. 이러한 시험은 또한 전단 저장 탄성계수(G'), 전단 손실 탄성계수(G"), 및 tan 델타(즉, G"/G')에 대한 값을 제공한다.

겔 함량

중량을 기준으로 한 겔 분율을, 용매로서 메틸 에틸 케톤 (MEK)을 사용하는 통상의 추출 기술을 사용하여 결정하였다. 1 g의 PSA를 40 g의 MEK 중에 용해시키고, 실온에서 20시간 동안 진탕하였다. 이 용액을 영국 켄트주 소재의 와트만 피엘씨(Whatman Plc)로부터 상표명 "와트만 그레이드 40"(WHATMAN Grade 40)으로 입수가능한 여과지를 통해 여과하였다. 필터 상의 불용성 구성성분을 100℃에서 60분 동안 건조시켰다. 건조된 불용성 구성성분의 질량을 칭량하고, 다음 식으로부터 겔 분율을 계산하였다:

겔 함량(%) = (불용성 구성성분의 질량/초기 접착제의 질량) × 100.

습윤 거동

유리 상에서의 다양한 미세구조화된 광학 투명 접착제 전사 테이프(MS-OCA-TT)의 습윤 거동을 광학 현미경을 사용하여 관찰하였다. 하기와 같이 MS-OCA-TT를 사용하여 2개의 유리 기판들을 함께 라미네이팅하였다. 약 40 mm × 85 mm의 MS-OCA-TT 조각으로 자르고 고무 롤러를 사용하여 약 55 mm × 85 mm × 0.55 mm의 플로트 유리판의 중심에 라미네이팅하였는데, MS-OCA-TT와 플로트 유리판의 최장 치수가 정렬되도록 하였다. 이러한 라미네이션 단계에서는, 비-미세구조화된 라이너를 제거하고, 비-미세구조화된 접착 표면을 플로트 유리판에 라미네이팅하였다. MS-OCA-TT의 미세구조화된 라이너를 제거하고, 현미경 커버 유리 (24 mm × 32 mm × 0.15 mm)를 노출된 미세구조화된 접착 표면 상에 부드럽게 놓았다. 커버 유리를 플로트 유리판의 중심과 정렬되도록 위치시켰다. 이 라미네이트를 현미경 스테이지 내에 두고, 커버 유리의 중심에서 시간의 함수로서 습윤 거동을 모니터링하였다.

180° 박리 강도

일본 교토 소재의 시마즈 코포레이션(Shimadzu Corporation)으로부터 입수가능한 오토그래프(Autograph) AG-X 인장 시험기에서 180° 박리 강도를 측정하였다. 박리 속도는 300 mm/min이었다. 박리 강도 측정을 위한 샘플을 다음과 같이 제조하였다. RL1을 광학 투명 접착제 전사 테이프(OCA-TT)로부터 제거하였다. 노출된 접착제를 고무 롤러를 사용하여 T60 필름의 조각에 손으로 라미네이팅하였다. T-60 필름/접착제 라미네이트를 약 100 mm 길이 × 25 mm 폭의 스트립으로 잘랐다. 어느 OCA-TT를 사용했는지에 따라, 미세구조화된 라이너 1 (MS-L1) 또는 RL2를 T-60 필름/접착제 라미네이트로부터 제거하였다. 노출된 접착 표면을 미국 뉴욕주 코닝 소재의 코닝 인코포레이티드(Corning Incorporated)로부터 상표명 "이글2000"(EAGLE 2000)으로 입수가능한 50 mm × 80 mm × 0.7 mm 유리판의 표면에 라미네이팅하였다. 질량이 약 100 g인 고무 롤러를 약 300 mm/min의 속도로 T60 필름/접착제 스트립을 가로질러 롤링하여 T-60 필름/접착제 스트립을 유리판에 라미네이팅하였다. 180° 박리 강도 시험을 라미네이션한 지 3분 후에 수행하였다. 180° 박리 강도 시험을 제조된 다른 샘플에 대해 라미네이션한 지 1시간 후에 수행하였다. 일부 경우에, 추가의 박리 강도 시험을 라미네이션한 지 24시간 후에 소정 샘플에 대해 수행하였다.

미세구조화된 라이너 1 (MS-L1)

MS-L1은 서로 직교하는 일련의 V자형 채널들로 이루어졌는데, 이들 채널은 x-y 그리드 타입 패턴을 형성하고, 피치가 약 197 마이크로미터이고 깊이가 약 13 마이크로미터였다. MS-L1의 단면도가 도 1에 도시되어 있다. 생성된 채널들은 약 197 마이크로미터의 밑변 및 약 13 마이크로미터의 높이를 갖는 일련의 정사각형 사면 피라미드를 포함하는 토포그래피를 형성하였다. 이 라이너는 당업계에 알려진 마이크로-엠보싱 기술에 의해 제조하였으며, 예를 들어 미국 특허 제6,524,675호 (미카미(Mikami) 등) 및 제5,897,930호 (칼혼(Calhoun) 등)를 참조한다.

