KR20160077565A - 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재 - Google Patents

점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재 Download PDF

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Abstract

본 발명의 점착제 조성물은 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 및 나노입자를 포함하고, 상기 나노입자는 실리콘계 화합물을 포함하고, 평균입경은 5 nm 내지 800 nm이다.

Description

점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재{ADHESIVE COMPOSITION, ADHESIVE FILM PREPARED BY THE SAME AND DISPLAY MEMBER COMPRISING THE SAME}
본 발명은 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재에 관한 것이다.
투명점착필름은 점착필름으로서 광학표시장치에서 부품들을 적층하는 층간 접착 또는 휴대폰의 터치 스크린 부착에 사용된다.
특히, 광학표시장치 중 정전용량방식의 터치패드(Touchpad)는 점착 필름에 의해 윈도우 또는 필름에 부착되어 윈도우 또는 필름의 정전용량의 변화를 감지함으로써 특성을 발휘한다. 터치패드에서 점착필름은 윈도우 글래스와 TSP 센서 글라스 사이에 적층된다.
투명점착필름은 빛을 97% 이상 투과시켜 유리와 같은 기능을 하면서도 기존의 양면 테이프에 비해 화면의 선명도를 높여주고 접착성도 양호하다는 장점이 있다. 투명점착필름은 휴대폰뿐만 아니라 표시 화면이 중대형 사이즈인 Tablet PC, TV 등에 사용될 수도 있다.
최근 들어 광학표시장치의 사용 환경, 보관 환경 및/또는 제조 환경 등이 가혹해지고, 또한 웨어러블(wareable) 광학표시장치 등에 대한 관심이 높아지면서 다양한 물성들이 요구된다. 특히 플렉서블 디스플레이에 적용하기 위해, 넓은 온도 구간에서 점탄성특성이 유지되고, 리커버리 특성도 우수한 투명점착필름이 필요하다.
이와 관련한 선행 기술은 한국 공개 특허 제2007-0055363호에 개시되어 있다.
본 발명의 목적은 접착력이 우수하면서도, 넓은 온도 구간에서 점탄성 특성이 유지되고 리커버리 특성도 우수한 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 투명도가 높고, 가혹조건에서 신뢰성이 우수한 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 하나의 관점인 점착제 조성물은 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 및 나노입자를 포함하는 조성물이고, 상기 나노입자는 실리콘계 화합물을 포함하고, 평균입경은 5 nm 내지 800 nm이다.
본 발명의 다른 관점인 점착필름은 상기 점착제 조성물로 형성될 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점인 디스플레이 부재는 광학필름 및 상기 광학필름의 일면 또는 양면에 상기 중 어느 하나의 점착 필름을 포함할 수 있다.
본 발명은 접착력이 우수하고, 넓은 온도 구간에서 점탄성 특성이 유지되며, 리커버리 특성도 우수할 뿐만 아니라, 투명도가 높고, 가혹조건에서 신뢰성이 우수한 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재를 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 한 구체예의 디스플레이 부재의 단면도이다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴레이트"는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "공중합체"는 올리고머, 폴리머 또는 수지를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 "(메트)아크릴계 공중합체"는 아크릴계 단량체 혼합물 및 나노입자의 공중합체를 의미할 수 있다.
본 명세서에서 "평균입경"은 Malvern社의 Zetasizer nano-ZS 장비로 수계 도는 유기계 용매에서 측정하여 Z-average 값으로 표현되는 나노입자의 입경이다.
본 명세서에서 "코어-쉘 구조"는 통상의 코어-쉘 구조를 의미할 수도 있고, 상기 코어 또는 상기 쉘이 여러 층인 구조도 포함하며, "최외층"은 상기 여러 층 중 가장 바깥 쪽의 층을 의미한다.
본 명세서에서 "리커버리력"은 50mm × 20mm 크기의 PET필름 두 개를 면적 20 mm × 20 mm만큼 겹치도록, 상기에서 제조한 점착필름(크기 20 mm × 20 mm, 두께 100 ㎛)과 함께 라미네이터(laminator)를 사용하여 샘플을 제조하고, 오토클레이브(autoclave)를 수행하였다. 그리고 두 PET필름의 양끝 15 mm 에 지그(jig)를 이용하여 약 10 MPa의 힘으로 샘플을 고정하고, 30 mm/min의 속도로 점착필름 두께의 1000%의 길이까지 당기고, 1000%의 길이에 도달했을 때 10초 동안 유지한 후에 응력을 제거하였다. 테스트 후의 길이를 측정하여 하기의 식 2로부터 계산한 값(리커버리력(%))을 의미한다.
[식 2]
리커버리력(%)=(1-(Xf/X0))×100
(상기 식 2에서, Xf는 테스트 후 샘플 길이이고, X0는 테스트길이(샘플 두께의 1,000%)이다)
본 명세서에서 "접착력"은 제조된 점착필름을 50 ㎛ 두께의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사하고, 샘플을 1.27 cm × 15 cm 스트립으로 절단하고, 각각의 스트립을 10 cm × 20 cm 의 청결한 PET 기재에 접착시키고, 2 kg 롤러를 스트립 위에 통과시켜 스트립을 접착시킨 후 30분이 경과된 시점에서 TA.XT_Plus Texture Analyzer(Stable Micro System(제))를 사용하여, 50㎜/분의 속도(90도)로 측정한 값(상온 (25 ℃) 접착력)을 의미한다. 고온(60 ℃) 접착력은 제조된 샘플을 상온에서 24시간 aging 한 후 60 ℃에서 같은 방법으로 측정한 값을 의미한다.
본 명세서에서 "신장율"은 점착필름을 두께 100 ㎛, 5 cm × 5 cm 크기로 절단한 후, 빈틈 없이 밀착하도록 말아서, TA(TA.XT_Plus Texture Analyzer(Stable Micro System(제))에 양 끝을 고정하고, 300 mm/min의 속도로 연신 시키는 경우, 상기 점착필름의 끊어지는 순간의 길이를 연신 전의 길이(100%)에 대한 비율(%)로 나타낸 것을 의미한다.
본 명세서에서 "기포발생면적"은 점착필름(13 cm × 3 cm, 두께 100 ㎛)의 일면에 50 ㎛ 두께의 PET 및 상기 점착필름의 이면에 100 ㎛ 두께의 PET이 적층된 점착필름을 1 cm 간격의 평행한 틀 사이에 50 ㎛ PET 방향으로 구부려서 넣고 70 ℃, 습도 93%에서 24 시간 에이징(aging)하고 기포가 발생한 부분을 광학현미경(Olympus사, EX-51, 30배율)로 측정한 이미지를 Mountech사의 Mac-view software로 분석하여, 면적에 대하여 기포의 크기와 차지하는 면적의 비율을 측정한 값(%)이다.
