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1. WO2020111338 - OPTICAL CLEAR ADHESIVE TAPE HAVING IMPROVED LEVEL DIFFERENCE ABSORBABILITY AND MANUFACTURING METHOD THEREFOR

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명세서

발명의 명칭

기술분야

1  

배경기술

2   3   4   5   6  

발명의 상세한 설명

기술적 과제

7   8  

과제 해결 수단

9   10   11   12   13   14  

발명의 효과

15  

발명의 실시를 위한 최선의 형태

16   17   18   19   20   21   22   23   24   25   26   27   28   29   30   31   32   33   34   35   36   37   38   39   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50   51   52   53   54   55   56   57   58   59   60   61   62   63   64   65   66   67   68   69   70   71   72   73   74   75   76   77   78   79   80   81   82  

청구범위

1   2   3   4   5   6  

명세서

발명의 명칭 : 단차 흡수성이 향상된 광학 투명 점착 테이프 및 이의 제조방법

기술분야

[1]
본 발명은, 전자 기기에 사용되는 광학 투명 점착테이프 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 이중 경화 방식에 의해 단차 흡수성 및 내구성이 향상된 광학 투명 점착 테이프 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

배경기술

[2]
최근 들어 액정 표시 장치, 터치 패널 등의 전자 부품에 사용하는 광학 부재의 접합을 위하여, 광학 투명 점착 테이프가 널리 사용되고 있다.
[3]
광학 투명 점착 테이프는, 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 필름에 점착 조성물이 도포된 점착층을 매개로 전도성 유리, 보강재 또는 데코 필름 등에 적층한 구조를 갖는다.
[4]
이때, 전도성 유리, 보강재 또는 데코 필름 등에 인쇄부가 형성되어 있는 경우, 상기 인쇄부 상으로 투명 점착 테이프를 적층하게 되면 인쇄부의 높이만큼의 단차가 발생하게 되어 이러한 단차 부위에 빛의 굴곡 현상이 발생하게 된다.
[5]
따라서, 이 같은 단차를 극복할 수 있는 단차 흡수성을 향상시킨 광학 투명 점착 테이프에 대한 기술 개발이 필요한 실정이다.
[6]

발명의 상세한 설명

기술적 과제

[7]
본 발명의 제 1 목적은 인쇄부의 단차 흡수 성능이 향상된 투명 점착 테이프를 제공하는 데에 있다.
[8]
본 발명의 제 2 목적은, 단차 흡수 성능을 향상시키면서도 내구성이 저하되지 않는 광학 투명 점착 테이프를 제공하는 데에도 있다.

과제 해결 수단

[9]
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 광학 투명 점착 테이프는, 아크릴레이트계 화합물 및 광개시제를 부분 중합한 예비중합체 시럽, 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 포함하는 광학 투명 점착 조성물로부터 제조되고, 상기 광학 투명 점착 조성물이 1차 경화됨으로써 반경화 상태가 유지되며, 반경화 상태로 단차를 갖는 기판에 점착된 후, 2차 경화됨으로써 완전 경화되는 단차 흡수성을 갖는 광학 투명 점착 테이프이다.
[10]
본 발명의 광학 투명 점착 테이프는, 1차 경화 후의 겔분율이 30~50%이고, 2차 경화 후의 겔분율이 60% 이상이다.
[11]
본 발명의 일 실시예에서, 상기 1차 경화용 광개시제는 1-하이드록시-싸이클로헥실페닐-케톤(1- hydroxy-cyclohexylphenyl ketone)이고, 상기 2차 경화용 광개시제는 아크릴로일 벤조페논, 아크릴로일에틸 벤조페논 및 아크릴로일옥시 벤조페논으로 이루어진 군에서 선택된 1종인 것이 바람직하다.
[12]
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광학 투명 점착 조성물은, 상기 예비중합체 시럽 100중량부, 1차 경화용 광개시제 0.3 내지 0.9 중량부 및 2차 경화용 광개시제 0.2 내지 0.9 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.
[13]
또한 본 발명의 광학 투명 점착 테이프의 제조방법은, 아크릴레이트계 화합물 및 광개시제를 부분 중합한 예비중합체 시럽을 제조하는 단계; 상기 예비중합체 시럽에 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 첨가하고 배합하여 광학 투명 점착성 조성물을 제조하는 단계; 상기 광학 투명 점착성 조성물을 1차 경화하는 단계; 및 상기 1차 경화된 광학 투명 점착성 조성물을 2차 경화하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[14]
본 발명의 일 실시예에서, 상기 1차 경화하는 단계에서, 0.8 내지 1.3 J/㎠의 광량을 조사하고, 상기 2차 경화하는 단계에서, 3 내지 5 J/㎠의 광량을 조사하는 것이 바람직하다.

