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KR102092581B1 - 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 터치패널을 갖는 표시장치, 및 광학투명점착시트의 접합방법 - Google Patents

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 터치패널을 갖는 표시장치, 및 광학투명점착시트의 접합방법 Download PDF

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KR102092581B1
KR102092581B1 KR1020197009678A KR20197009678A KR102092581B1 KR 102092581 B1 KR102092581 B1 KR 102092581B1 KR 1020197009678 A KR1020197009678 A KR 1020197009678A KR 20197009678 A KR20197009678 A KR 20197009678A KR 102092581 B1 KR102092581 B1 KR 102092581B1
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South Korea
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transparent adhesive
optically transparent
polyisocyanate
polyurethane composition
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KR1020197009678A
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다이스케 다카기
유키 호소카와
유조 오쿠노
마사야 미야케
Original Assignee
반도 카가쿠 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 폴리우레탄을 사용하여, 아웃개싱 등에 기인하는 접합 후의 박리를 억제하고, 내환경성이 우수한 광학투명점착시트를 제공한다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 폴리우레탄으로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 폴리우레탄은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 폴리우레탄 조성물의 경화물이고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 친수성 폴리이소시아네이트를 포함하고, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율이 400ppm 이하이다.

Description

광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 터치패널을 갖는 표시장치, 및 광학투명점착시트의 접합방법
본 발명은, 광학투명점착시트, 광학투명점착시트의 제조방법, 적층체, 터치패널을 갖는 표시장치, 및 광학투명점착시트의 접합방법에 관한 것이다.
광학투명점착(OCA : Optically Clear Adhesive) 시트는, 광학부재의 접합에 이용되는 투명한 점착시트이다. 최근 스마트폰, 태블릿 PC, 휴대형 게임기, 카 내비게이션 장치 등의 분야에서 터치패널의 수요가 급속하게 신장하고 있고, 이에 따라 터치패널을 다른 광학부재에 접합시키기 위해서 사용되는 OCA 시트의 수요도 증가하고 있다. 터치패널을 구비한 표시장치는, 통상적으로는 액정패널 등의 표시패널, ITO(산화인듐주석) 등으로 이루어지는 투명도전막을 표층(表層)에 구비하는 투명부재(터치패널 본체), 및 투명도전막을 보호하는 커버패널 등의 광학부재가 적층된 구조를 갖고, 광학부재 사이의 접합에 OCA 시트가 사용되고 있다. 다만 표시패널과 터치패널 본체와의 사이에는, 표시패널의 프레임인 베젤(bezel)의 단부(端部)가 존재하기 때문에 다른 광학부재 사이의 간격보다도 넓어, OCA 시트에 의한 접합이 이루어지지 않아, 에어 갭(air gap)이라고 불리는 공기층이 형성되는 것이 일반적이었다.
OCA 시트로서는, 예를 들면 실리콘계 수지조성물이나 아크릴계 수지조성물로 이루어진 것이 알려져 있다. 그러나 실리콘 수지를 사용한 OCA 시트는, 점착력(粘着力)이 낮기 때문에 광학부재 사이에 공기가 침투하여, 예를 들면 표시화면의 시인성(視認性)이 저하되는 경우가 있었다. 아크릴계 수지를 사용한 OCA 시트에서는, 아크릴계 수지 중에 잔존하는 아크릴산이나 가수분해에 의하여 생긴 산성분이 광학부재에 사용되고 있는 금속을 부식시키는 경우가 있었다. 또한 아크릴계 수지조성물이 자외선 경화형의 수지조성물인 경우에는, 자외선을 조사할 때에 아크릴계 수지의 표층부에서 반응에 필요한 자유라디칼이 소비되어 버려 저부(底部)가 경화되지 않기 때문에, 후막(厚膜)의 OCA 시트를 얻는 것은 곤란하였다.
이에 대하여 특허문헌1에서는, OCA 시트에, 액상 폴리카보네이트디올을 함유하는 폴리올과 변성 폴리이소시아네이트로 이루어지는 폴리우레탄 수지 형성성 조성물을 사용하는 것이 검토되고 있다.
또한 특허문헌2에는, 습기경화형 접착제의 올레핀계 수지나 폴리에스테르계 수지에 대한 접착성을 향상시키는 것을 목적으로 하여, 특정의 우레탄 프리폴리머, 특정의 올레핀계 폴리올 및 복수 종(種)의 특정의 점착부여수지를 포함하는 우레탄계 습기경화형 접착제 조성물이 개시되어 있다.
특허문헌1 : 일본국 공개특허 특개2013-136731호 공보 특허문헌2 : 일본국 공개특허 특개2012-21104호 공보
광학부재 사이에 공기층인 에어 갭이 존재하면, 공기층 및 광학부재의 굴절율의 차이에 의하여 계면반사가 생기기 때문에, 표시패널의 시인성이 저하된다. 이 때문에, 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 적합한 후막의 OCA 시트가 요구되고 있었다. 또한 표시패널과 터치패널 본체와의 접합에 사용되는 OCA 시트에는, 베젤의 두께에 따라 형성되는 단차를 피복할 수 있을 것도 요구된다. 따라서 유연성(단차추종성(段差追從性))이 뛰어나며 또한 후막화(厚膜化)가 가능한 OCA 시트가 필요하였다.
또한 OCA 시트에 요구되는 중요한 특성은 점착력이며, 글라스에 대한 점착력이 평가지표로서 일반적으로 사용되고 있다. 이들에 더하여 OCA 시트에는, 사용환경에 변화가 생기더라도 물성에 변화가 없을 것이 요구된다.
이에 대하여 본 발명자들은, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 OCA 시트의 재료로서, 비용제계인 폴리우레탄에 착목하였다. 그리고 폴리우레탄을 사용한 OCA 시트에 대하여 다양하게 검토한 결과, OCA 시트를 글라스에 접합시켜 고온·고습환경(온도 85℃·습도 85％), 고온·상습환경(온도 95℃) 등의 촉진환경시험에 투입하였을 때에, 글라스와 OCA 시트의 계면에 기포가 발생하기 쉽다는 것을 알게 되었다. 또한 기포의 주요원인은, OCA 시트의 내부에서 발생한 가스라고 추정된다. 아웃개싱(outgassing)의 성분으로서는 수분과 유기분(有機分)을 생각할 수 있고, 주로 수분이라고 생각된다.
또한 고온·고습환경에서는, OCA 시트 내부의 수분이 응집하기 때문에 백화(白化)(백탁(白濁))가 발생하기 쉽다는 것을 알 수 있었다. 특히 OCA 시트를 후막화하면 고습도 분위기에서 접촉하는 면적이 증가하는 것 이외에 투명성의 변동도 현재화되기 쉬워지는 것으로부터, 내습성(耐濕性)의 추가적인 향상이 요구되고 있었다.