미세구조화된 라이너 2 (MS-L2)

MS-L2 의 단면의 다이어그램이 도 2a 및 도 2b에 도시되어 있다. 이는 밑변이 약 38 마이크로미터이고 깊이가 약 10 마이크로미터인 V자형 만입부 또는 중공부를 포함하는 이중 특징부 라이너이다. 3차원에서, 만입부는 실제로 밑변이 약 38 마이크로미터이고 깊이가 약 10 마이크로미터인 사면 피라미드이다. 만입부는 절두형 사면 피라미드들의 상부에서 정사각형 배열로 반복되는데, 상기 절두형 사면 피라미드는 또한 밑변이 약 194 마이크로미터이고 피라미드들 사이의 채널 폭이 약 3 마이크로미터인 정사각형 배열이다. 이 라이너는 당업계에 알려진 마이크로-엠보싱 기술에 의해 제조하였으며, 예를 들어 미국 특허 제6,524,675호 (미카미 등) 및 제5,897,930호 (칼혼 등)를 참조한다.

미세구조화된 라이너 3 (MS-L3)

채널의 깊이가 약 60 마이크로미터이고 채널의 폭이 약 120 마이크로미터인 것을 제외하고는 MS-L3은 MS-L1과 동일하였다. 생성된 채널들은 약 120 마이크로미터의 밑변 및 약 60 마이크로미터의 깊이를 갖는 일련의 정사각형 사면 피라미드를 포함하는 토포그래피를 형성하였다. 이 라이너는 당업계에 알려진 마이크로-엠보싱 기술에 의해 제조하였으며, 예를 들어 미국 특허 제6,524,675호 (미카미 등) 및 제5,897,930호 (칼혼 등)를 참조한다.

미세구조화된 라이너 4 (MS-L4)

MS-L4는 서로 직교하는 일련의 벽들로 이루어지며, 이는 그리드 패턴을 형성하였다. 이들 벽은 높이가 약 60 마이크로미터이고 밑변 반대쪽의 끼인각이 40°인 삼각형 단면을 가졌다 (도 3). 피치, 즉 벽들 사이의 거리는 약 200 마이크로미터였다. 이 라이너는 당업계에 알려진 마이크로-엠보싱 기술에 의해 제조하였으며, 예를 들어 미국 특허 제6,524,675호 (미카미 등) 및 제5,897,930호 (칼혼 등)를 참조한다.

감압 접착제 중합체 용액의 제조

감압 접착제 용액 1 (PSA-S1)

UV-가교결합성 부위를 갖는 아크릴산 에스테르를 함유하는 아크릴 공중합체인 PSA-S1을 중량 기준으로 37.5부의 2-EHA, 50.0부의 ISTA, 12.5부의 AA 및 0.95부의 AEBP를 혼합함으로써 제조하였다. AEBP는 UV-가교결합성 부위를 갖는 아크릴산 에스테르이다. 이 혼합물을 에틸 아세테이트 (EtOAc)/MEK의 혼합 용매로 희석시켜, 45 중량%의 단량체 농도를 생성하였다. EtOAc/MEK의 중량비는 20/80이었다. V-65 개시제를 단량체 성분들의 중량 기준으로 0.2 중량부로 이 용액에 첨가하였다. 이 용액을 10분 동안 질소-퍼지하였다. 중합 반응을 50℃에서 24시간 동안 항온조에서 진행되게 하였다. 투명한 점성 용액 PSA-S1을 얻었다. 용매 제거 후에, 회수된 PSA인 PSA-1의 중량 평균 분자량, M_w는 약 210,000 g/mol이고 Tg는 약 38℃였다. 실온에서, PSA-1은 "강성", "높은 탄성계수", "느린 유동"의 광학 투명 PSA인 것으로 여겨진다.

감압 접착제 용액 2 (PSA-S2)

중량 기준으로 80.55부의 NOA, 10.0부의 LMA, 7.5부의 AA, 1.6부의 4-HBA 및 0.35부의 AEBP를 혼합함으로써 PSA-S2를 제조하였다. 이 혼합물을 EtOAc/톨루엔의 혼합 용매로 희석시켜, 45 중량%의 단량체 농도를 생성하였다. EtOAc/톨루엔의 중량비는 50/50이었다. 중합 반응을 50℃에서 24시간 동안 항온조에서 진행되게 하였다. 투명한 점성 용액 PSA-S2를 얻었다. 용매 제거 후에, 회수된 PSA인 PSA-2의 M_w는 약 400,000 g/mol이고 Tg는 약 -15℃였다. 실온에서, PSA-2는 "연성", "낮은 탄성계수", "유동성"의 광학 투명 PSA인 것으로 여겨진다.

감압 접착제 용액 3 (PSA-S3)

PSA-3은 UV-가교결합성 부위를 갖는 아크릴 공중합체였다. 중량 기준으로 80.9부의 NOA, 10.0부의 LMA, 7.5부의 AA 및 1.6부의 4-HBA를 혼합함으로써 PSA-S3을 제조하였다. 이 혼합물을 에틸 아세테이트 (EtOAc)/MEK의 혼합 용매로 희석시켜, 35%의 단량체 농도를 생성하였다. EtOAc/MEK의 중량비는 50/50이었다. 추가로, V-65를 단량체들의 중량 기준으로 0.2 중량%로 단량체/용매 혼합물에 첨가하고, 이 시스템을 10분 동안 질소-퍼지하였다. 중합 반응을 50℃에서 24시간 동안 항온조에서 진행되게 하였다. 투명한 점성 용액을 얻었다. 소량의 샘플을 취하였다. 샘플로부터 용매를 제거한 후에, 회수된 PSA의 M_w는 400,000 g/mol이었다. 남아 있는 PSA 용액에 용액 중 PSA의 중량 기준으로 0.15%의 K-AOI, 및 용액 중 PSA의 중량 기준으로 0.3 중량%의 TPO를 첨가하였다. 이 용액을 실온에서 24시간 동안 혼합하여 PSA-S3을 생성하였다.