점착제 조성물
본 발명의 하나의 관점인 점착제 조성물은 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 및 나노입자를 포함하는 조성물이고, 상기 나노입자는 실리콘계 화합물을 포함하고, 평균입경은 5 nm 내지 800 nm이다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 단량체의 공중합체일 수 있다.
상기 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체는 -150 ℃ 내지 0 ℃의 유리전이온도(Tg)를 갖는 것이면 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로는 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 -20 ℃인 단량체, 예를 들면 가 -150 ℃ 내지 -40 ℃인 단량체를 사용할 수 있다. 상기 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 중 55 중량% 내지 85 중량%, 예를 들면 60 중량% 내지 75 중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위에서 점착필름은 접착력 및 신뢰성이 우수하다.
구체적으로 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체, 에틸렌 옥사이드를 갖는 단량체, 프로필렌 옥사이드를 갖는 단량체, 아민기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체, 알콕시기를 갖는 단량체, 인산기를 갖는 단량체, 설폰산기를 갖는 단량체, 페닐기를 갖는 단량체 및 실란기를 갖는 단량체 중 하나 이상을 포함할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알킬 (메트)아크릴레이트 단량체는 비치환된 탄소수 1 내지 20의 선형 또는 분지형의 알킬 (메트)아크릴산 에스테르를 포함할 수 있다. 예를 들면, 메틸 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 프로필 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, t-부틸 (메트)아크릴레이트, iso-부틸 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 헵틸 (메트)아크릴레이트, 에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐 (메트)아크릴레이트, 데실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 탄소수 4 내지 8의 알킬 (메트)아크릴계 단량체를 사용함으로써 초기 점착력의 증대 효과가 더 있을 수 있다.
상기 에틸렌 옥사이드를 갖는 단량체는 에틸렌옥사이드기(-CH2CH2O-)를 함유하는 (메타)아크릴레이트계 단량체를 1종 이상 사용할 수 있다. 예를 들어 폴리에틸렌 옥사이드 모노메틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노에틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노프로필 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노부틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노펜틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 디메틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 디에틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노이소프로필 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노이소부틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 옥사이드 모노터트부틸 에터(메트)아크릴레이트 등의 폴리에틸렌 옥사이드 알킬 에터(메트)아크릴레이트가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 프로필렌 옥사이드를 갖는 단량체는 폴리프로필렌 옥사이드 모노메틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노에틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노프로필 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노부틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노펜틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 디메틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 디에틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노이소프로필 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노이소부틸 에터(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌 옥사이드 모노터트부틸 에터(메트)아크릴레이트 등의 폴리프로필렌 옥사이드 알킬에터 (메트)아크릴레이트가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 아미노기를 갖는 단량체는 모노메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 모노에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 모노메틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트, 모노에틸아미노프로필 (메타)아크릴레이트, 다이메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트,N-tert-뷰틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 메타크릴옥시에틸트라이메틸암모늄클로라이드 (메타)아크릴레이트 등의 아미노기 함유 (메타)아크릴계 단량체가 될 수 있으나 반드시 이에 제한 되는 것은 아니다.
아미드기를 갖는 단량체는 (메타)아크릴아마이드, N-메틸아크릴아마이드, N-메틸메타크릴아마이드, N-메틸올 (메타)아크릴아마이드, N-메톡시메틸 (메타)아크릴 아마이드, N,N-메틸렌 비스 (메타)아크릴 아마이드, 2-하이드록시에틸아크릴아마이드등의 아마이드기 함유 (메타)아크릴계 모노머가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 알콕시기를 갖는 단량체는 2-메톡시 에틸 (메트)아크릴레이트, 2-메톡시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-부톡시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-메톡시펜틸 (메트)아크릴레이트, 2-에톡시펜틸 (메트)아크릴레이트, 2-부톡시헥실 (메트)아크릴레이트, 3-메톡시펜틸 (메트)아크릴레이트, 3-에톡시펜틸 (메트)아크릴레이트, 3-부톡시헥실 (메트)아크릴레이트가 될 수 있으며, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 인산기를 갖는 단량체로는 2-메타크릴로일옥시에틸다이페닐포스페이트 (메타)아크릴레이트, 트라이메타크릴로일옥시에틸포스페이트 (메타)아크릴레이트, 트라이아크릴로일옥시에틸포스페이트 (메타)아크릴레이트 등의 인산기를 갖는 아크릴계 단량체가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한 되는 것은 아니다.
상기 설폰산기를 갖는 단량체는 설포프로필(메타)아크릴레이트 나트륨, 2-설포에틸 (메타)아크릴레이트나트륨, 2-아크릴아미도-2-메틸프로페인설폰산 나트륨 등의 설폰산기를 갖는 아크릴계 단량체가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 페닐기를 갖는 단량체는 p-tert-부틸페닐(메타)아크릴레이트, o-바이페닐(메타)아크릴레이트 등의 페닐기를 갖는 아크릴계 비닐 단량체가 가능하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 실란기를 갖는 단량체는 2-아세토아세톡시에틸(메타)아크릴레이트, 비닐트라이메톡시실란, 비닐트라이에톡시실란, 비닐 트리스(β-메톡시에틸)실란, 비닐트라이아세틸실란, 메타크릴로일옥시프로필트라이메톡시실란 등의 실란기를 지닌 비닐 단량체가 될 수 있으나, 반드시 이에 제한 되는 것은 아니다.
상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 1개 이상의 수산기를 갖는 탄소수 1-20의 알킬기, 1개 이상의 수산기를 갖는 탄소수 5-20의 사이클로알킬기, 또는 1개 이상의 수산기를 갖는 탄소수 6-20의 아릴기를 갖는 (메트)아크릴산 에스테르가 될 수 있다. 예를 들면, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메트)아크릴레이트 중 하나 이상이 될 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 특히, 수산기를 갖는 탄소수 1 내지 5의 알킬기 함유 (메트)아크릴계 단량체를 사용함으로써 점착필름의 접착력 상승 효과가 더 있을 수 있다.
구체예에서 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 유리전이온도가(Tg)가 -80 ℃ 내지 -20 ℃, 구체적으로 -60 ℃ 내지 -35 ℃인 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트를 사용할 수 있다. 예를 들어, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴레이트 등을 사용할 수 있으나 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 상기의 온도범위에서 점착필름은 저온 및 상온에서의 점탄성 특성이 우수하다.
상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 단량체는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 중 15 내지 45중량%, 예를 들면 25 내지 40중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위에서 점착필름의 헤이즈가 낮고, 접착력이 우수한 효과가 있다.
다른 구체예에서, 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체는 카르복시기를 갖는 단량체를 더 포함할 수 있다.