본 발명은, 상기 현상을 감안하여 이루어진 것으로서, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 폴리우레탄을 사용하여, 아웃개싱 등에 기인하는 접합 후의 박리를 억제하고, 내환경성(耐環境性)이 뛰어난 광학투명점착시트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 폴리우레탄 조성물을 사용한 광학투명점착시트의 내환경성의 향상에 대하여 검토한 결과, 친수성(親水性)을 구비하는 폴리이소시아네이트 성분을 사용하면, 수분의 응집을 방지하여 백화의 발생을 충분히 억제할 수 있다는 것을 찾아냈다. 한편 친수성을 구비하는 폴리이소시아네이트 성분을 사용한 경우에는, 우기나 고습도환경에 있어서의 장기보존에 의하여 흡습량(吸濕量)이 허용범위를 초과하게 되어, 예를 들면 차량용 디스플레이 등의 사용환경에서 생길 수 있는 고온·고습도환경에서는, 광학투명점착시트와 터치패널의 접합계면 등에서 흡습에 의한 수분의 가스화가 원인이라고 예상되는 박리가 일어나 버린다는 것을 알게 되었다. 이에 대하여, 칼 피셔법(Karl Fischer's method)에 의한 측정에서의 수분율이 400ppm 이하이면, 그와 같은 아웃개싱 등에 기인하는 접합 후의 박리를 억제할 수 있고, 내환경성이 뛰어난 광학투명점착시트를 얻을 수 있다는 것을 찾아내어, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 광학투명점착시트(optically clear adhesive sheet)는, 폴리우레탄으로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 폴리우레탄은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 폴리우레탄 조성물의 경화물(硬化物)이고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 친수성 폴리이소시아네이트를 포함하고, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율(水分率)이 400ppm 이하인 것을 특징으로 한다.
상기 친수성 폴리이소시아네이트는, 분자 내에 에틸렌옥사이드 유닛을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 상기 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄은, 열경화 폴리우레탄인 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법은, 본 발명의 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 교반혼합(攪拌混合)하여 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과, 상기 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 적층체(積層體)는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 덮는 제1이형필름(第一離型film)과, 상기 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면을 덮는 제2이형필름(第二離型film)이 적층된 것임을 특징으로 한다.
본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치는, 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트의 접합방법은, 본 발명의 광학투명점착시트를 기재(基材)에 붙이는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 유연성이 뛰어나고 후막화가 가능한 폴리우레탄 조성물의 우위성을 가지면서, 아웃개싱 등에 기인하는 접합 후의 박리를 억제하고, 고온·고습환경, 고온·상습환경 등에 대한 우수한 내환경성을 얻을 수 있는 것이다. 따라서 본 발명의 광학투명점착시트를 글라스에 접합시키면, 안정된 접합계면을 지속적으로 유지할 수 있다. 이와 같은 본 발명의 광학투명점착시트는, 디스플레이, 태블릿 PC 등의 용도로 적합하게 사용할 수 있는 것이다.
또한 본 발명의 광학투명점착시트의 제조방법에 의하면, 상기 광학투명점착시트를 적합하게 제조할 수 있다. 본 발명의 적층체에 의하면, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치에 의하면, 표시화면의 시인성을 향상시킬 수 있다. 본 발명의 광학투명점착시트의 접합방법에 의하면, 아웃개싱 등에 기인하는 접합 후의 박리를 억제하고, 고온·고습환경, 고온·상습환경 등에 대한 우수한 내환경성을 얻을 수 있다.
도1은, 광학투명점착시트와 터치패널의 접합계면에 미소한 이물질이 들어간 경우에 이물질의 주위에 기포가 발생하는 상태를 나타낸 모식도이다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 갖는 표시장치의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도3은, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다.
도4는, 실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
도5는, 실시예의 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다.
본 발명의 광학투명점착시트(optically clear adhesive sheet)는, 폴리우레탄으로 이루어지는 광학투명점착시트로서, 상기 폴리우레탄은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 폴리우레탄 조성물의 경화물이고, 상기 폴리이소시아네이트 성분은, 친수성 폴리이소시아네이트를 포함하고, 칼 피셔법(Karl Fischer's method)에 의한 측정에서의 수분율이 400ppm 이하인 것을 특징으로 한다. 또한 본 명세서에 있어서 「광학투명점착시트」는, 「광학투명점착필름」과 같은 의미이다. 또한 본 명세서에 있어서 수분율은, 광학투명점착시트 전체의 중량을 기준으로 한 수분의 중량비율을 의미한다.
칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율이 400ppm을 초과하면, 광학투명점착시트와 터치패널의 접합계면 등에서 흡습(吸濕)에 의한 수분의 가스화가 원인이라고 예상되는 박리가 일어나 버린다. 또한 광학투명점착시트와 터치패널의 접합계면에 미소한 이물질이 들어가는 경우가 있고, 그와 같은 이물질이 존재하면, 도1에 나타내는 바와 같이 글라스(1) 위에 붙인 광학투명점착시트(2) 내의 이물질(3)의 주위에서 기포(4)가 커져 박리를 야기하기 쉬워진다. 또한 도1은, 광학투명점착시트와 터치패널의 접합계면에 미소한 이물질이 들어간 경우에 이물질의 주위에 기포가 발생하는 상태를 나타낸 모식도로서, (a)∼(d)의 순으로 시간이 경과하고 있다. 이에 대하여, 광학투명점착시트를 접합시키기 전에 어닐링(annealing)하여 탈수하고, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율을 400ppm 이하로 하면, 어닐링 전의 흡습량이 포화상태에 있었다고 하더라도 접합 후에 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 이물질이 계면에 혼입되어 있더라도, 박리의 발생을 방지할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 폴리우레탄으로 이루어지고, 바람직하게는 열경화 폴리우레탄이다. 폴리우레탄은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 폴리우레탄 조성물의 경화물이다. 폴리우레탄 조성물의 경화물은, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분을 반응시킴으로써 얻어지고, 하기 식(A)에 나타내는 구조를 구비한다.
Figure 112019034614596-pct00001
상기 식(A) 중에서, R은 폴리이소시아네이트 성분의 NCO기를 제외한 부위를 나타내고, R′은 폴리올 성분의 OH기를 제외한 부위를 나타내고, n은 반복 단위수를 나타낸다.