감압 접착제 용액 4 (PSA-S4)

유리 용기 내에서 중량 기준으로 90.0부의 NOA, 10.0부의 LMA, 10.0부의 AA 및 0.2부의 Irg651을 혼합함으로써 PSA-S4를 제조하였다. 이 단량체 혼합물을 질소로 퍼지하였다. 이어서, 이 혼합물을 수 분 동안 저압 수은 램프를 통해 자외 방사선에 노출시킴으로써 이 혼합물을 부분 중합하여, 점도가 약 1,100 mPaㅇs인 점성 액체를 생성하였다. 이러한 액체에 점성 액체의 중량 기준으로 0.2 중량%의 AEBP 및 0.1 중량%의 Irg651을 첨가하였다. 이 혼합물을 완전히 교반시켜, 예비중합체 시럽인 PSA-S4를 생성하였다.

접착 전사 테이프의 제조

미세구조화된(MS) 광학 투명 접착(OCA) 전사 테이프(TT) 1

통상의 나이프 코터를 사용하여 PSA-S1을 MS-L1 상에 코팅함으로써 MS-OCA-TT-1을 제조하였다. 코팅 후에, 접착제를 10분 동안 100℃에서 오븐 내에서 건조시켰다. 건조 후의 이 PSA의 두께는 약 75 마이크로미터였다. 이어서, 노출된 접착 표면을 이형 라이너 RL1에 라미네이팅하여 MS-OCA-TT-1을 형성하였다.

MS-OCA-TT-2

PSA-S1을 MS-L2 상에 코팅한 것을 제외하고는, MS-OCA-TT-1과 유사하게 MS-OCA-TT-2를 제조하였다. MS-L2의 돌출부가 접착제 용액 내로 돌출하도록 접착제 용액을 코팅하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여 MS-OCA-TT-2를 형성하였다. 건조 후의 이 PSA의 두께는 약 75 마이크로미터였다.

MS-OCA-TT-3

PSA-S1 대신에 PSA-S2를 사용한 것을 제외하고는, MS-OCA-TT-1과 유사하게 MS-OCA-TT-3을 제조하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여 MS-OCA-TT-3을 형성하였다. 건조 후의 이 PSA의 두께는 약 75 마이크로미터였다.

MS-OCA-TT-4

PSA-S1 대신에 PSA-S3을 사용하고 MS-L1 대신에 MS-L4를 사용한 것을 제외하고는, MS-OCA-TT-1과 유사하게 MS-OCA-TT-4를 제조하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여 MS-OCA-TT-4를 형성하였다. 건조 후의 이 PSA의 두께는 약 100 마이크로미터였다.

MS-OCA-TT-5

온-웨브 중합에 의해 MS-OCA-TT-5를 제조하였다. 예비중합체 시럽인 PSA-S4를 MS-L3 상에 코팅하고, RL1에 라미네이팅하였다. 이어서, 45초 동안 약 2 mW/㎠의 강도로 저압 수은 램프로 조사한 후 약 6 mW/㎠의 강도로 추가 45초 동안 라이너들 사이의 접착제의 양쪽 면을 조사함으로써 예비중합체 시럽을 중합하여, MS-OCA-TT-5를 제조하였다. 이 PSA의 두께는 약 150 마이크로미터였다.

MS-OCA-TT-6

PSA-S1 대신에 PSA-S3을 사용한 것을 제외하고는, MS-OCA-TT-1과 유사하게 MS-OCA-TT-6을 제조하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여 MS-OCA-TT-6을 형성하였다. 건조 후의 이 PSA의 두께는 약 100 마이크로미터였다.

비-미세구조화된(NMS) 광학 투명 접착(OCA) 전사 테이프(TT) A

NMS-OCA-TT-A, 즉 편평한 접착 표면, 즉 비-미세구조화된 접착 표면을 갖는 통상의 전사 테이프를, PSA-S1을 RL2의 헤비 이형 면(heavy release side) 상에 코팅한 것을 제외하고는, MS-OCA-TT-1과 유사하게 제조하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여, NMS-OCA-TT-A를 형성하였다. 건조 후의 PSA의 두께는 약 75 마이크로미터였다.

NMS-OCA-TT-B

PSA-S1 대신에 PSA-S2를 사용한 것을 제외하고는, NMS-OCA-TT-A와 유사하게 NMS-OCA-TT-B를 제조하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여, NMS-OCA-TT-B를 형성하였다. 건조 후의 PSA의 두께는 약 75 마이크로미터였다.