상기 카르복시기를 갖는 단량체는 (메트)아크릴산, 2-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 3-카르복시프로필 (메트)아크릴레이트, 4-카르복시부틸 (메트)아크릴레이트, 이타콘산, 크로톤산, 말레산, 푸마르산 및 무수 말레산 등이 될 수 있으나, 반드시 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 카르복시기를 갖는 단량체는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 중 0.1 중량% 내지 10 중량%, 구체적으로 0.1 중량% 내지 7 중량%, 더욱 구체적으로 0.1 중량% 내지 5 중량%가 포함될 수 있고, 상기 범위에서 점착필름의 접착력이 높고, 신뢰성이 우수한 효과가 있다.
나노입자
상기 접착제 조성물은 나노입자를 더 포함할 수 있다. 나노입자가 포함됨으로써, 점착필름의 저온 및/또는 상온 점탄성이 우수하고, 가교된 구조를 가지게 되어 점착필름의 고온 점탄성이 안정적으로 발현된다. 또한 특정 평균입경을 가지는 나노입자를 적용하고, 나노입자와 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체의 굴절률 차이를 작도록 조절함으로써, 점착필름은 나노입자를 포함함에도 불구하고 우수한 투명성을 가질 수 있다.
상기 나노입자는 평균입경이 5 nm 내지 800 nm, 구체적으로 5 nm 내지 700 nm, 더욱 구체적으로 10 nm 내지 400 nm가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 나노입자의 뭉침을 방지할 수 있고, 투명도가 우수하다.
상기 나노입자는 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체와의 굴절률 차이가 0.03 이하, 구체적으로 0 이상 0.03 이하, 바람직하게는 0 이상 0.02 이하가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 점착필름의 투명도가 우수하다.
상기 나노입자는 코어-쉘 구조이고, 상기 코어와 상기 쉘의 유리전이온도는 하기 식 1을 만족할 수 있다.
[식 1]
Tg(c) < Tg(s)
(상기 식 1에서 Tg(c)는 코어의 유리전이온도(℃)이고, Tg(s)는 쉘의 유리전이온도(℃)이다)
구체적으로, 상기 코어의 유리전이온도는 -200 ℃ 내지 -40 ℃, 구체적으로 -200 ℃ 내지 -80 ℃, 더욱 구체적으로 -200 ℃ 내지 -90 ℃가 될 수 있다. 상기의 범위에서 저온(-20 ℃)에서 요구되는 모듈러스 값을 구현할 수 있으며, 저온 및/또는 상온 점탄성 특성이 우수하다.
상기 코어는 상기의 유리전이온도를 가지는 폴리실록산 또는 그 혼합물일 수 있다. 상기 폴리실록산은 예를 들어, 오가노실록산 (공)중합체가 될 수 있다. 오가노실록산 (공)중합체는 가교가 되지 않은 것을 사용할 수도 있고, 가교된 (공)중합체를 사용할 수도 있다. 내충격성, 착색성을 위해 가교상태의 오가노 실록산 (공)중합체를 사용할 수 있다. 이는 가교된 형태의 오가노실록산으로써, 구체적으로 가교된 디메틸실록산, 메틸페닐실록산, 디페닐실록산 또는 그 2 이상의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 2 이상의 오가노실록산이 공중합된 형태를 사용함으로써 굴절률(1.41~1.50)을 조절할 수 있다.
상기 오가노실록산 (공)중합체의 가교상태는 각종 유기용매에 의해 용해되는 정도를 가지고 판단할 수 있다. 가교상태가 심화될수록 용매에 의해 용해되는 정도가 작아진다. 가교상태를 판단하기 위한 용매로는 아세톤이나 톨루엔 등을 사용할 수 있으며, 구체적으로 오가노실록산 (공)중합체는 아세톤이나 톨루엔에 의해 용해되지 않는 부분을 가질 수 있다. 오가노실록산 공중합체의 톨루엔에 대한 불용성분이 30% 이상이 될 수 있다.
추가적으로 상기 오가노실록산 (공)중합체에는 알킬아크릴레이트 가교중합체를 더 포함할 수 있다. 상기 알킬아크릴레이트 가교중합체는 메틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 예를 들어 유리전이온도가 낮은 n-부틸아크릴레이트 또는 2-에틸헥실 아크릴레이트를 사용할 수 있다.
구체적으로 상기 쉘의 유리전이온도는 15 ℃ 내지 200 ℃, 구체적으로 15 ℃ 내지 180 ℃, 더욱 구체적으로 15 ℃ 내지 150 ℃가 될 수 있다. 상기의 범위에서 입자의 공정성이 좋은 장점이 있다.
상기 쉘은 상기의 유리전이온도를 갖는 폴리 (메트)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸 메타크릴레이트, 폴리프로필 메타크릴레이트, 폴리부틸 메타크릴레이트, 폴리이소프로필 메타크릴레이트, 폴리이소부틸 메타크릴레이트, 폴리사이클로헥실 메타크릴레이트, 폴리페닐 메타크릴레이트 및 폴리벤질 메타크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다. 바람직하게는 폴리메틸 메타크릴레이트를 포함할 수 있다.
구체예에 따르면, 상기 나노입자는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 내지 20 중량부, 구체적으로 0.5 중량부 내지 18 중량부, 더욱 구체적으로 0.5 중량부 내지 15 중량부로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서, 점탄성과 모듈러스 및 리커버리력의 균형을 이룰 수 있다.
상기 코어와 쉘의 중량비는 1 : 1 내지 9 : 1, 바람직하게는 1 : 1 내지 8 : 1, 더욱 바람직하게는 1.5 : 1 내지 8 : 1이 될 수 있다. 상기의 범위에서, 넓은 범위에서 점탄성 특성이 유지되며, 상용성 및 리커버리력이 우수하다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체는 전이온도(Tg)가 가 0 ℃ 이하, 예를 들어 -200 ℃ 내지 0 ℃, 구체적으로 -150 ℃ 내지 0 ℃, 더욱 구체적으로 -100 ℃ 내지 0 ℃가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 저온 및/또는 상온 에서의 점탄성 특성이 우수하다.
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 50만 g/mol 내지 300만 g/mol, 구체적으로 100만 g/mol 내지 280만 g/mol이 될 수 있고, 상기 범위에서 점착필름의 내구성을 높일 수 있다
수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체는 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및/또는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및/또는 카르복시기를 갖는 단량체 등을 포함하는 단량체 혼합물, 및/또는 나노입자와 라디칼 광중합 개시제를 혼합하고 용액 중합, 현탁 중합, 광중합, 벌크중합, 또는 에멀젼중합하여 제조될 수 있다. 구체적으로, 용액 중합은 단량체 혼합물 및 나노입자에 개시제를 첨가하고 50 ℃ 내지 100 ℃에서 수행할 수 있고, 라디칼 광중합 개시제는 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, Azobisisobutyronitrile, Potassium persulfate, tert-butylhydroperoxide 및 diisopropylbenzene hydroperoxide 중 하나 이상을 포함하는 라디칼 중합 개시제를 사용할 수 있으며, 이에 제한 되는 것은 아니다.