폴리우레탄 조성물의 경화물은, 아크릴 변성되어 있지 않은 것이 바람직하고, 주쇄(主鎖) 중에 아크릴산에스테르, 메타크릴산에스테르 등으로부터 유래하는 부위가 포함되지 않는 것이 바람직하다. 폴리우레탄 조성물의 경화물이 아크릴 변성되면 소수화(疎水化)되기 때문에, 고온·고습하에 있어서 수분의 응집이 일어나기 쉬워진다. 이 수분의 응집은 백화(白化), 발포(發泡) 등을 야기하여, 광학특성을 해치는 경우가 있다. 따라서 폴리우레탄 조성물의 경화물을 아크릴 변성되어 있지 않은 것으로 함으로써, 고온·고습하에 있어서 백화, 발포 등에 의한 광학특성의 저하를 방지할 수 있다. 상기 폴리우레탄은, 폴리올 성분으로부터 유래하는 단량체 단위와 폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 단량체 단위의 합계량이 폴리우레탄 전체를 구성하는 단량체 단위의 80㏖％ 이상인 것이 바람직하고, 더 바람직하게는 폴리올 성분으로부터 유래하는 단량체 단위 및 폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 단량체 단위만으로 이루어진다.
폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분으로서는, 어느 것이나 상온(23℃)에서 액체인 것을 사용할 수 있어, 용제(溶劑)를 사용하지 않고 폴리우레탄 조성물의 경화물을 얻을 수 있다. 태키파이어(tackifier) 등의 다른 성분은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분 중의 어느 하나에 첨가할 수 있고, 바람직하게는 폴리올 성분에 첨가된다. 이와 같이 폴리우레탄 조성물의 경화물에 의하여 광학투명점착시트를 제작하는 경우에, 용제의 제거가 필요 없기 때문에 균일한 시트를 두껍게 형성할 수 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트를 표시패널과 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재(터치패널)와의 접합에 사용하는 경우에, 베젤(bezel)의 단차를 피복할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는 두껍게 형성하더라도 광학특성을 유지할 수 있는 것으로서, 투명성(헤이즈)의 저하, 착색, 발포(피착체(被着體)와의 계면에서의 기포의 발생)를 충분히 억제할 수 있다.
또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어져 유연하기 때문에, 인장응력이 가해졌을 때에 신장이 좋고 끊어지기 매우 어렵다. 이 때문에 잔류물 없이 떼는 것이 가능하다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 유연함과 아울러 후막화(厚膜化)가 가능하다는 것으로부터, 내충격성이 뛰어나고, 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재와 커버패널과의 접합에 사용할 수 있고, 또한 다른 부재를 사용하는 경우에는, 투명도전막을 표층에 구비하는 투명부재 또는 표시패널과, 다른 부재와의 접합에도 사용할 수 있다. 또한 본 발명의 광학투명점착시트는, 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지기 때문에 유전율(誘電率)이 높아, 종래의 아크릴계 수지 조성물로 이루어지는 광학투명점착시트보다도 높은 정전용량(靜電容量)을 얻을 수 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트는, 정전용량방식의 터치패널의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
[폴리올 성분]
상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 것이 바람직하다. 즉 주쇄가 폴리올레핀 또는 그 유도체에 의하여 구성되어 있는 것이 바람직하다. 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분으로서는, 예를 들면 1,2-폴리부타디엔폴리올, 1,4-폴리부타디엔폴리올, 1,2-폴리클로로프렌폴리올, 1,4-폴리클로로프렌폴리올 등의 폴리부타디엔계 폴리올이나, 폴리이소프렌계 폴리올, 그들의 이중결합을 수소 또는 할로겐 등으로 포화화(飽和化) 한 것을 들 수 있다. 또한 상기 폴리올 성분은, 폴리부타디엔계 폴리올 등에 스티렌, 에틸렌, 아세트산비닐, 아크릴산에스테르 등의 올레핀 화합물을 공중합시킨 폴리올이나 그 수소첨가물이더라도 좋다. 상기 폴리올 성분은, 직쇄구조(直鎖構造)를 구비하는 것이더라도 좋고, 분기구조(分岐構造)를 구비하는 것이더라도 좋다. 상기 폴리올 성분은, 1종류만을 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 사용하여도 좋다. 상기 폴리우레탄에 사용되는 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분을 80㏖％ 이상 포함하는 것이 더 바람직하고, 더욱 바람직하게는 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분만으로 이루어진다.
상기 폴리올 성분의 수평균분자량(數平均分子量)은, 300 이상 5000 이하인 것이 바람직하다. 폴리올 성분의 수평균분자량이 300 미만인 경우에는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응이 지나치게 빨리 일어나 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 것이 곤란하게 되거나, 폴리우레탄 조성물의 경화물의 유연성이 저하되어 깨지기 쉽게 되는 경우가 있다. 폴리올 성분의 수평균분자량이 5000을 초과하는 경우에는, 폴리올 성분의 점도가 지나치게 높아져 폴리우레탄 조성물의 경화물을 균일한 시트로 성형하는 것이 곤란하게 되거나, 폴리우레탄 조성물의 경화물이 결정화(結晶化)되어 백탁(白濁)하는 등의 불량이 발생하는 경우가 있다. 폴리올 성분의 수평균분자량은, 500 이상 3000 이하인 것이 더 바람직하다.
상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰 고산 가부시키가이샤(Idemitsu Kosan Co.,Ltd.) 제품인 수산기 말단 폴리이소프렌을 수소첨가하여 얻어지는 폴리올레핀폴리올(「EPOL(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500), 닛폰 소다 가부시키가이샤(Nippon Soda Co., Ltd.) 제품인 양 말단 수산기 수소화 폴리부타디엔(「GI-1000」, 수평균분자량 : 1500), 미쓰비시 가가쿠 가부시키가이샤(Mitsubishi Chemical Corporation) 제품인 폴리히드록시 폴리올레핀 올리고머(「폴리테일(POLYTAIL)(등록상표)」) 등을 들 수 있다.
[폴리이소시아네이트 성분]
폴리이소시아네이트 성분은, 친수성 폴리이소시아네이트를 포함한다. 또한 본 명세서에 있어서 「친수성」은, 폴리이소시아네이트의 이소시아네이트기를 제외한 구조(상기 식(A) 중의 R)에 대하여 Fedors법으로 산출한 용해성 파라미터(SP값)가 9.0MPa1/2 이상인 것을 의미한다. 상기 친수성 폴리이소시아네이트로서는, 예를 들면 폴리이소시아네이트와 친수성 폴리올의 반응생성물을 들 수 있고, 특히 지방족 변성 이소시아네이트와 친수성 폴리올의 반응생성물이 바람직하다. 상기 친수성 폴리이소시아네이트는, 이소시아누레이트 구조(isocyanurate structure)나 뷰렛구조(biuret structure)와 같이 이소시아네이트기로부터 유래하는 구조만으로 친수성을 향상시킨 것이 아니라, 친수성을 높이는 관능기(친수기(親水基))가 부가된 폴리이소시아네이트인 것이 바람직하다.