NMS-OCA-TT-C

PSA-S1 대신에 PSA-S3을 사용한 것을 제외하고는, NMS-OCA-TT-A와 유사하게 NMS-OCA-TT-C를 제조하였다. 건조 후에, 노출된 접착 표면을 RL1에 라미네이팅하여 NMS-OCA-TT-C를 형성하였다. 건조 후의 이 PSA의 두께는 약 100 마이크로미터였다.

NMS-OCA-TT-D

MS-L3을 RL2로 대체하고 예비중합체 시럽 PSA-4를 RL2의 헤비 이형 면 상에 코팅한 것을 제외하고는, MS-OCA-TT-5와 유사하게 NMS-OCA-TT-D를 제조하였다. 경화 후의 이 PSA의 두께는 약 150 마이크로미터였다.

가교결합된 MS-OCA-TT

MS-OCA-TT-1 및 MS-OCA-TT-2를 취하고 UV 경화를 통해 접착제를 가교결합함으로써, 다양한 가교결합의 정도를 갖는 MS-OCA-TT를 제조하였다. 일본 소재의 퓨전 유브이 시스템즈(Fusion UV Systems)로부터 입수가능한 H-전구를 갖는 UV 경화 시스템 (램프 출력이 120 W/㎝임)인 모델 F-300을 사용하여 UV 광 조사에 의해 가교결합을 수행하였다. 조사 시간을 변화시킴으로써, MS-OCA-TT-1 및 MS-OCA-TT-2 각각에 대해 상이한 가교결합 밀도를 갖는 3개의 샘플을 제조하였다. 주어진 MS-OCA-TT에 대하여, 3개의 샘플을 각각 400, 1,000, 3,000 mJ/㎠의 면적당 총 에너지에 노출시켰다. 미국 버지니아주 스털링 소재의 이아이티, 인크.(EIT, Inc.)로부터 입수가능한 UV 파워 퍽(UV POWER PUCK)(등록상표) II에 의해 총 UV 에너지를 측정하였다.

가교결합 정도의 상대적 척도(measure)로서, UV 조사 전과 후의 MS-OCA-TT-1의 겔 함량을 측정하였다. 결과가 표 1에 나타나 있다.

상기에 기재된 습윤 거동 시험 방법을 사용하여, UV 조사를 통한 추가의 가교결합을 이용하여 제작된 MS-OCA-TT-1의 습윤 거동을 조사하였다. 도 5는 시간 및 추가 UV 노출의 함수로서의 습윤 거동을 나타낸다.

도 5에 나타낸 바와 같이, 각각 400 및 1,000 mJ/㎠의 추가 UV 조사를 이용하여 비-가교결합된 MS-OCA-TT-1 샘플 및 가볍게 가교결합된 MS-OCA-TT-1 샘플은 MS OCA의 미세구조화된 표면을 접촉시킴으로써 커버 유리를 점진적으로 습윤시켰다. 각각의 미세구조화된 반복 단위에서의 점-대-점 접촉이 먼저 형성되었다. 균일한 퍼짐이 뒤따랐다. 다음으로, 미세구조물들에 의해 형성된 연속된 개방 채널들이 개별 기포들로 형성되었다. 결국, 개별 기포들은 더 작아지게 되고 사라지게 되었다. 이러한 방법을 통해, 커버 유리의 중량을 제외하고는 추가 압력의 도움 없이, 무진공 라미네이션 공정을 사용하여 무결함 라미네이션을 생성하였다. 한편, 3,000 mJ/㎠의 추가 UV 조사를 이용하여 고도로 가교결합된 MS OCA는 커버 유리를 습윤시키지 않았다. 커버 유리가 원래 미세구조화된 접착 표면과 접촉된 지 6일 후에 원래의 표면 구조가 유지되었다.

도 6에 나타낸 바와 같이, MS-OCA-TT-2의 습윤 거동은 MS-OCA-TT-1의 습윤 거동과 유사하였고, 유사한 습윤 메커니즘을 따랐다.

도 7에 도시된 바와 같이, 시간의 함수로서의 MS-OCA-TT-3 (추가 UV 조사가 없음)의 습윤 거동은 MS-OCA-TT-1의 습윤 거동과 유사한 메커니즘을 따른다. 그러나, MS-OCA-TT-3이 커버 유리를 완전히 습윤시키는 데 필요한 시간은 MS-OCA-TT-1보다 사실상 더 적어서, MS-OCA-TT-1에 대한 약 5 내지 약 18시간과 비교하면 약 3시간이었다. MS-OCA-TT-3은 MS-OCA-TT-1에 비하여 더 연성이고 탄성계수가 더 낮으며 Tg가 더 낮은 (실온 미만) 접착제이며, 이들 인자가 더 빠른 습윤 거동에 기여하는 것으로 여겨졌다.

실시예 1, 실시예 2, 비교예 3 및 비교예 4는 2개의 유리판의 "강성-강성" 라미네이션에서 접착제 습윤 특성에 대한 접착 미세구조 표면 및 접착제 유형의 영향을 조사하였다. 이 라미네이트는 무진공 라미네이션 공정과 이에 이어지는 최종 오토클레이브 처리 단계를 사용하여 제작하였다.