발명의 효과

[15]
본 발명의 광학 점착 테이프는 단차 흡수성 및 내구성이 우수한 효과가 있다.

발명의 실시를 위한 최선의 형태

[16]
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다. 이들 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위해 예시적으로 제시한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가지는 자에 있어서 자명할 것이다.
[17]
[18]
본 발명의 광학 투명 점착 테이프는, 아크릴레이트계 화합물 및 광개시제를 부분 중합한 예비중합체 시럽, 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 포함하는 광학 투명 점착 조성물로부터 제조되고, 상기 광학 투명 점착 조성물이 1차 경화됨으로써 반경화 상태가 유지되며, 반경화 상태로 단차를 갖는 기판에 점착된 후, 2차 경화됨으로써 완전 경화되는 단차 흡수성을 갖는 광학 투명 점착 테이프이다.
[19]
광학 투명 점착 테이프는 점착층의 겔분율 및 모듈러스가 높아야 내구성이 우수하지만, 높은 겔분율 및 모듈러스는 단차 흡수 성능을 약화시키는 요인이 된다. 따라서 점착층의 단차 흡수 성능을 향상시키기 위해서는 적절한 수준의 겔분율 및 모듈러스를 갖도록 제어하는 것이 중요하다. 본 발명에서는, 적정 겔분율 및 모듈러스 구현을 위하여, 상기 점착층을 제조함에 있어서, 2중의 광경화를 도입한 데에 특색이 있다.
[20]
즉, 이중의 광경화 방식을 통하여, 1차 경화 후에는 점착층의 겔분율을 30~50%의 수준으로 제어하여 단차 흡수 성능을 향상시키고, 2차 경화 후에는 점착층의 겔분율을 60% 이상으로 제어함으로써, 내구성이 저하되는 것을 방지하였다.
[21]
본 발명은 우선 광중합이 가능한 단량체와 광개시제를 혼합 교반한 후, 질소 분위기 하에서 자외선을 조사하여 시럽 상태의 예비중합체를 제조한다. 상기 예비중합체 시럽은 광경화성 모노머들의 중합에 의하여 형성되는 것이 일반적이다. 구체적으로, 상기 광경화성 점착성 수지를 형성하기 위한 모노머와 광개시제를 혼합하고, 필요에 따라 첨가제를 첨가한 후 광을 조사하여 부분적으로 광중합을 시켜 시럽 상태로 만든다.
[22]
상기 시럽 상태의 예비중합체에, 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 혼합한 점착성 조성물을 제조한 후, 상기 점착성 조성물에 광을 조사하여 1차 경화시키면 반경화 상태의 점착 테이프가 되고, 이후 반경화 상태의 점착 테이프를 기판에 부착해 다시 광을 조사함으로써 완전 경화가 이루어진다.
[23]
본 발명의 광학 투명 점착 테이프는, 반경화 상태로 사용될 수 있으며, 단차 흡수성이 우수하여 60 내지 100㎛의 단차를 갖는 기판 등에 점착될 수 있다. 그리고 기판과 광학 투명 점착 테이프를 완전히 접착시키도록, 2차로 광을 조사하게 되면, 반경화 상태의 점착 조성물이 2차로 광경화되어 점착 테이프는 기판 상에 점착된 상태에서 완전 경화가 되고, 이후 기판과 점착 테이프는 접착이 되는 것이다.
[24]
[25]
이하, 본 발명에 따른 광학 투명 점착 조성물을 보다 상세히 설명한다.
[26]
본 발명의 점착 조성물은, 광 조사시 고분자로 중합, 가교되는 중합물이라면 특별히 제한되어 사용되는 것은 아니다. 바람직하게는 불포화 이중결합을 하나 이상 갖는 화합물 및 광중합 개시제를 포함하는 물질을 사용할 수 있다.
[27]
상기 불포화 이중결합을 하나 이상 갖는 화합물의 바람직한 예로는 아크릴계 화합물이 있다.
[28]