상기 친수성 폴리이소시아네이트는, 분자 내에 에틸렌옥사이드 유닛을 포함하는 것이 바람직하고, 이소시아네이트기를 구비하는 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트와, 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시켜 얻어지는 변성 폴리이소시아네이트인 것이 더 바람직하다. 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트를 사용함으로써, 광학투명점착시트의 착색이나 변색이 더 발생하기 어려워져, 장기간에 걸쳐 광학투명점착시트의 투명성을 보다 확실하게 확보할 수 있다. 또한 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물을 반응시킨 변성체로 함으로써, 폴리이소시아네이트 성분은 친수성 부분(에틸렌옥사이드 유닛)의 작용에 의하여 백화를 억제할 수 있고, 소수성 부분(그 외의 유닛)의 작용에 의하여 저극성의 태키파이어, 가소제 등과의 상용성(相溶性)을 발휘할 수 있다. 또한 에틸렌옥사이드 유닛을 포함하는 폴리이소시아네이트 성분을 사용하는 경우에는, 공기 중의 수분에 의한 흡습이 일어나기 쉽기 때문에, 본 발명과 같이 수분율을 조정하는 것이 특히 중요하게 된다.
상기 지방족 및/또는 지환족 폴리이소시아네이트는, 지방족 디이소시아네이트, 지환족 디이소시아네이트, 및 지방족 및/또는 지환족 디이소시아네이트를 출발물질로 하여 얻어지는 폴리이소시아네이트 중의 적어도 1종을 의미한다.
상기 지방족 폴리이소시아네이트의 구체적인 예로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 테트라메틸렌디이소시아네이트, 2-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 3-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 트리옥시에틸렌디이소시아네이트, 그들의 변성체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 상기 지환족 폴리이소시아네이트의 구체적인 예로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 테트라메틸렌디이소시아네이트, 2-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 3-메틸-펜탄-1,5-디이소시아네이트, 리신디이소시아네이트, 트리옥시에틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 시클로헥실디이소시아네이트, 4,4′-디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 수소첨가 톨릴렌디이소시아네이트, 수소첨가 크실렌디이소시아네이트, 수소첨가 테트라메틸크실렌디이소시아네이트, 그들의 변성체 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 상기 구체적인 예 중에서도 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트 및 그들의 변성체가 바람직하고, 헥사메틸렌디이소시아네이트 및 그 변성체가 특히 바람직하다. 또한 헥사메틸렌디이소시아네이트의 변성체로서는, 예를 들면 헥사메틸렌디이소시아네이트를 이소시아누레이트 변성, 알로파네이트 변성 및/또는 우레탄 변성한 것 등을 들 수 있다.
상기 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르 화합물로서는, 예를 들면 알코올류, 페놀류 및/또는 아민류의 에틸렌옥사이드 부가물을 들 수 있고, 친수성을 높이는 관점에서 1분자당 3개 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 것이 적합하게 사용된다.
상기 알코올류로서는, 예를 들면 1가 알코올류, 2가 알코올류(에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부틸렌디올, 네오펜틸글리콜 등), 3가 알코올류(글리세린, 트리메틸올프로판 등)를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 페놀류로서는, 예를 들면 하이드로퀴논, 비스페놀류(비스페놀A, 비스페놀F 등), 페놀 화합물의 포르말린 저축합물(노볼락 수지, 레졸의 중간체)을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다.
상기 에틸렌옥사이드 유닛의 함유량은, 폴리우레탄 전체에 대하여 1중량％ 이상 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 상기 함유량이 1중량％ 미만이면, 백화를 충분하게 억제하지 못하게 될 우려가 있다. 상기 함유량이 20중량％를 초과하면, 저극성의 태키파이어, 가소제 등과의 상용성이 저하됨으로써 헤이즈 등의 광학특성이 저하될 우려가 있다.
상기 변성 폴리이소시아네이트의 1분자당 이소시아네이트기의 수는, 평균 2.0 이상인 것이 바람직하다. 상기 이소시아네이트기의 수가 평균 2.0 미만이면, 가교밀도(架橋密度)의 저하에 따라 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화되지 않을 우려가 있다.
폴리우레탄 조성물은, α비(폴리올 성분으로부터 유래하는 OH기의 몰수/폴리이소시아네이트 성분으로부터 유래하는 NCO기의 몰수)가 1 이상인 것이 바람직하다. α비가 1 미만인 경우에는, 폴리이소시아네이트 성분의 배합량이 폴리올 성분의 배합량에 대하여 과잉이기 때문에 폴리우레탄 조성물의 경화물이 딱딱하게 되어, 광학투명점착시트에 요구되는 유연성을 확보하는 것이 곤란하게 된다. 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시키는 경우에 접합면에 존재하는 요철 및 단차를 피복할 수 없다. 또한 광학투명점착시트에 요구되는 점착력을 확보할 수 없게 될 우려가 있다. α비는, 1＜α＜2.0을 만족시키는 것이 더 바람직하다. α비가 2.0 이상인 경우에는, 폴리우레탄 조성물이 충분히 경화되지 않는 경우가 있다.
[태키파이어]
본 발명에 있어서 폴리우레탄 조성물은, 태키파이어(점착부여제)를 더 함유하더라도 좋다. 태키파이어는 점착력을 향상시키기 위하여 첨가되는 첨가제로서, 통상 분자량이 수백∼수천인 무정형(無定型)의 올리고머이고, 상온에서 액상(液狀) 또는 고형(固形)인 열가소성 수지이다. 폴리우레탄 조성물이 태키파이어를 함유함으로써, 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트는 그 양면에 있어서 충분한 점착력을 구비한다.