실시예 1

MS-OCA-TT-1을 무진공 라미네이션 절차를 사용하여 2개의 유리 패널들 사이에 라미네이팅하였다. 200 mm × 120 mm의 MS-OCA-TT-1 조각을 미국 뉴욕주 코닝 소재의 코닝 인코포레이티드로부터 상표명 "이글2000"으로 입수가능한 220 mm × 125 mm × 0.70 mm 유리판에 라미네이팅하였다. RL1을 MS-OCA-TT-1로부터 제거하고, 테이프 및 판의 길이 및 폭 치수가 일치하도록 고무 롤러를 사용하여 편평한 접착 표면을 유리판에 손으로 라미네이팅하였다. 다음으로, MS-L1을 테이프로부터 제거하고, 코닝 인코포레이티드로부터 상표명 "이글2000"으로 입수가능한 50 mm × 80 mm × 0.7 mm 유리판을 노출된 미세구조화된 접착 표면 상에 부드럽게 놓았다. 이 라미네이트를 주위 조건에서 1일 동안 그대로 두었다. 습윤 거동을 시각적으로 관찰하였으며, 이는 표 2에 상세히 기록되어 있다. 이 라미네이트를 일본 토쿄 소재의 쿠리하라 매뉴팩토리(Kurihara Manufactory)로부터 입수가능한 모델 번호 29381의 오토클레이브 내에 넣었다. 이 라미네이트를 실온 및 250 kPa 압력에서 30분 동안 오토클레이브 처리하였다. 이 샘플을 오토클레이브로부터 꺼내고, 습윤 특성을 시각적으로 관찰하였다. 그 결과가 표 2에 기재되어 있다.

비교예 A

MS-OCA-TT-1 대신 NMS-OCA-TT-A를 사용하여, 실시예 1에 기술된 절차에 따라 NMS-OCA-TT-A를 2개의 유리판들 사이에 라미네이팅하였다. 제1 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 제2 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL2를 제거하였다. 오토클레이브 처리 전과 후의 습윤 거동을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 2에 기재되어 있다.

실시예 2

MS-OCA-TT-1 대신 NMS-OCA-TT-3을 사용하여, 실시예 1에 기술된 절차에 따라 MS-OCA-TT-2를 2개의 유리판들 사이에 라미네이팅하였다. 제1 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 제2 유리판에 대한 라미네이션을 위해 MS-L2를 제거하였다. 오토클레이브 처리 전과 후의 습윤 거동을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 2에 기재되어 있다.

비교예 B

MS-OCA-TT-1 대신 NMS-OCA-TT-B를 사용하여, 실시예 1에 기술된 절차에 따라 NMS-OCA-TT-B를 2개의 유리판들 사이에 라미네이팅하였다. 제1 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 제2 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL2를 제거하였다. 오토클레이브 처리 전과 후의 습윤 거동을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 2에 기재되어 있다.

표 2에서 알 수 있는 바와 같이, NMS-OCA는 더 큰 크기의 기포를 포획하는 경향이 있었으며, 이는 오토클레이브 처리를 통해 제거하는 것이 일반적으로 더 어려웠다. 대조적으로, MS-OCA 습윤 거동은 거의 각각의 미세구조화된 특징부에서 접착제와 유리 사이의 점-대-점 접촉으로부터 시작되었다. 유리의 습윤된 영역들은 앞서 기재된 바와 같이 균일하게 퍼져나갔다. 따라서, 더 작은 크기의 기포가 라미네이트 전체에 걸쳐 균일하게 형성되었다. 더 작고 더 균일하게 위치된 이들 기포는 오토클레이브 처리를 통해 제거하는 것이 일반적으로 더 용이하였다.

실시예 3, 실시예 4, 비교예 C 및 비교예 D는 접착제와 유리판 사이의 접촉 시간의 함수로서 유리판에 대한 접착제의 접착력에 대한 접착 미세구조 표면 및 접착제 유형의 영향을 조사하였다.

실시예 3

180° 박리 강도 시험 방법에 기술된 라미네이션 절차를 사용하여 MS-OCA-TT-1로부터 라미네이트를 제조하여, 실시예 3을 형성하였다. 180° 박리 강도 시험 결과가 표 3에 나타나 있다.

비교예 C

180° 박리 강도 시험 방법에 기술된 라미네이션 절차를 사용하여 NMS-OCA-TT-A로부터 라미네이트를 제조하여, 비교예 C를 형성하였다. 180° 박리 강도 시험 결과가 표 3에 나타나 있다.

실시예 4

180° 박리 강도 시험 방법에 기술된 라미네이션 절차를 사용하여 MS-OCA-TT-3으로부터 라미네이트를 제조하여, 실시예 4를 형성하였다. 180° 박리 강도 시험 결과가 표 3에 나타나 있다.

비교예 D

180° 박리 강도 시험 방법에 기술된 라미네이션 절차를 사용하여 NMS-OCA-TT-B로부터 라미네이트를 제조하여, 비교예 D를 형성하였다. 180° 박리 강도 시험 결과가 표 3에 나타나 있다.