유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및/또는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및/또는 카르복시기를 갖는 단량체 등을 포함하는 단량체 혼합물 및 나노입자를 완전히 중합하여 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체를 제조할 수도 있다. 또는 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및/또는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및/또는 카르복시기를 갖는 단량체 등을 포함하는 단량체 혼합물 및 나노입자를 부분 중합하고 추후 개시제와 가교제를 더 첨가한 후 중합을 완료할 수도 있다. 부분 중합은 단량체 혼합물 및 나노입자를 중합하여 25 ℃에서 점도 100 cPs 이상, 구체적으로 점도 300 내지 50,000 cPs로 중합할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 개시제 및 가교제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
개시제
개시제는 라디칼형 광중합 개시제가 될 수 있고, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 제조시 사용된 개시제와 같거나 다른 개시제를 사용할 수 있다. 개시제는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.001 내지 5 중량부, 구체적으로 0.003 중량부 내지 3 중량부, 더욱 구체적으로 0.1 중량부 내지 1 중량부로 포함될 수 있고, 상기 범위에서 경화 반응이 완전히 진행될 수 있고, 잔량의 개시제가 남아 점착필름의 투과율이 저하되는 것을 막을 수 있고, 또한 가혹조건에서 기포발생을 방지할 수 있고, 우수한 반응성을 가질 수 있다.
가교제
가교제는 다관능성 (메트)아크릴레이트로로, 예를 들면 1,4-부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메트)아크릴레이트, 디(메트)아크릴록시에틸 이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 (메트)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메트)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올 (메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메트)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메트)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메트)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메트)아크릴레이트 또는 트리스(메트)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메트)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨테트라 (메트)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 디펜타에리쓰리톨 펜타(메트)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메트)아크릴레이트 또는 우레탄(메트)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트의 반응물 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다. 바람직하게는, 가교제는 수산기를 2-20개 갖는 다가알코올의 다관능성 (메트)아크릴레이트를 사용함으로써 우수한 내구신뢰성을 가지는 효과가 있다.
가교제는 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대해 0.01 중량부 내지 5 중량부, 구체적으로 0.03 중량부 내지 3 중량부, 구체적으로 0.1 중량부 내지 0.3 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 점착필름의 접착력과 신뢰성이 증가하는 효과가 있다.
다른 구체예에서, 상기 점착제 조성물은 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.
실란 커플링제
실란 커플링제로는 실록산계 또는 에폭시계 실란 커플링제를 더 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 실란 커플링제는 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부, 구체적으로 0.01 중량부 내지 2 중량부, 더욱 구체적으로 0.01 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다. 상기의 범위에서 점착필름의 신뢰성 증가의 효과가 있다.
첨가제
점착제 조성물은 선택적으로 경화촉진제, 이온성 액체, 리튬염, 무기충전제, 연화제, 산화방지제, 노화방지제, 안정제, 점착 부여 수지, 개질수지(폴리올 수지, 페놀수지, 아크릴수지, 폴리에스테르 수지, 폴리올레핀 수지, 에폭시 수지, 에폭시화 폴리부타다이엔 수지 등), 레벨링제, 소포제, 가소제, 염료, 안료(착색 안료, 체질 안료 등), 처리제, 자외선차단제, 형광증백제, 분산제, 열안정제, 광안정제, 자외선흡수제, 대전방지제, 윤활제 및 용제 등의 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
점착제 조성물은 25℃ 점도가 300 cPs 내지 50,000 cPs가 될 수 있고, 상기 범위에서 우수한 코팅성과 두께 균일성을 얻는 효과가 있을 수 있다.
점착필름
본 발명의 하나의 구체예에 따른 점착필름은, 상기 점착제 조성물로 통상의 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및/또는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및/또는 카르복시기를 갖는 단량체 등을 포함하는 단량체 혼합물, 및/또는 나노입자를 중합하여, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체를 제조할 수 있다. 또는, 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및/또는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및/또는 카르복시기를 갖는 단량체 등을 포함하는 단량체 혼합물을 일부 이상 중합하고, 나노입자와 함께 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체를 제조할 수 있다. 제조된 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체에 개시제, 가교제를 혼합하여 점착제 조성물을 제조하고, 그리고 상기 점착제 조성물을 UV 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 비경화성 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 점착필름에 나노입자가 포함됨으로써, 저온(-20 ℃)에서도 유연하고, 플렉서블 디바이스에 적절한 모듈러스를 유지할 수 있으며, 저온(-20 ℃) 및/또는 상온(25 ℃) 점탄성이 우수하고, 고온(80 ℃)에서도 점탄성이 안정적으로 발현된다. 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체만 사용하였을 경우보다 매트릭스(matrix) 사이에 응집되는 현상을 나노입자가 방해함으로써, 점착필름이 피착제에 대한 퍼짐성을 우수하게 한다. 또한 특정 평균입경을 가지는 나노입자를 적용하고, 나노입자와 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체의 굴절률 차이를 작도록 조절함으로써, 점착필름은 나노입자를 포함함에도 불구하고 우수한 투명성을 가질 수 있다. 따라서, 상기 점착필름은 넓은 온도 범위에서 점탄성이 유지되어 폴딩(folding)성이 우수하고, 우수한 투명성을 가지게 되어 플렉서블(flexible) 광학부재에 적용할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 용매를 포함하지 않으며, 25 ℃에서 점도가 300 내지 50,000 cPs가 될 수 있다. 나노입자 함유 (메트)아크릴계 공중합체가 용매를 포함하지 않음으로써, 점착필름의 기포발생이 없어 신뢰성을 높일 수 있다.
구체예에서, 점착필름은 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및/또는 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 및/또는 카르복시기를 갖는 단량체 등을 포함하는 단량체 혼합물 및/또는 나노입자 혼합물을 부분 중합하고, 부분 중합된 (메트)아크릴계 단량체 및 나노입자에 가교제, 개시제 및 첨가제를 첨가하고 이형필름에 코팅한 후 경화시켜 제조할 수 있다. 경화는 무산소 상태에서 저압램프로 파장 300 nm 내지 400 nm에서 조사량 400 mJ/cm2 내지 30,000 mJ/cm2의 조사를 포함할 수 있다. 구체적으로, 코팅된 조성물에 1,000 내지 20,000 mJ/cm2 의 에너지로 경화할 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
점착필름은 투명점착필름으로 사용될 수 있고, 또는 광학필름 상에 형성되어 점착형 광학필름으로 사용될 수도 있는데, 상기 광학필름으로 편광판을 들 수 있다. 편광판은 편광자, 편광자 상에 형성된 보호필름을 포함하고 하드코팅층, 반사방지층 등을 더 포함할 수도 있다.