상기 태키파이어로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 석유수지계 태키파이어, 탄화수소수지계 태키파이어, 로진계 태키파이어, 테르펜계 태키파이어 등을 포함하는 것을 들 수 있다. 이들은 1종류만 포함되어 있어도 좋고, 2종류 이상 포함되어 있어도 좋다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분과의 상용성이 뛰어난 것으로부터 석유수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 석유수지계 태키파이어 중에서도, 디시클로펜타디엔과 방향족 화합물의 공중합체를 수소첨가하여 얻어지는 수소첨가 석유수지가 적합하게 사용된다. 디시클로펜타디엔은 C5 유분(留分)으로부터 얻어진다. 상기 방향족 화합물로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 비닐 방향족 화합물을 들 수 있다. 디시클로펜타디엔과 비닐 방향족 화합물의 비율은 특별히 한정되지 않지만, 중량기준으로 디시클로펜타디엔:비닐 방향족 화합물＝70:30∼20:80인 것이 바람직하고, 60:40∼40:60인 것이 더 바람직하다. 상기 수소첨가 석유수지의 바람직한 연화점(軟化點)은 90∼160℃, 바람직한 비닐 방향족 화합물 단위 함유량은 35질량％ 이하, 바람직한 브롬값(bromine number)은 0∼30g/100g, 바람직한 수평균분자량은 500∼1100이다. 상기 수소첨가 석유수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「아이마브(I-MARV) P-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어로서는, 상기 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분과의 상용성이 뛰어난 것으로부터 탄화수소수지계 태키파이어가 적합하게 사용된다. 상기 탄화수소수지계 태키파이어 중에서도, 지환족 포화 탄화수소수지가 적합하게 사용된다. 상기 지환족 포화 탄화수소수지 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 아라카와 가가쿠 고교 가부시키가이샤(ARAKAWA CHEMICAL INDUSTRIES, LTD.) 제품인 「아르콘(ARKON) P-100」을 들 수 있다.
상기 태키파이어는, 산가가 1mgKOH/g 이하인 것이 바람직하다. 산가가 1mgKOH/g 이하이면, 태키파이어가 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응을 저해하는 것을 충분히 방지할 수 있다. 또한 태키파이어의 연화점은, 80℃ 이상 120℃ 이하인 것이 바람직하고, 80℃ 이상 100℃ 이하인 것이 더 바람직하다. 연화점이 80℃ 이상 120℃ 이하인 경우에는, 태키파이어를 폴리올 성분 중에 용해시킬 때에 폴리올 성분이 열에 의하여 열화(劣化)되어 버리는 것을 충분히 방지할 수 있다.
상기 태키파이어의 함유량은, 폴리우레탄 조성물에 대하여 1중량％ 이상 20중량％ 이하인 것이 바람직하다. 태키파이어의 함유량이 1중량％ 미만인 경우에는, 광학투명점착시트의 점착력을 충분히 향상시킬 수 없는 경우가 있고, 특히 고온·고습하에 있어서의 점착력이 불충분하게 되는 경우가 있다. 태키파이어의 함유량이 20중량％를 초과하는 경우에는, 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응을 저해하여, 폴리우레탄 조성물의 경화물 중에 우레탄 가교가 충분히 형성되지 않는 경우가 있다. 그 결과, 고온·고습하에 있어서 광학투명점착시트가 용해되어 형상이 변화되거나, 태키파이어가 석출(블리드(bleed))되는 경우가 있다. 또한 우레탄 가교를 충분히 형성하기 위해서 폴리올 성분과 폴리이소시아네이트 성분의 반응시간을 길게 하면, 생산성이 저하된다.
[가소제]
본 발명에 있어서 폴리우레탄 조성물은, 가소제를 더 함유하더라도 좋다. 가소제의 첨가에 의하여 저경도화됨으로써, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성이나 단차추종성을 향상시킬 수 있다. 또한 가소제의 첨가에 의하여 접착력은 저하될 우려가 있지만, 본 발명의 광학투명점착시트에 의하면, 다소 접착력이 저하되더라도 충분한 접착력을 확보할 수 있다.
상기 가소제로서는, 열가소성 수지에 유연성을 부여하기 위해서 사용되는 화합물이면 특별히 한정되지 않지만, 상용성 및 내후성의 관점에서 카르복시산계 가소제를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 카르복시산계 가소제로서는, 예를 들면 프탈산디운데실, 프탈산디옥틸, 프탈산디이소노닐, 프탈산디이소데실, 프탈산디부틸 등의 프탈산에스테르(프탈산계 가소제)나, 1,2-시클로헥산디카르복시산디이소노닐에스테르, 아디핀산에스테르, 트리멜리트산에스테르, 말레인산에스테르, 안식향산에스테르, 폴리-α-올레핀 등을 들 수 있다. 이들은 1종류만 포함되어 있어도 좋고, 2종류 이상 포함되어 있어도 좋다. 상기 카르복시산계 가소제 중에서 공지의 것으로서는, 예를 들면 바스프(BASF SE) 제품인 「DINCH」, 신니혼 리카 가부시키가이샤(New Japan Chemical Co., Ltd.) 제품인 「산소사이저(SANSO CIZER) DUP」, 이네오스 올리고머스(INEOS Oligomers) 제품인 「Durasyn(등록상표) 148」을 들 수 있다.
[촉매]
본 발명에 있어서 폴리우레탄 조성물은, 촉매를 더 함유하더라도 좋다. 촉매로서는, 우레탄화 반응에 사용되는 촉매이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 디라우릴산디-n-부틸주석, 디라우릴산디메틸주석, 디부틸주석옥사이드, 옥탄산주석 등의 유기주석화합물; 유기티탄화합물; 유기지르코늄화합물; 카르복시산주석염; 카르복시산비스무트염; 트리에틸렌디아민 등의 아민계 촉매를 들 수 있다.
상기 촉매로서는, 비아민계 촉매가 바람직하다. 아민계 촉매를 사용하는 경우에는, 광학투명점착시트가 변색되기 쉬워질 수 있다. 더 바람직한 촉매는, 디라우릴산디메틸주석이다.
상기 촉매의 첨가량은, 예를 들면 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분의 합계량에 대하여 0.001중량％ 이상 0.1중량％ 이하이다.
[모노이소시아네이트 성분]
상기 폴리우레탄 조성물은, 모노이소시아네이트 성분을 더 함유하더라도 좋다. 모노이소시아네이트 성분을 함유함으로써, 광학투명점착시트에 요구되는 유연성을 손상시키지 않고 고온·고습하에 있어서의 점착력을 향상시킬 수 있다. 폴리우레탄 조성물의 α비가 1 이상인 경우에는, 경화물 중에 미반응의 OH기가 잔존하는 것을 방지하기 위하여 모노이소시아네이트 성분이 사용되는 것이 바람직하다.
상기 모노이소시아네이트 성분은, 분자 내에 1개의 이소시아네이트기를 구비하는 화합물로서, 그 구체적인 예로서는, 예를 들면 옥타데실디이소시아네이트(ODI), 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트(MOI), 2-아크릴로일옥시에틸이소시아네이트(AOI), 이소시안산옥틸, 이소시안산헵틸, 3-이소시아네이트프로피온산에틸, 이소시안산시클로펜틸, 이소시안산시클로헥실, 2-메톡시에탄이소시아네이트, 이소시아네이트아세트산에틸, 이소시아네이트아세트산부틸, p-톨루엔술포닐이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용하여도 좋고, 2종류 이상을 병용하여도 좋다. 모노이소시아네이트 성분으로서는, 2-메타크릴로일옥시에틸이소시아네이트(MOI)가 바람직하다. 이는 폴리올 성분과의 상용성이 좋고, 소수성이 높기 때문이다.