표 3의 데이터는 MS-OCA-TT-1로부터 제조된 라미네이트 (실시예 3)가 NMS-OCA-TT-A로부터 제조된 라미네이트 (비교예 C)에 비하여 더 낮은 초기 박리 강도 (3분에서의 강도)를 가졌다는 것을 나타낸다. 실시예 3의 낮은 박리 강도는 초기 라미네이션 후에 재작업가능한 접착제(reworkable adhesive)로 되게 할 수 있는 것으로 여겨진다. 추가적으로, 최종 오토클레이브 단계와 함께 무진공 라미네이션 공정을 사용하여 무기포 라미네이트를 형성할 수 있다. 비교예 C가 상대적으로 낮은 초기 박리 강도를 갖지만, 그의 박리 강도는 실시예 3보다 적어도 5배 더 크며 재작업가능하지 않은 것으로 여겨진다.

표 3의 데이터는 또한 MS-OCA-TT-3으로부터 제조된 라미네이트 (실시예 4)가 NMS-OCA-TT-B로부터 제조된 라미네이트 (비교예 D)에 비하여 유사한 초기 박리 강도 (3분에서의 강도)를 가졌다는 것을 나타낸다. 접착제 둘 모두가 높은 박리 강도를 나타내기는 하지만, MS-OCA-TT-3은 최종 오토클레이브 단계와 함께 무진공 라미네이션 공정을 사용하여 무기포 라미네이트를 형성할 수 있다는 추가 이점을 가지며 (표 2, 실시예 2 참조), 반면에 NMS-OCA-TT-B는 무기포 라미네이트를 형성하지 못했다 (표 2, 비교예 B 참조). 더 높은 Tg 접착제, PSA-1 (실시예 3 및 비교예 C)와 더 낮은 Tg 접착제, PSA-2 (실시예 4 및 비교예 D)로부터 형성된 접착제들 사이의 박리 강도의 차이는 라미네이션 후 초기에 중요하며, 이때 더 낮은 Tg 접착제가 상당히 더 높은 접착력을 나타낸다.

실시예 5

MS-OCA-TT-4를 2개의 유리 패널들 사이에 라미네이팅하였다. 이 유리 패널들 중 하나는 잉크 스텝, 즉 토포그래피를 가졌다. 잉크 스텝을 갖는 유리 패널은 20 마이크로미터 두께 × 6 mm 폭의 잉크 스텝이 주연부 전체 길이 둘레에 인쇄된 80 mm × 55 mm × 0.7 mm 조각의 플로트 유리였다. 라미네이션 절차는 다음과 같다. 100 mm × 70 mm의 MS-OCA-TT-4 조각을 먼저 72 mm × 47 mm × 0.70 mm 유리판에 라미네이팅하였다. RL1을 MS-OCA-TT-4로부터 제거하고, 테이프 및 판의 길이 및 폭 치수가 일치하도록 고무 롤러를 사용하여 편평한 접착 표면을 유리판에 손으로 라미네이팅하였다. 다음으로, MS-L4를 MS-OCA-TT-4로부터 제거하고, 잉크-스텝을 갖는 유리판을 노출된 미세구조화된 접착 표면 상에 부드럽게 놓았다. 수 분 후, 3 사이클 동안 2 kg 롤러를 사용하여 라미네이트를 가압하였다. 잉크-스텝 영역 내부에서의 MS-OCA-TT-4의 미세구조화된 표면의 접촉 및 습윤이 시작되고, 그 후에 잉크-스텝 영역 내의 미세구조화된 접착제의 연속된 (개방) 공기 공간이 MS-OCA-TT-4의 유동을 통해 별개의 기포로 변하였다. 이어서, 이 라미네이트를 일본 토쿄 소재의 쿠리하라 매뉴팩토리로부터 입수가능한 모델 번호 29381의 오토클레이브 내에 넣었다. 이 라미네이트를 60℃ 및 500 kP 압력에서 30분 동안 오토클레이브 처리하였다. 이 샘플을 오토클레이브로부터 꺼내고, 라미네이션 성능을 시각적으로 관찰하였다. 그 결과가 표 4에 기재되어 있다.

시각적 관찰 후에, 실시예 5에서 제조된 라미네이트를 상승된 온도 및 습도에서 신뢰성 시험을 위해 사용하였다. 먼저, OCA의 UV 가교결합을 다음과 같이 수행하였다: 일본 토쿄 소재의 퓨전 시스템즈 저팬 케이케이로부터 입수가능한 퓨전 UV 모델 F-300 (H-전구, 120 W/㎝)을 사용하여 잉크-스텝을 갖는 유리판을 통해 라미네이트에 UV 광을 조사하였다. 미국 버지니아주 스털링 소재의 이아이티, 인크.로부터 입수가능한 "UV 파워 퍽 II"에 의해 측정된 총 UV 에너지는 UV-A (320 내지 390 nm)에 대해서는 2261 mJ/㎠이고, UV-B (280 내지 320 nm)에 대해서는 1615 mJ/㎠이고, UV-C (250 내지 260 nm)에 대해서는 222 mJ/㎠였다. 다음으로, 이 라미네이트를 일정한 온도 및 습도의 챔버 내에 넣었다. 에이징 조건은 65℃ 및 90% 상대 습도에서 3일 동안이었다. 에이징 처리 후, 이 라미네이트의 시각적 검사에서는 라미네이트에 결함이 없으며 기포가 전혀 관찰되지 않는 것으로 나타났다.