상기 아크릴레이트계 화합물은, 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA), 에틸헥실메틸아크릴레이트(EHMA), 아이소보르닐 아크릴레이트(IBoA), 아이소스테아릴 아크릴레이트(ISTA), 4-하이드록시부틸 아크릴레이트(4-HBA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, n-옥틸아크릴레이트 및 이소옥틸아크릴레이트를 포함하는 아크릴레이트 단량체 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
[29]
본 발명은 중합 수율을 높이기 위해서, 상기 광중합성 단량체에 광개시제를 혼합하고, 필요에 따라 첨가제를 첨가한 후 광을 조사하여 부분적으로 광중합을 시켜 시럽 상태의 예비중합체를 제조하는 과정을 거칠 수 있다.
[30]
상기 예비중합체 시럽에 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 첨가하고 혼합하여 본 발명의 광학 투명 점차 조성물이 제조된다. 상기 예비중합체 시럽은 중량평균분자량이 1,000,000 내지는 3,000,000인 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1,300,000 내지 2,500,000일 수 있으며, 가장 바람직하기로는 1,500,000 내지 2,000,000일 수 있다. 중량평균분자량이 1,000,000미만일 경우 후속 광경화시 오랜 시간이 소요되어 생산성이 떨어질 수 있고, 3,000,000을 초과할 경우에는 점착성 조성물의 제조시 배합 성능이 떨어질 수 있어 바람직하지 않다.
[31]
상기 1차 경화용 광개시제는, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰포리노페닐)-부타논-1,2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-싸이클로헥실페닐-케톤, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-몰포리노프로파논-1,2,4-디에틸티옥산톤, 2-에틸안트라퀴논 및 페난트렌퀴논의 방향족 케톤 중 선택된 1종 이상이 사용될 수 있고, 특히 1-하이드록시-싸이클로헥실페닐-케톤이 바람직하다.
[32]
상기 2차 경화용 광개시제는, 아세토페논, 벤조페논, 미힐러케톤, 벤조인, 벤질메틸케탈, 벤조일베조에이드 등을 들 수 있으나, 벤조페논이 바람직하며, 특히 내구성 향상 측면에서, 아크릴로일 벤조페논, 아크릴로일에틸 벤조페논 및 아크릴로일옥시 벤조페논으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 바람직하다.
[33]
상기 점착 조성물 내에서, 예비중합체 시럽, 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제의 조성은, 상기 예비중합체 시럽 100중량부, 1차 경화용 광개시제 0.3 내지 0.9 중량부 및 2차 경화용 광개시제 0.2 내지 0.9 중량부의 비율로 포함되는 것이 바람직하다. 1차 경화용 광개시제의 함량이 0.2 중량부 미만일 경우, 가공성이 떨어질 수 있고, 0.9 중량부를 초과할 경우 단차극복성이 저하될수 있으며 2차 경화용 광개시제가 0.2 중량부 미만일 경우, 내열성능 및 가공성이 떨어질 수 있고, 2차 경화용 광개시제가 0.9중량부를 초과할 경우 점착 성능이 저하될 수 있어 바람직하지 않다.
[34]
이하, 본 발명의 광학 투명 점착 테이프를 제조하는 방법에 대해 상세히 설명한다.
[35]
우선, 점착 테이프의 점착층을 구성하는 점착 조성물을 제조한다. 점착 조성물은 상기한 바와 같이, 우선 광중합성 단량체 및 광개시제의 혼합물에 광을 조사해 부분 중합시켜 시럽 상태의 예비중합체를 제조하는 것으로부터 시작될 수 있다.
[36]
이후 예비중합체 시럽에, 상기 1차 경화용 광개시제 및 상기 2차 경화용 광개시제를 첨가하여 충분히 교반한 점착성 조성물을 수득하게 된다. 상기 점착성 조성물을 폴리에틸렌테레프탈레이트와 같은 투명 필름 상에 도포한 후, 점착 조성물에 1차로 광을 조사하여 반경화 상태의 점착 테이프를 얻게된다.
[37]