그러나 폴리우레탄 조성물이 모노이소시아네이트 성분을 함유하는 경우에는, 모노이소시아네이트 성분이 종래의 우레탄 골격을 저해하기 때문에 특성이 저하되는 경우가 있다. 또한 모노이소시아네이트 성분이 과잉으로 함유되면, 공기 중의 수분과 반응하여 발포를 야기하는 경우가 있다. 이 때문에 본 발명의 광학투명점착시트를 제조하는 경우에 있어서 설계의 로버스트성(robustness)을 고려하면, 폴리우레탄 조성물은 모노이소시아네이트 성분을 함유하지 않는 것이 바람직하다.
상기 폴리우레탄 조성물에는, 광학투명점착시트의 요구특성을 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라 착색제, 안정제, 산화방지제, 방휘제(防徽劑), 난연제 등의 각종 첨가제가 첨가되어 있더라도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 50㎛ 이상 2000㎛ 이하인 것이 바람직하다. 두께가 50㎛ 미만인 경우에는, 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 광학부재의 표면에 부착하였을 때에, 광학투명점착시트에 의하여 광학부재의 표면에 존재하는 요철 또는 단차를 피복할 수 없어, 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면과 다른 광학부재의 표면을 충분한 접착력으로 접합시킬 수 없는 경우가 있다. 두께가 2000㎛를 초과하는 경우에는, 헤이즈(haze)나 전광선투과율(全光線透過率) 등의 광학특성을 충분히 얻을 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 두께의 더 바람직한 하한은 100㎛이고, 더욱더 바람직한 하한은 200㎛이며, 특히 바람직한 하한은 250㎛이다. 광학투명점착시트의 두께의 더 바람직한 상한은 1500㎛이고, 더욱더 바람직한 상한은 1000㎛이다. 또한 광학투명점착시트는, 피착체의 부착면에 존재하는 요철 또는 단차의 높이에 대하여 3배 이상의 두께를 구비하는 것이 바람직하다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 광학투명점착시트로서의 성능을 확보하기 위하여, 헤이즈가 1％ 이하인 것, 전광선투과율이 90％ 이상인 것이 바람직하다. 헤이즈 및 전광선투과율은, 예를 들면 닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤(NIPPON DENSHOKU INDUSTRIES CO., LTD.) 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여 측정할 수 있다. 헤이즈는 JIS K 7136에 준거한 방법으로 측정되고, 전광선투과율은 JIS K 7361-1에 준거한 방법으로 측정된다.
본 발명의 광학투명점착시트는, 180° 박리시험으로 측정되는 점착력이 상온·상습하에 있어서 0.1N/25㎜ 이상인 것이 바람직하고, 15N/25㎜ 이하인 것이 바람직하다. 그 중에서도 1∼10N/25㎜인 것이 더 바람직하다. 또한 상기 점착력이 고온·고습하에 있어서 1.0N/25㎜ 이상인 것이 바람직하고, 4N/25㎜ 이상 15N/25㎜ 이하인 것이 더 바람직하고, 10N/25㎜ 이상 15N/25㎜ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 광학투명점착시트의 점착력이 15N/25㎜ 이하이면, 광학투명점착시트를 터치패널 등의 광학부재의 접합에 사용하는 경우에 잔류물 없이 뗄 수 있기 때문에, 리워크성(reworkability)이 뛰어나다. 또한 광학투명점착시트의 점착력이 지나치게 커지면, 광학투명점착시트와 피착체 사이에 들어간 기포를 제거하는 것이 곤란하게 되는 경우가 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는, 0.1° 이상 25° 이하인 것이 바람직하다. 마이크로고무A 경도가 0.1° 미만인 경우에는, 사용할 때(광학부재에 부착할 때)의 취급성이 나빠 광학투명점착시트를 변형시켜 버리는 경우가 있다. 한편 마이크로고무A 경도가 25°를 초과하는 경우에는, 광학투명점착시트의 유연성이 낮아, 광학부재에 부착할 때에 광학부재의 표면형상을 추종할 수 없고 공기가 혼입되어 버림으로써, 광학부재로부터 박리되는 원인이 되는 경우가 있다. 또한 광학투명점착시트의 유연성이 낮으면, 특히 터치패널 등의 광학부재를 접합시킬 때에 베젤의 단차를 피복할 수 없는 경우가 있다. 광학투명점착시트의 마이크로고무A 경도는, 0.5° 이상 15° 이하인 것이 더 바람직하다. 마이크로고무A 경도는, 예를 들면 고분시 게이키 가부시키가이샤(KOBUNSHI KEIKI CO.,LTD.) 제품인 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」를 사용하여 측정할 수 있다. 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」는, 스프링식 고무 경도계(듀로미터(durometer)) A형의 약 1/5 축소모델로서 설계·제작된 경도계이고, 측정대상물의 사이즈가 얇더라도 스프링식 고무 경도계 A형의 경도와 일치하는 측정값을 취득할 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 양면에는 이형필름(離型film)이 부착되어도 좋다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방의 면을 덮는 제1이형필름과, 상기 광학투명점착시트의 타방의 면을 덮는 제2이형필름이 적층된 것인 적층체(이하, 「본 발명의 적층체」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다. 제1 및 제2이형필름이 부착됨으로써, 본 발명의 광학투명점착시트의 표면을 피착체에 부착하기 직전까지 보호할 수 있다. 이에 따라 점착성의 저하나 이물질의 부착을 방지할 수 있다. 또한 피착체 이외의 것에 붙어 버리는 것도 방지할 수 있기 때문에, 본 발명의 광학투명점착시트의 취급성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1 및 제2이형필름으로서는, 예를 들면 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름을 사용할 수 있다. 제1이형필름과 제2이형필름의 재질이나 두께는 동일하게 하여도 좋고, 다르게 하여도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트와 제1이형필름과의 접합강도(박리강도)와, 본 발명의 광학투명점착시트와 제2이형필름과의 접합강도는, 서로 다른 것이 바람직하다. 접합강도에 차이를 둠으로써, 본 발명의 적층체로부터 제1 및 제2이형필름 중의 일방(접합강도가 약한 쪽의 이형필름)만을 박리하고, 노출시킨 광학투명점착시트의 제1면과 제1피착체를 접합하고, 그 후에 제1 및 제2이형필름 중의 타방(접합강도가 강한 쪽의 이형필름)을 박리하고, 노출시킨 광학투명점착시트의 제2면과 제2피착체를 접합시키는 것이 용이하게 된다. 제1이형필름의 본 발명의 광학투명점착시트와 접하는 측의 표면 및 제2이형필름의 본 발명의 광학투명점착시트와 접하는 측의 표면 중의 어느 일방 또는 양방에, 박리가 쉽게 되도록 처리(이형처리)를 하여도 좋다. 그 처리로서는, 예를 들면 실리콘 처리를 들 수 있다.