실시예 6

MS-OCA-TT-5를 2개의 유리 패널들 사이에 라미네이팅하였는데; 이 유리 패널들 중 하나는 실시예 5에 기술된 바와 같이 잉크 스텝, 즉 토포그래피를 가졌다. MS-OCA-TT-4 대신 MS-OCA-TT-5를 사용하여, 실시예 5의 절차에 따라 MS-OCA-TT-5를 라미네이팅하였다. 편평한 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 잉크-스텝을 갖는 유리판에 대한 라미네이션을 위해 MS-L3을 제거하였다. 잉크-스텝 영역 내부에서의 MS-OCA-TT-5의 미세구조화된 표면의 접촉 및 습윤이 시작되고, 그 후에 잉크-스텝 영역 내의 미세구조화된 접착제의 연속된 (개방) 공기 공간이 MS-OCA-TT-5의 유동을 통해 별개의 기포로 변하였다. 오토클레이브 처리 후의 라미네이션 성능을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 4에 기재되어 있다.

시각적 관찰 후에, 실시예 6에서 제조된 라미네이트를 상승된 온도 및 습도에서 신뢰성 시험을 위해 사용하였다. 실시예 5에 기술된 바와 같이 상승된 온도 및 습도에서의 가교결합 및 에이징 후, 이 라미네이트의 시각적 검사에서는 라미네이트에 결함이 없으며 기포가 전혀 관찰되지 않은 것으로 나타났다.

비교예 E

MS-OCA-TT-6을 2개의 유리 패널들 사이에 라미네이팅하였는데; 이 유리 패널들 중 하나는 실시예 5에 기술된 바와 같이 잉크 스텝, 즉 토포그래피를 가졌다. MS-OCA-TT-4 대신 MS-OCA-TT-6을 사용하여, 실시예 5의 절차에 따라 MS-OCA-TT-6을 라미네이팅하였다. 편평한 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 잉크-스텝을 갖는 유리판에 대한 라미네이션을 위해 MS-L1을 제거하였다. 이 비교예에서는, 잉크-스텝 영역 내부에서의 MS-OCA-TT-6의 미세구조화된 표면의 접촉 및 습윤이 시작되었고, 그 전에 잉크-스텝 영역 내의 미세구조화된 접착제의 연속된 (개방) 공기 공간이 MS-OCA-TT-6의 유동을 통해 별개의 기포로 변하였다. 이러한 경우에, 잉크 스텝 영역 내의 OCA에 의해 야기된 밀봉으로 인해, 오토클레이브 절차 전에 잉크 스텝 영역의 내부에 큰 기포가 존재하였다. 오토클레이브 처리 후의 라미네이션 성능을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 4에 기재되어 있다.

비교예 F

NMS-OCA-TT-C를 2개의 유리 패널들 사이에 라미네이팅하였는데; 이 유리 패널들 중 하나는 실시예 5에 기술된 바와 같이 잉크 스텝, 즉 토포그래피를 가졌다. MS-OCA-TT-4 대신 NMS-OCA-TT-C를 사용하여, 실시예 5의 절차에 따라 NMS-OCA-TT-C를 라미네이팅하였다. 편평한 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 잉크-스텝을 갖는 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL2를 제거하였다. 이 비교예에서는, 잉크-스텝 영역 내부에서의 NMS-OCA-TT-C 접착제의 접촉 및 습윤은, 잉크-스텝 영역 내의 NMS-OCA-TT-C 접착제가 잉크-스텝 영역을 완전히 습윤시킨 후에도 일어나지 않았다. 이러한 경우에, 잉크 스텝 영역 내의 OCA에 의해 야기된 밀봉으로 인해, 오토클레이브 절차 전에 잉크 스텝 영역의 내부에 큰 공기 공간이 존재하였다. 오토클레이브 처리 후의 라미네이션 성능을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 4에 기재되어 있다.

비교예 G

NMS-OCA-TT-D를 2개의 유리 패널들 사이에 라미네이팅하였는데; 이 유리 패널들 중 하나는 실시예 5에 기술된 바와 같이 잉크 스텝, 즉 토포그래피를 가졌다. MS-OCA-TT-4 대신 NMS-OCA-TT-D를 사용하여, 실시예 5의 절차에 따라 NMS-OCA-TT-D를 라미네이팅하였다. 편평한 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL1을 제거하고, 잉크-스텝을 갖는 유리판에 대한 라미네이션을 위해 RL2를 제거하였다. 이 비교예에서는, 잉크-스텝 영역 내부에서의 NMS-OCA-TT-D 접착제의 접촉 및 습윤은, 잉크-스텝 영역 내의 NMS-OCA-TT-D 접착제가 잉크-스텝 영역을 완전히 습윤시킨 후에도 일어나지 않았다. 이러한 경우에, 잉크 스텝 영역 내의 OCA에 의해 야기된 밀봉으로 인해, 오토클레이브 절차 전에 잉크 스텝 영역의 내부에 큰 공기 공간이 존재하였다. 오토클레이브 처리 후의 라미네이션 성능을 시각적으로 관찰하였으며, 이때의 관찰값이 표 4에 기재되어 있다.