이때, 1차 경화하는 단계에서, 0.8 내지 1.3 J/㎠의 광량을 조사하는 것이 바람직하다. 0.8 J/㎠미만의 광량을 조사할 경우, 충분한 광경화가 되지 아니할 수 있고, 1.3 J/㎠ 초과의 광량을 조사할 경우, 너무 경화가 진행되어 단차 흡수성능이 떨어질 수 있어 바람직하지 않다.
[38]
반경화 상태의 점착 테이프를 기판 상에 점착시킨 후, 상기 점착 테이프가기판 상에 접착되도록 상기 점착 테이프를 완전히 경화시키는데, 이때 조사되는 광량은, 3 내지 5 J/㎠인 것이 바람직하다. 3 J/㎠ 미만의 광량을 조사할 경우 내구성이 떨어질 수 있고, 5 J/㎠ 초과의 광량을 조사할 경우 점착성능이 떨어질 수 있어 바람직하지 않다.
[39]
위와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 광학 점착 테이프는, 1차 경화 후에는 점착층의 겔분율이 30~50%이다. 1차 경화 후의 점착층의 겔분율을 35 내지 45%로 제어하는 것이 단차 흡수성 측면에서 더욱 바람직하다.
[40]
본 발명에 따른 점착 테이프는 터치 패널이나, 디스플레이 패널 등 광학 부재에 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 인쇄 단차 흡수가 필요한 용도라면 특별히 제한되지 않고 모두 사용될 수 있다.
[41]
[42]
이하에서는 본 발명을 실시예 및 비교예에 의하여 더욱 상세히 설명한다. 다만 본 발명이 하기의 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
[43]
[44]
제조예-예비중합체 시럽의 제조
[45]
광중합성 모노머로써 2-EHA / EHMA / IBOA / HEA를 각각 40중량부/10중량부/30중량부/20중량부를 사용하고, 여기에 광개시제 1-하이드록시-싸이클로헥실페닐-케톤(Irgacure 184) 0.05중량부를 첨가한 후, 구 플라스크에 투입하고 질소 분위기 하에서 15분 동안 자외선을 조사하여 부분적으로 광중합을 시켰다. 이때 아크릴계 중합체 시럽은 중합률 10%, 중량평균 분자량 (Mw) 200만의 프리폴리머이다.
[46]
[47]
실시예 1
[48]
상기 제조예의 예비중합체 시럽 100중량부에, 1차 광개시제 1-하이드록시-싸이클로헥실페닐-케톤(Irgacure 184) 0.3중량부, 2차 광개시제 아크릴로일 벤조페논 0.2중량부를 첨가한 후, 점착제 조성물을 배합하였다. 1차 경화시켰다. 이후 LED를 사용하여 3 J/㎠의 광량을 조사해 2차 경화에 의해 점착 테이프의 점착층을 완정경화 시켰다.
[49]
[50]
실시예 2 내지 6
[51]
상기 실시예 1에서, 점착제 조성물의 조성을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 테이프를 제조하였다.
[52]
[53]
비교예 1
[54]
상기 제조예의 예비중합체 시럽 100중량부에, 1차 광개시제 1-하이드록시-싸이클로헥실페닐-케톤(Irgacure 184) 0.3중량부, HDDA(Hexanediol diacrylate) 0.6중량부를 첨가한 후, 점착제 조성물을 배합하였다. 이후 이후 폴리에틸레테레프탈레이트 필름 상에 상기 점착제 조성물을 150㎛의 두께로 코팅하였다. 코팅된 점착 조성물을 블랙 라이트 벌브를 사용하여 3J/㎠의 광량을 조사하여 경화시켰다.
[55]
[56]
비교예 2 내지 3
[57]
상기 실시예 1에서, 점착제 조성물의 조성을 표 1과 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 점착 테이프를 제조하였다.
[58]
[59]
[표1]
1차 광개시제(중량부) 2차 광개시제(중량부)
ABP AEBP AOBP
실시예 1 0.3 0.2 - -
실시예 2 0.5 0.2 - -
실시예 3 0.5 0.5 - -
실시예 4 0.5 0.7 - -
실시예 5 0.5 - 0.5 -
실시예 6 0.5 - - 0.5
비교예 1 0.3 - - -
비교예 2 0.5 1.0 - -
비교예 3 1.0 0.5 - -