본 발명의 광학투명점착시트의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 표시패널, 터치패널, 커버패널 등을 서로 접합시키기 위해서 사용할 수 있다. 본 발명의 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는, 터치패널을 갖는 표시장치(이하, 「본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치」라고도 한다)도 또한 본 발명의 하나의 태양이다.
도2는, 본 발명의 광학투명점착시트를 사용한 터치패널을 갖는 표시장치(본 발명의 터치패널을 갖는 표시장치)의 일례를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도2에 나타내는 표시장치(10)에는, 표시패널(11), 광학투명점착시트(12), 터치패널(ITO 투명도전막을 갖는 글라스기판)(13), 광학투명점착시트(12) 및 투명커버패널(14)이 순서대로 적층되어 있다. 표시패널(11), 터치패널(13) 및 투명커버패널(14)의 3개의 광학부재는, 2매(枚)의 본 발명의 광학투명점착시트(12)에 의하여 일체화(一體化)되어 있다. 표시패널(11)의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 액정패널, 유기전계발광패널(organic electro luminescence panel)(유기EL패널) 등을 사용할 수 있다. 터치패널(13)로서는, 예를 들면 저항막방식, 정전용량방식 등의 검출방식의 것이 사용된다.
표시패널(11)은, 표시면 측으로 개구(開口)가 형성되는 베젤(표시패널(11)의 프레임)(11A) 내에 수용되어 있고, 베젤(11A)의 개구의 가장자리에는, 베젤(11A)의 두께에 대응하는 단차가 존재한다. 광학투명점착시트(12)는, 표시패널(11) 및 베젤(11A)의 표시면 측을 덮어서 부착되어 있고, 베젤(11A)의 두께에 대응하는 단차를 피복하고 있다. 광학투명점착시트(12)는, 베젤(11A)의 두께에 따라 형성되는 단차를 피복하기 위하여, 단차부에 추종할 수 있는 유연성과 베젤(11A)의 두께보다도 두꺼울 것이 요구된다. 예를 들면 베젤(11A)에 의하여 발생하는 단차가 200㎛인 경우에, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 사용되는 광학투명점착시트(12)의 두께는 600㎛ 이상인 것이 바람직하다. 본 발명의 광학투명점착시트(12)는, 600㎛ 이상의 두께이더라도 충분한 광학특성 및 유연성을 갖는 것으로, 베젤(11A)에 수용된 표시패널(11)과의 접합에 적합하게 사용할 수 있다.
이와 같은 표시장치에서는, 본 발명의 광학투명점착시트가 사용되고 있기 때문에, 다양한 환경하에서 사용하더라도 광학투명점착시트의 점착력이 저하되기 어려워, 장기간에 걸쳐 광학부재를 서로 밀착시킬 수 있다. 그 결과, 각 광학부재와 광학투명점착시트의 사이에 공극이 발생하지 않기 때문에, 계면반사의 증가 등에 따른 시인성(視認性)의 저하를 방지할 수 있다. 특히 본 발명의 광학투명점착시트는, 높은 신뢰성이 요구되는 카 내비게이션 장치에 조립되는 표시장치 등에 적합하다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 폴리우레탄 조성물을 조제(調製)한 후에, 이 조성물을 종래 공지된 방법으로 열경화시키면서 성형하는 방법을 들 수 있고, 바람직하게는 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 교반혼합하여 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과, 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을 포함한다.
제법의 구체적인 예로서는, 먼저 소정량의 태키파이어를 폴리올 성분에 첨가하고, 가온(加溫) 및 교반(攪拌)하여 용해시킴으로써, 마스터배치(master batch)를 조제한다. 다음에 얻어진 마스터배치, 폴리올 성분, 폴리이소시아네이트 성분 및 필요에 따라 촉매 등의 다른 성분을 혼합하고, 믹서 등으로 교반함으로써, 액상 또는 겔상(gel狀)의 폴리우레탄 조성물을 얻는다. 그 후에 바로 폴리우레탄 조성물을 성형장치(成形裝置)에 투입하고, 제1 및 제2이형필름 사이에 끼운 상태에서 폴리우레탄 조성물을 이동시키면서 가교경화시킴으로써, 폴리우레탄 조성물이 반경화되어, 제1 및 제2이형필름과 일체화된 시트를 얻는다. 그 후에 노(爐)에서 일정 시간 가교반응을 시킴으로써, 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트가 얻어지고, 본 발명의 적층체가 완성된다.
도3은, 본 발명의 광학투명점착시트의 제작에 사용하는 성형장치의 일례를 설명하기 위한 모식도이다. 도3에 나타내는 성형장치(20)에서는, 먼저 경화 전의 액상 또는 겔상의 폴리우레탄 조성물(23)을, 사이를 두고 배치되는 한 쌍의 롤(roll)(22)로부터 연속적으로 송출되는 한 쌍의 이형필름(PET 필름)(21)의 간극(間隙)에 유입시킨다. 그리고 한 쌍의 이형필름(21)의 간극에 폴리우레탄 조성물(23)을 유지시킨 상태에서 경화반응(가교반응)을 진행시키면서, 가열장치(24) 내로 반입시킨다. 가열장치(24) 내에 있어서 폴리우레탄 조성물(23)은, 한 쌍의 이형필름(PET 필름)(21) 사이에 유지된 상태에서 열경화되고, 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)의 성형이 완료된다.
본 발명의 광학투명점착시트의 제법으로서는, 경화 전의 폴리우레탄 조성물을 조제한 후에, 각종 코팅장치, 바코트, 닥터 블레이드 등의 범용의 성막장치나 성막방법을 사용하는 것으로 하여도 좋다. 또한 원심성형법(遠心成形法)을 사용하여 본 발명의 광학투명점착시트를 제작하여도 좋다.
본 발명의 광학투명점착시트를 기재(基材)에 붙이는 광학투명점착시트의 접합방법도 또한 본 발명의 하나의 태양이다. 광학투명점착시트를 접합시키기 전에 어닐링하여 탈수하고, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율을 400ppm 이하로 하면, 장기보존에 의하여 흡습량이 예를 들어 포화상태에 있었다고 하더라도, 접합 후에 박리가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한 이물질이 계면에 혼입되어 있더라도, 박리의 발생을 방지할 수 있다.