점착필름은 두께가 10㎛ 내지 2mm, 구체적으로 50㎛ 내지 1.5mm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 광학표시장치에 사용될 수 있다.
상기 점착필름은 유리전이온도(Tg)가 0 ℃ 이하, 예를 들어 -150 ℃ 내지 0 ℃, 구체적으로 -150 ℃ 내지 -20 ℃, 더욱 구체적으로 -150 ℃ 내지 -30 ℃가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 점착필름은 저온 및 상온에서의 점탄성 특성이 우수하다.
상기 점착필름은 80 ℃에서 모듈러스가 10 KPa 내지 1,000 KPa, 구체적으로 10 KPa 내지 300 KPa, 더욱 구체적으로 10 KPa 내지 100 KPa가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 점착필름은 고온에서도 점탄성(elastic) 특성이 발현되고, 고온에서 빈번하게 접히는 경우에도, 점착필름이 피착제로부터 떨어지지 않고 또한 점착필름이 흘러넘치는 현상을 방지할 수 있으며, 점착필름의 리커버리력이 우수하다.
상기 점착필름은 25 ℃에서 모듈러스가 10 KPa 내지 500 KPa, 구체적으로 10 KPa 내지 300 KPa, 더욱 구체적으로 10 KPa 내지 150 KPa가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 상온에서 점착필름의 점탄성 특성이 발현되고, 리커버리력이 우수한 장점이 있다.
상기 점착필름은 -20 ℃에서 모듈러스가 10 KPa 내지 700 KPa, 구체적으로 10 KPa 내지 450 KPa, 더욱 구체적으로 10 KPa 내지 200 KPa가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 점착필름은 저온에서 플렉서블 디바이스에 사용될 때, 유연하여 백화현상 없어, 광학소재용으로 사용할 수 있는 장점이 있다.
또한, 점착필름의 80 ℃에서 모듈러스와 -20 ℃에서 모듈러스의 비율은 1 : 1 내지 1 : 20, 구체적으로 1 : 1 내지 1 : 15, 더욱 구체적으로 1 : 1 내지 1 : 10이 될 수 있다. 상기의 범위에서 점착필름은 넓은 온도범위(-20 ℃내지 80 ℃)에서 피착제간의 접착력이 떨어지지 않으며, 점착필름을 플렉서블(flexible) 광학부재에 사용할 수 있다.
상기 점착필름은 100 ㎛의 두께에서의 헤이즈가 4% 이하, 구체적으로 3% 이하, 더욱 구체적으로 2% 이하가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 상기 점착필름을 광학표시장치에 사용할 때 우수한 투명도를 나타낸다.
상기 점착필름은 100 ㎛의 두께에서 200% 연신 후, 헤이즈가 5% 이하, 바람직하게는 3% 이하, 더욱 바람직하게는 2%이하가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 점착필름은 디스플레이에 사용할 경우 우수한 투명도를 나타낸다.
상기 점착필름은 100 ㎛의 두께에서 하기 식 2에 의한 리커버리력이 30% 내지 90%, 구체적으로 40% 내지 90%, 더욱 구체적으로 40% 내지 80%가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 점착필름을 플렉서블(flexible) 광학표시장치에 적용할 수 있고, 수명도 길어지는 장점이 있다.
[식 2]
리커버리력(%)=(1-(Xf/X0))×100
(상기 식 2에서, Xf는 점착필름 두께의 1,000%로 인장된 길이에서 10초 유지 후 응력을 제거한 후의 길이이고, X0는 점착필름 두께의 1,000%로 인장된 길이이다).
상기 점착필름(13 cm 가로 ×3 cm 세로, 두께 100 ㎛)을 온도 70 ℃, 습도 93%에서 24시간 에이징(aging)한 경우 기포발생면적(%)이 0%가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 고온고습에서도 피착제와의 떨어짐이 발생하지 아니한다.
상기 "기포발생면적"은 점착필름(가로 13 cm × 세로 3 cm, 두께 100 ㎛)의 일면에 50 ㎛ 두께의 PET 및 상기 점착필름의 이면에 100 ㎛ 두께의 PET이 적층된 점착필름을 1 cm 간격의 평행한 틀 사이에 상기 점착필름의 가로길이가 1/2이 되도록 50 ㎛ PET 방향으로 구부려서 넣고 온도 70 ℃, 습도 93%에서 24 시간 에이징(aging)하고 광학현미경(Olympus사, EX-51)로 측정한 이미지를 Mountech사의 Mac-view software로 분석하여, 면적에 대하여 기포의 크기와 차지하는 면적의 비율을 측정한 값(%)이다.
상기 점착 필름은 두께 100 ㎛, 5 cm × 5 cm 크기로 절단한 후, 빈틈 없이 밀착하도록 말아서 TA(TA.XT_Plus Texture Analyzer(Stable Micro System(제))에 양 끝을 고정하고, 300 mm/min의 속도로 연신 시키는 경우, 상기 점착필름의 끊어지는 순간의 길이가 연신 전의 길이에 비해 800% 내지 2,000%, 구체적으로 800% 내지 1,800%, 더욱 구체적으로 900% 내지 1,800%가 될 수 있다. 상기의 범위에서 점착필름은 넓은 온도 범위에서의 점탄성이 유지되며, 신뢰성이 우수하다.
상기 점착필름은 50 ㎛의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사한 후, PET 기재에 접착시키고 2 Kg 롤러를 통과시킨 후 상온(25 ℃)에서의 접착력이 200 gf/in 내지 3,000 gf/in, 구체적으로 300 gf/in 내지 2,500 gf/in, 더욱 구체적으로 400 gf/in 내지 2,000 gf/in가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 상온에서 점착필름의 접착력 및 신뢰성이 우수하다.
상기 점착필름(두께 100 ㎛)은 60 ℃에서의 접착력이 100 gf/in 내지 2,000 gf/in, 구체적으로 200 gf/in 내지 1,500 gf/in, 더욱 구체적으로 300 gf/in 내지 1,000 gf/in가 될 수 있다. 상기의 범위에서, 고온에서의 점착필름의 접착력 및 신뢰성 이 우수하다.