본 발명은 바람직한 실시 형태들을 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 형태 및 상세 사항에 있어서 변경이 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims

제1 주 표면 및 제2 주 표면 - 제1 주 표면 및 제2 주 표면 중 적어도 하나는 적어도 하나의 평면 (x-y) 차원으로 상호연결된 미세구조물들의 미세구조화된 표면을 포함함 - 을 포함하며;
라미네이션 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상이고;
비-가교결합되거나 가볍게 가교결합되는 광학 투명 접착제.
제1항에 있어서, 미세구조화된 표면은 적어도 2개의 평면 차원으로 상호연결된 특징부들을 포함하는 광학 투명 접착제.
제1항에 있어서, 미세구조화된 표면은 약 5 내지 약 80 마이크로미터의 깊이를 갖는 만입부(indentation)를 포함하는 광학 투명 접착제.
제1항에 있어서, 제1 주 표면 및 제2 주 표면 둘 모두는 미세구조화된 표면을 포함하는 광학 투명 접착제.
제1항에 있어서, 미세구조화된 표면은 만입부 및 돌출부(protrusion)를 포함하는 광학 투명 접착제.
제1항에 있어서, 고온-용융 광학 투명 접착제, 용매 코팅 광학 투명 접착제, 온-웨브(on-web) 중합 광학 투명 접착제 및 열-활성화 접착제 중 하나인 광학 투명 접착제.
진공을 사용하지 않고서 제1 기판과 제2 기판을 라미네이팅하는 방법으로서,
적어도 하나가 미세구조화된 표면을 포함하는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하는 미세구조화된 광학 투명 접착제 - 미세구조화된 광학 투명 접착제는 라미네이션 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상임 - 를 제공하는 단계;
미세구조화된 광학 투명 접착제의 제1 주 표면으로부터 이형 라이너를 제거하는 단계;
미세구조화된 광학 투명 접착제의 제1 주 표면을 제1 기판의 표면과 접촉시키는 단계;
미세구조화된 광학 투명 접착제의 제2 주 표면으로부터 미세구조화된 이형 라이너를 제거하여, 적어도 하나의 평면 차원으로 상호연결된 미세구조물들을 포함하는 미세구조화된 표면을 노출시키는 단계; 및
미세구조화된 표면을 제2 기판의 표면과 접촉시키는 단계를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 라미네이트에 열 및 압력 중 적어도 하나를 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 광학 투명 접착제는 라미네이션 온도에서 tan 값이 약 0.5 이상인 방법.
제7항에 있어서, 미세구조화된 표면은 적어도 2차원으로 상호연결된 특징부들을 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 미세구조화된 표면은 약 5 내지 약 80 마이크로미터의 깊이를 갖는 만입부를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 제1 주 표면 및 제2 주 표면 둘 모두는 미세구조화된 표면을 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 미세구조화된 표면은 만입부 및 돌출부를 포함하는 방법.
제7항에 있어서, 광학 투명 접착제는 고온-용융 광학 투명 접착제, 용매 코팅 광학 투명 접착제, 온-웨브 중합 광학 투명 접착제 및 열-활성화 접착제 중 하나인 방법.
제7항에 있어서, 광학 투명 접착제는 비-가교결합되거나 가볍게 가교결합되는 방법.
제7항에 있어서, 제1 기판 및 제2 기판은 둘 모두 강성인 방법.
제7항에 있어서, 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나는 토포그래픽 특징부(topographical feature)를 포함하는 방법.
제1 기판 및 제2 기판의 무진공 라미네이션 방법으로서,
적어도 하나가 미세구조화된 표면을 포함하는 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 포함하는 미세구조화된 광학 투명 접착제 - 미세구조화된 광학 투명 접착제는 약 20℃ 내지 약 60℃의 온도에서 tan 델타 값이 약 0.3 이상임 - 를 제공하는 단계;
미세구조화된 광학 투명 접착제의 표면을 제1 기판의 표면과 접촉시키는 단계;
적어도 하나의 평면 차원으로 상호연결된 미세구조물들을 포함하는 미세구조화된 광학 투명 접착제의 미세구조화된 표면을 제2 기판의 표면에 적용시켜 접합 라인(bond line)을 형성하는 단계;
미세구조화된 표면과 제2 기판의 표면 사이에 점-대-점 접촉(point-to-point contact)이 되게 하는 단계;
제2 기판의 표면을 따라 미세구조화된 광학 투명 접착제를 균일하게 퍼지게 하는 단계; 및
연속된 개방 공기 공간에 채워 넣어 접합 라인으로부터 공기를 실질적으로 제거하여 라미네이트를 형성하는 단계를 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 광학 투명 접착제는 비-가교결합되거나 가볍게 가교결합되는 방법.
제18항에 있어서, 라미네이트에 압력 및 열 중 하나를 가하는 단계를 추가로 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 광학 투명 접착제는 고온-용융 광학 투명 접착제, 용매 코팅 광학 투명 접착제, 온-웨브 중합 광학 투명 접착제 및 열-활성화 접착제 중 하나인 방법.
제18항에 있어서, 미세구조화된 표면은 적어도 2차원으로 상호연결된 미세구조물들을 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 미세구조화된 표면은 약 5 내지 약 80 마이크로미터의 깊이를 갖는 만입부를 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 제1 주 표면 및 제2 주 표면 둘 모두는 미세구조화된 표면을 포함하는 방법.
제18항에 있어서, 제1 기판 및 제2 기판 중 적어도 하나는 토포그래픽 특징부를 포함하는 방법.