[60]
[61]
실험예 1-겔분율의 측정
[62]
상기 실시예 및 비교예들의 점착 테이프에 대하여, 1차 경화 후 및 2차 경화 후 각각 샘플을 채취해 각 샘플의 겔분율을 측정하였다.
[63]
겔분율의 측정은, 점착층의 질량을 정확하게 측정하고, 톨루엔 중에 24시간 침지 후, 200메쉬의 철망으로 여과한다. 그 후, 여과물을 100℃에서 1시간 건조시킨 후, 잔류물의 질량을 정확하게 측정하여, 이하의 식으로부터 점착층의 겔분율을 산출하였다.
[64]
겔분율(%)=불용 부분 질량(g)/점착층 질량(g) × 100
[65]
[66]
실험예 2-모듈러스의 측정
[67]
상기 실시예 및 비교예들의 점착 테이프에 대하여, 1차 경화 후 및 2차 경화 후 각각 샘플을 채취해 모듈러스를 측정해 그 결과를 표 2에 나타내었다.
[68]
모듈러스는 30℃에서 모듈러스측정기 ARES G2를 이용하여 측정하였다.
[69]
[70]
실험예 3-인쇄 단차 흡수성 평가
[71]
실시예 및 비교예에 따른 점착 테이프의 제조 시, 1차 경화 후 인쇄 단차가 100㎛ 인 유리기판에 부착시키고, 단차 흡수성을 평가하였다. 단차 흡수성의 평가는 점착필름의 들뜸이나 기포 발생 여부로 평가하였으며, 들뜸이나 기포가 거의 발생되지 않는 경우 단차 흡수성이 우수한 것으로 보아 "○", 들뜸이나 기포가 약간 발생되는 경우는 "△", 들뜸이나 기포가 많이 발생되는 경우는 "Х"로 표시하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
[72]
[73]
실험예 4-내구성 평가
[74]
상기 실시예 및 비교예의 점착 테이프 각각에 대해, 가로세로 10cm로 재단하여 샘플을 제작하였다. 샘플을, 아세톤으로 세정한 무알칼리 유리의 비주석면에 압착 롤로 부착시키고, 80℃, 85%RH의 분위기하에 250시간 방치 후, 23℃, 50%RH 분위기 하에 꺼내고, 1시간 후에 점착 테이프의 상태를 관찰하여 내구성을 판단하였다.
[75]
○: 점착 테이프의 박리 및 발포가 전혀 없다.
[76]
△: 점착 테이프의 일부에 박리 및 발포가 발생되어 있다.
[77]
X: 점착 테이프의 전체에 박리 및 발포가 발생되어 있다.
[78]
[79]
[표2]
겔분율(%) 모듈러스(Pa) 단차 흡수성 내구성
1차 경화 2차 경화 1차 경화 2차 경화
실시예 1 35 63.5 63280 70540 O
실시예 2 35.9 69.4 53810 55080 O
실시예 3 40.2 82.6 69810 88610 O O
실시예 4 40.2 82.6 69810 88610 O O
실시예 5 40 81.3 74000 80000 O O
실시예 6 32 78 75000 81000 O O
비교예 1 95 95210 X X
비교예 2 53.4 83.7 85210 109300 X
비교예 3 56.5 84.5 83200 102370 X