상기 점착필름은 점착제 조성물의 도포 전에 표면 처리, 예를 들면 250 mJ/cm2 이상 코로나 전처리 단계를 거칠 수도 있다. 코로나 전처리 단계를 거치는 경우, 상기 점착필름의 접착강도 (25 ℃ 및 60℃)가 더욱 증가할 수 있다. 코로나 전처리는 예를 들어, 코로나 처리기(Now plasma)를 사용하여, 78 dose의 선량으로 플라즈마(plasma)를 방전시키면서, PET 필름을 2회 처리(총 선량: 156 dose) 시킬 수 있고, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
구체적으로, 상기 점착필름은 100 ㎛의 두께에서, 코로나 전처리된 PET에 대한 상온(25℃) 접착강도가 400 gf/in 내지 4,000 gf/in, 구체적으로 500 gf/in 내지 3,500 gf/in, 더욱 구체적으로 600 gf/in 내지 3,000 gf/in, 더욱 더 구체적으로는 700 gf/in 내지 3,000 gf/in가 될 수 있다. 또한, 상기 점착필름은 100 ㎛의 두께에서, 코로나 전처리된 PET에 대한 고온(60℃) 접착강도가 200 gf/in 내지 2,000 gf/in, 구체적으로 300 gf/in 내지 2,000 gf/in, 더욱 구체적으로 400 gf/in 내지 1,500 gf/in, 더욱 더 구체적으로 450 gf/in 내지 1,500 gf/in가 될 수 있다.
디스플레이 부재
본 발명의 또 다른 관점은 디스플레이 부재에 관한 것이다.
상기 디스플레이 부재는 광학필름; 및 상기 광학필름의 일면 또는 양면에 부착된 상기 점착 필름을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명 일 구체예의 디스플레이 부재의 단면도이다.
도 1에 의하면, 디스플레이 부재는 광학필름(40) 및 상기 광학필름(40)의 일면 에 부착된 상기 점착 필름(200)을 포함할 수 있다.
상기 점착필름(200)은 광학필름(40)의 일면 또는 양면에 부착되는 점착층으로서, 유리, 기판, 터치패널의 전극, LCD/OLED 모듈과 터치패널, 광학 필름 등을 서로 부착하는데 사용될 수 있다.
상기 광학 필름으로는 터치패널, 윈도우, 편광판, 칼라필터, 위상차 필름, 타원 편광필름, 반사 편광필름, 반사방지 필름, 보상필름, 휘도 향상필름, 배향막, 광확산 필름, 유리비산 방지 필름, 표면 보호필름, OLED 소자 배리어층, 플라스틱 LCD 기판, ITO(indium tin oxide), FTO(fluorinated tin oxide), AZO(aluminum dopped zinc oxide), CNT(carbon nanotube), Ag 나노와이어(nanowire), 그래핀(graphene) 등의 투명 전극 필름 등을 들 수 있다. 상기 광학 필름의 제조방법은 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 제조될 수 있다.
구체적으로, 상기 점착필름은 폴더블 장치(foldable device) 및 터치패드에 상기 점착 필름을 이용하여 윈도우나 광학필름 및 광학 소자에 부착하여 터치패널을 형성할 수 있다.
구체적으로, 터치패드에 상기 점착 필름을 이용하여 윈도우나 광학필름에 부착하여 터치패널을 형성할 수 있다. 또는 종래와 같이 통상의 편광필름에 점착 필름으로 적용할 수도 있다.
다른 구체예에서 디스플레이 장치는 광학 표시 장치로서 정전 용량식 휴대폰을 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실시예
(A) 단량체 혼합물
(a1) 2-에틸헥실 아크릴레이트(EHA)를 사용하였다.
(a2) 4-히드록시부틸 아크릴레이트(HBA)를 사용하였다.
(B) 나노입자
(b1) 굴절률이 1.43, 평균입경이 170 nm이며, 톨루엔 불용분이 41%인 디메틸실록산-디페닐실록산 가교공중합체 99.5g과 n-부틸아크릴레이트 127.2g, 트리알릴이소시아누네이트 2.4g을 상온에서 혼합하고. 나트륨 도데실벤젠설페이트 1.4 g을 이온교환수 760 g에 분산시킨 상태의 실리콘 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합액의 온도를 75 ℃로 유지하며 포타슘퍼설페이트 2.4 g을 투입하여 중합반응을 4 시간 동안 진행시켰다. 이후 포타슘퍼설페이트 0.7 g을 추가로 투입하고, 메틸 메타아크릴레이트 64.8g과 메틸 아크릴레이트 7.25g을 혼합한 용액을 15분간 적가하였다. 그리고 75 ℃에서 4 시간 동안 반응을 진행시키고 상온으로 냉각하였다. (반응 전환율: 97.4%) 최종 반응액과 1.5% MgSO4 수용액을 75 ℃에서 혼합하고, 수세, 건조과정을 거쳐 나노입자를 제조하고 그 존재를 확인하였다. 제조된 나노입자는 굴절률(NB)이 1.45이고, 평균입경이 173 nm이고, 코어와 쉘의 중량비는 2.36 : 1이었다.
(b2) 굴절률이 1.45, 평균입경이 210 nm이며, 톨루엔 불용분이 60%인 디메틸실록산-디페닐실록산 가교공중합체 120 g과 2-에틸헥실 아크릴레이트 127.2 g, 트리알릴이소시아누네이트 2.4 g을 상온에서 혼합하고. 나트륨 도데실벤젠설페이트 2.8 g을 이온교환수 980 g에 분산시킨 상태의 실리콘 혼합물을 제조하였다. 상기 혼합액의 온도를 75 ℃로 유지하며 포타슘퍼설페이트 2.4 g을 투입하여 중합반응을 4 시간 동안 진행시켰다. 이후 포타슘퍼설페이트 0.7 g을 추가로 투입하고, 메틸 메타아크릴레이트 64.8g과 메틸 아크릴레이트 7.25g을 혼합한 용액을 15분간 적가하였다. 이후 75 ℃에서 4 시간 동안 반응을 진행시키고 상온으로 냉각하였다. (반응 전환율: 95.8%) 최종 반응액과 1.5% MgSO4 수용액을 75 ℃에서 혼합하고, 수세, 건조과정을 거쳐 나노입자를 제조하고 그 존재를 확인하였다. 제조된 나노입자는 굴절률(NB)이 1.46이고, 평균입경이 214 nm이고, 코어와 쉘의 중량비는 2.79 : 1이었다.
(C) 라디칼형 광중합 개시제
(c1) 바스프(BASF)사에서 제조된 이가큐어 651(2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논) 제품을 사용하였다.
(c2) 바스프(BASF)사에서 제조된 이가큐어 184(1-하이드록시-사이클로헥실-페닐-케톤) 제품을 사용하였다.
(D) 첨가제(커플링제): Shin-Etsu사에서 제조된 KBM-403을 사용하였다.