[80]
[81]
위와 같이 이중 경화 방식을 도입한 실시예들의 점착 테이프는, 그렇지 않은 비교예 1에 비해 단차 흡수성 및 내구성이 훨씬 우수하다.
[82]
2차 광개시제의 조성이 1.0중량부인 비교예 2,3은 실시예의 점착 테이프와 비교해 단차 흡수성이 떨어지는 경향을 나타내고 있다. 또한, 실시예 3 내지 6이 실시예 1,2와 비교해 내구성이 더욱 우수한 바, 본 발명의 점착 테이프를 구성하는 점착 조성물은 광개시제의 함량이, 예비중합체 시럽 100중량부에 대해 0.5 내지 0.7중량부가 가장 바람직한 범위임을 알 수 있다.

청구범위

[청구항 1]
아크릴레이트계 화합물 및 광개시제를 부분 중합한 예비중합체 시럽, 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 포함하는 광학 투명 점착 조성물로부터 제조되고, 상기 광학 투명 점착 조성물이 1차 경화됨으로써 반경화 상태가 유지되고, 반경화 상태로 단차를 갖는 기판에 점착된 후, 2차 경화됨으로써 완전 경화되는 단차 흡수성을 갖는 광학 투명 점착 테이프.
[청구항 2]
제 1 항에 있어서, 1차 경화 후의 겔분율이 30~50%이고, 2차 경화 후의 겔분율이 60% 이상인 것을 특징으로 하는 광학 투명 점착 테이프.
[청구항 3]
제 1 항에 있어서, 60~100㎛의 인쇄 단차를 갖는 기판에 점착되는 것을 특징으로 하는 광학 투명 점착 테이프.
[청구항 4]
제 1 항에 있어서, 상기 광학 투명 점착 조성물은, 상기 예비중합체 시럽 100중량부, 1차 경화용 광개시제 0.3 내지 0.9 중량부 및 2차 경화용 광개시제 0.2 내지 0.9 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 단차 흡수성을 갖는 광학 투명 점착 테이프.
[청구항 5]
제 1 항의 광학 투명 점착 테이프의 제조방법으로써, 아크릴레이트계 화합물 및 광개시제를 부분 중합한 예비중합체 시럽을 제조하는 단계; 상기 예비중합체 시럽에 1차 경화용 광개시제 및 2차 경화용 광개시제를 첨가하고 배합하여 광학 투명 점착성 조성물을 제조하는 단계; 상기 광학 투명 점착성 조성물을 1차 경화하는 단계; 및 상기 1차 경화된 광학 투명 점착성 조성물을 2차 경화하는 단계; 를 포함하는 광학 투명 점착 테이프의 제조방법.
[청구항 6]
제 5 항에 있어서, 상기 1차 경화하는 단계에서, 0.8 내지 1.3 J/㎠의 광량을 조사하고, 상기 2차 경화하는 단계에서, 3 내지 5 J/㎠의 광량을 조사하는 것을 특징으로 하는 광학 투명 점착 테이프의 제조방법.