실시예 1
2-에틸헥실 아크릴레이트(a1) 60중량%, 4-히드록시부틸 아크릴레이트(a2) 40중량%를 포함하는 단량체 혼합물 및 아크릴계 단량체 혼합물 100 중량부 대비 나노입자(b1) 2.5 중량부 및 광중합 개시제(c1)(이르가큐어 651) 0.005 중량부를 유리 용기 내에서 잘 혼합하였다. 유리 용기 내의 용해된 산소를 질소 기체로 교체하고, 저압 램프(50 mw/cm2, Sankyo사에서 제조된 BL Lamp)를 사용하여 자외선을 조사함으로써 혼합물을 중합시켜 나노입자를 포함하는, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체(점도: 1500 cPs)를 수득하였다. 생성된 나노입자를 포함하는, 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체에 부가적 광중합 개시제(c2)(이르가큐어 184)를 0.35중량부를 첨가하여 점착제 조성물을 제조하였다.
생성된 점착제 조성물을 폴리에스테르 필름(이형 필름, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름, 두께 50㎛) 상에 코팅하여 두께 100 ㎛의 점착필름을 형성하였다. 그리고, 상부에 75 ㎛ 두께의 이형필름을 커버한 후, 양면에 6분 동안 저압 램프(50mw/cm2, Sankyo사에서 제조된 BL Lamp)를 사용하여 조사하여 점착필름을 수득 하였다. 상기 점착필름의 유리전이온도(Tg)는 -38.6 ℃이었다.
실시예 2 내지 5 및 비교예 1
실시예 1에서 각 성분의 함량을 하기 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법을 수행하여 투명 점착 시트를 제조하였다.
실시예와 비교예에서 제조한 점착필름에 대해 하기 표 1의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
물성평가 방법
(1) 유리전이온도(Tg, ℃): 실시예와 비교예의 점착필름에 대해, 15 mg (on 6 mm Al Pan)의 샘플을 만들어서 질소 분위기(50mL/min)에서 20 ℃/min의 승온 속도로 180 ℃까지 승온하고 -80 ℃까지 냉각시킨 후(제1 가열조건(1st run)), 20 ℃/min의 승온 속도로 180 ℃까지 승온하면서 점착필름의 유리전이온도(Tg)를 측정하였다.
(2) 모듈러스: 동적 점탄성 측정 장치인 ARES (Anton Paar社 MCR-501)를 사용하여 전단 모드(1 ㎐)에서 점탄성을 측정하였다.(Frequency: 1 rad/sec) 이형 필름을 제거한 후에 제조한 점착필름을 약 1 ㎜의 두께로 적층하고, 직경이 8 ㎜인 천공기로 적층물을 천공해내어 시편으로 사용하였다. -60 ℃ 내지 90 ℃의 온도 범위에서 5 ℃/min의 온도 상승 속도로 측정을 수행하였으며, -20 ℃, 25 ℃, 80℃에서 탄성률을 기록하였다.
(3) 접착력: 제조된 점착필름을 50 ㎛ 두께의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사하고, 샘플을 1.27 cm × 15 cm 스트립으로 절단하였다. 각각의 스트립을 10 cm × 20 cm의 청결한 PET 기재에 접착시켰다. 2킬로그램 롤러를 스트립 위에 통과시켜 스트립을 접착시켰다. 부착 후 30분이 경과된 시점에서 TA.XT_Plus Texture Analyzer(Stable Micro System(제))를 사용하여, 50㎜/분의 속도로 90° 접착력을 측정하였다(25 ℃ 접착력). 고온(60 ℃) 접착력은 제조된 샘플을 상온에서 24 시간 aging 한 후 60 ℃에서 같은 방법으로 측정하였다.
(4) 코로나 전처리 후 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)에 대한 접착력: 코로나 처리기(Now plasma)를 사용하여, 78 dose의 선량으로 플라즈마(plasma)를 방전시키면서, 10 cm × 20 cm 의 청결한 PET 필름에 코로나 2회 처리(총 선량: 156 dose) 시킨 후, 제작된 샘플을 접착하여 상기 접착력 측정방법과 동일하게 25 ℃ 및 60 ℃의 접착력을 측정하였다.
(5) 헤이즈: Haze meter(Nippon Denshoku社 모델 NDH 5000) 장비를 이용하였다. ASTM(American Society for Testing and Measurement) 시험 방법 D 1003-95 ("투명 플라스틱의 탁도 및 시감 투과율에 대한 표준 시험법(Standard Test for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastic)")에 따라 100 ㎛ 두께에서의 헤이즈를 측정하였다.
(6) 200% 연신 후의 헤이즈: 제조된 점착필름의 샘플(13 cm × 3 cm, 두께 100 ㎛)의 양 끝을 수평인장시험기 양면에 고정하고, 양면의 이형필름을 제거한 후 길이 방향으로 200% 연신한 상태에서, 하부에는 유리판, 상부에는 이형필름을 대고 2 kg 롤러를 통과시킨 점착필름을 접착시켜 연신된 시편을 제조하였다. 그리고 상부의 이형필름 제거 후, 헤이즈를 상기 헤이즈 측정법과 동일한 방법으로 측정하였다.
(7) 리커버리력: 50 mm × 20 mm 크기의 PET필름 두 개를 면적 20 mm × 20 mm만큼 겹치도록, 상기에서 제조한 점착필름(크기 20 mm × 20 mm, 두께 100 ㎛)과 함께 라미네이터(laminator)를 사용하여 샘플을 제조하고, 오토클레이브(autoclave)를 수행하였다. 그리고 두 PET필름의 양끝 15 mm 에 지그(jig)를 이용하여 약 10 MPa의 힘으로 샘플을 고정하고, 30 mm/min의 속도로 점착필름 두께의 1,000%의 길이까지 당기고, 1,000%의 길이에 도달했을 때 10초 동안 유지한 후에 응력을 제거하였다. 테스트 후의 길이를 측정하여 하기의 식 2로부터 리커버리력(%)을 계산하였다.
[식 2]
리커버리력(%)=(1-(Xf/X0))×100
(상기 식 2에서, Xf는 테스트 후 샘플 길이이고, X0는 테스트길이(샘플 두께의 1,000%)이다)
(8) 기포발생면적(%): 점착필름(가로 13 cm × 세로 3 cm, 두께 100 ㎛)의 일면에 50 ㎛ 두께의 PET 및 상기 점착필름의 이면에 100 ㎛ 두께의 PET이 적층된 점착필름을 1 cm 간격의 평행한 틀 사이에, 상기 점착필름의 가로길이가 1/2이 되도록 50 ㎛ PET 방향으로 구부려서 넣고 70 ℃, 습도 93%에서 24 시간 에이징(aging)하고 광학현미경(Olympus사, EX-51)로 측정한 이미지를 Mountech사의 Mac-view software로 분석하여, 면적에 대하여 기포의 크기와 차지하는 면적의 비율을 측정한 값(%)이다.
(8) 굴절률 측정: ATAGO사의 DR-M2 다파장 아베굴절기를 사용하여 측정하였다.
Figure pat00001
(상기 표 1에서, NA는 나노입자를 제외한 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 자체의 점착필름 상태의 굴절률이고, NB는 나노입자의 굴절률이고, |NA-NB|는 나노입자의 굴절률과 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체의 굴절률의 차이이다.)
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본원발명의 범위인 실시예의 점착필름은 넓은 온도 범위에서의 점탄성 특성이 유지되고, 리커버리력 및 기포발생면적 등에서 우수한 물성을 가질 뿐 아니라, 낮은 헤이즈(투명성) 및 우수한 접착력을 가지는 것을 알 수 있다.
반면에, 나노입자를 포함하지 않는 비교예는 그렇지 못하다.
이상 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.
200 : 점착필름 　　　　　　　　40 : 광학필름

Claims (25)

  1. 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체; 및
    나노입자;를 포함하는 조성물이고,
    상기 나노입자는 실리콘계 화합물을 포함하고, 평균입경은 5 nm 내지 800 nm인 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트의 중합체인 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트는 유리전이온도가(Tg)가 -80 ℃ 내지 -20 ℃인 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체는 유리전이온도(Tg)가 -150 ℃ 내지 0 ℃인 단량체 55 중량% 내지 85 중량% 및 수산기를 갖는 (메트)아크릴레이트 15 중량% 내지 45 중량%를 포함하는 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 나노입자는 코어-쉘 구조이고, 상기 코어와 상기 쉘의 유리전이온도는 하기 식 1을 만족하는 점착제 조성물:
    [식 1]
    Tg(c) < Tg(s)
    (상기 식 1에서 Tg(c)는 코어의 유리전이온도(℃)이고, Tg(s)는 쉘의 유리전이온도(℃)이다).
  6. 제5항에 있어서, 상기 코어의 유리전이온도는 -200 ℃ 내지 -40 ℃이고, 상기 쉘의 유리전이온도는 15 ℃ 내지 200 ℃인 점착제 조성물.
  7. 제5항에 있어서, 상기 코어는 폴리실록산을 포함하고, 상기 쉘은 폴리(메트)아크릴레이트를 포함하는 점착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 나노입자는 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체와 굴절률 차이가 0.03 이하인 점착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 나노입자는 상기 수산기를 갖는 (메트)아크릴계 공중합체 100 중량부에 대하여 0.5 중량부 내지 20 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 점착제 조성물은 개시제 및 가교제 중 하나 이상을 더 포함하는 점착제 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 하나의 점착제 조성물로 형성된 점착필름.
  12. 제11항에 있어서, 상기 점착필름은 유리전이온도(Tg)가 0 ℃ 이하인 점착필름.
  13. 제11항에 있어서, 상기 점착필름은 80 ℃에서 모듈러스가 10 KPa 내지 1,000 KPa인 점착필름.
  14. 제11항에 있어서, 상기 점착필름은 25 ℃에서 모듈러스가 10 KPa 내지 500 KPa인 점착필름.
  15. 제11항에 있어서, 상기 점착필름은 -20 ℃에서 모듈러스가 10 KPa 내지 700 KPa인 점착필름.
  16. 제11에 있어서, 상기 점착필름은 100 ㎛ 두께에서의 헤이즈가 4% 이하인 점착 필름.
  17. 제11항에 있어서, 상기 점착필름은 100 ㎛ 두께에서 200% 연신 후 헤이즈가 5% 이하인 점착필름.
  18. 제11항에 있어서, 상기 점착필름은 100 ㎛ 두께에서, 하기 식 2에 의한 리커버리력이 30% 내지 90%인 점착필름:
    [식 2]
    리커버리력(%)=(1-(Xf/X0))×100
    (상기 식 2에서, Xf는 점착필름 두께의 1,000%로 인장된 길이에서 10초 유지 후 응력을 제거한 후의 길이이고, X0는 점착필름 두께의 1,000%로 인장된 길이이다).
  19. 제11항에 있어서, 상기 점착필름(13 cm 가로 ×3 cm 세로, 두께 100 ㎛)의 일면에 50 ㎛ 두께의 PET 및 상기 점착필름의 이면에 100 ㎛ 두께의 PET이 적층된 점착필름을 1 cm 간격의 평행한 틀 사이에 상기 점착필름의 가로길이가 1/2이 되도록 50 ㎛ PET 방향으로 구부려서 넣고 온도 70 ℃, 습도 93%에서 24 시간 에이징(aging)한 경우 기포발생면적이 0%인 점착필름.
  20. 제11항에 있어서, 상기 점착필름을 50 ㎛의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사한 후, PET 기재에 접착시키고 2 kg 롤러를 통과시킨 후, 25 ℃의 접착력이 200 gf/in 내지 3,000 gf/in인 점착필름.
  21. 제11항에 있어서, 상기 점착필름을 50 ㎛의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사한 후, PET 기재에 접착시키고 2 kg 롤러를 통과시킨 후, 60 ℃의 접착력이 100 gf/in 내지 2,000 gf/in인 점착필름.
  22. 제11항에 있어서, 상기 점착필름을 50 ㎛의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사한 후, 코로나 전처리된 PET 기재에 접착시키고 2 kg 롤러를 통과시킨 후, 25 ℃의 접착력이 400 gf/in 내지 4,000 gf/in인 점착필름.
  23. 제11항에 있어서, 상기 점착필름을 50 ㎛의 PET 필름에 100 ㎛의 두께로 전사한 후, 코로나 전처리된 PET 기재에 접착시키고 2 kg 롤러를 통과시킨 후, 60 ℃의 접착력이 200 gf/in 내지 2,000 gf/in인 점착필름.
  24. 광학필름; 및
    상기 광학필름의 일면 또는 양면에 부착된 제11항 내지 제23항 중 어느 한 항의 점착 필름을 포함하는 디스플레이 부재.
  25. 제24항에 있어서, 상기 광학필름은 터치패널, 윈도우, 편광판, 칼라필터, 위상차 필름, 타원 편광필름, 반사 편광필름, 반사방지 필름, 보상필름, 휘도 향상필름, 배향막, 광확산 필름, 유리 비산 방지 필름, 표면 보호필름, OLED 소자 배리어층, 플라스틱 LCD 기판, ITO(indium tin oxide), FTO(fluorinated tin oxide), AZO(aluminum dopped zinc oxide), CNT(carbon nanotube) 포함 필름, Ag 나노와이어(nanowire) 포함 필름 또는 그래핀(graphene)을 포함하는 디스플레이 부재.
KR1020140187619A 2014-12-23 2014-12-23 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착필름 및 이를 포함하는 디스플레이 부재 Active KR101822700B1 (ko)

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