실시예
이하에, 본 발명에 대하여 실시예를 들어 더 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다.
(배합원료)
하기의 실시예에 있어서, 폴리우레탄 조성물을 조제하기 위하여 사용한 배합원료는 하기와 같다.
(A) 폴리올 성분
· 폴리올레핀폴리올(이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「EPOL(에폴, 등록상표)」, 수평균분자량 : 2500)
(B) 폴리이소시아네이트 성분
· HDI(헥사메틸렌디이소시아네이트)계 폴리이소시아네이트(도소 가부시키가이샤(Tosoh Corporation) 제품인 「코로네이트(Coronate) 4022」)
(C) 태키파이어
· 수소첨가 석유수지계 태키파이어(이데미쓰 고산 가부시키가이샤 제품인 「아이마브 P-100」)
(D) 촉매
· 디라우릴산디메틸주석(모멘티브(Momentive Performance Materials Inc.) 제품인 「Fomrez catalyst UL-28」)
또한 HDI계 폴리이소시아네이트(도소 가부시키가이샤 제품인 「코로네이트 4022」)는, HDI 및/또는 HDI 모노머를 출발물질로 하는 폴리이소시아네이트에 대하여, 1분자당 평균 3개 이상의 에틸렌옥사이드 유닛을 구비하는 에테르폴리올을 반응시켜 얻어진 것이다.
(실시예1)
먼저 100∼150℃로 온도를 조절한 폴리올레핀폴리올(EPOL)에 고형상의 수소첨가 석유수지계 태키파이어(아이마브 P-100)를 첨가하고 교반함으로써, 폴리올레핀폴리올 중에 태키파이어를 용해시킨 마스터배치를 얻었다. 이때에 마스터배치에 있어서의 태키파이어의 함유량은 30중량％로 조정하였다. 다음에 폴리올레핀폴리올(EPOL) 100중량부, HDI계 폴리이소시아네이트 36.5중량부, 태키파이어 마스터배치 186.9중량부 및 촉매(디라우릴산디메틸주석) 0.02중량부를, 왕복회전식 교반기인 아지터(AJITER)를 사용하여 교반혼합하고, α비＝1.7인 폴리우레탄 조성물을 조제하였다.
그 후에, 얻어진 폴리우레탄 조성물을 도3에 나타내는 성형장치(20)에 주입하였다. 그리고 폴리우레탄 조성물을 한 쌍의 이형필름(표면에 이형처리가 된 PET 필름)(21)의 사이에 끼운 상태에서 반송하면서 노(爐) 내의 온도 50∼90℃, 노 내의 시간 수(數) 분의 조건으로 가교경화시켜, 이형필름(21)을 갖는 시트를 얻었다. 그 후에 가열장치(24)에서 10∼15시간 가교반응시켜, 양면에 이형필름(21)이 형성되는 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12)(이하에서는, 「이형필름을 갖는 광학투명점착시트」라고도 한다)를 제작하였다.
도4는, 실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 모식적으로 나타낸 단면도이다. 도4에 나타내는 바와 같이, 얻어진 이형필름을 갖는 광학투명점착시트는, 이형필름(21), 폴리우레탄 조성물의 경화물로 이루어지는 광학투명점착시트(12) 및 이형필름(21)의 적층체였다. 광학투명점착시트(12)의 두께는 1500㎛였다.
(광학투명점착시트의 평가)
(1) 딜레이드 버블 시험
실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 제작한 후 즉시 하기 (ⅰ)∼(ⅴ)의 순서로 글라스판에 붙이고, 상온·상습환경의 클린룸 내에 방치하였다.
(ⅰ) 이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 일방의 면으로부터, 접합강도가 약한 쪽의 이형필름을 박리하였다.
(ⅱ) 진공접합기를 사용하여, 이형필름을 박리한 면에 글라스판을 진공 중에서 접합시켰다.
(ⅲ) 이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 타방의 면으로부터, 접합강도가 강한 쪽의 이형필름을 박리하였다.
(ⅳ) 이형필름을 박리한 면에, 구상(球狀)의 글라스 비즈(glass beads)(Φ＝200㎛)를 손으로 살포하였다.
(ⅴ) 진공접합기를 사용하여, 글라스 비즈를 살포한 면에 글라스판을 진공 중에서 접합시켰다.
그 다음 4시간 후, 24시간 후, 48시간 후, 72시간 후, 96시간 후, 168시간 후, 192시간 후에, 방치한 시간마다 4개씩 시료를 꺼내, 광학투명점착시트와 글라스판의 계면에 딜레이드 버블(방치 후의 기포)이 발생하였는지를 확인하였다. 또한 꺼낸 시료(광학투명점착시트 단체(單體))의 수분율을 칼 피셔 수분계(교토 덴시 고교 가부시키가이샤(Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd.) 제품)로 측정하였다. 칼 피셔 수분계는, 메인 컨트롤 유닛(main control unit)(모델명 : MCU-710M/S)과 수분기화장치(水分氣化裝置)(모델명 : ADP-611)를 구비하는 것이다. 시료를 수분기화장치 내에 넣어 300℃까지 가열함으로써 시료 내부의 수분을 기화시키고, 그 양을 계측함으로써 수분율을 구하였다.
확인결과는 하기와 같았다. 4개의 시료로부터 얻은 수분율의 측정값 중에서 최대값과 최소값을 제외한 측정값의 평균을 구하여, 측정결과로 하였다.
4시간 방치 : 120ppm
24시간 방치 : 379ppm
48시간 방치 : 374ppm
72시간 방치 : 567ppm
96시간 방치 : 803ppm
168시간 방치 : 588ppm
192시간 방치 : 671ppm
상기한 바와 같이, 클린룸 내에서의 방치시간이 48시간 이내인 경우에는, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율이 평균 400ppm 이하이고, 딜레이드 버블의 발생은 볼 수 없었다. 또한 클린룸 내에서의 방치시간이 72시간인 경우에는, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율이 평균 567ppm이고, 딜레이드 버블이 약간 발생하였다. 클린룸 내에서의 방치시간이 96시간을 넘은 경우에는, 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율이 평균 800ppm을 초과하고, 딜레이드 버블이 발생하였다.
(2) 후들뜸 시험(post-peeling test)
A. 흡습처리
실시예1의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 제작한 후에, 85℃·85％의 고온·고습환경에 3시간 투입하여, 수분량을 포화상태(2000∼3000ppm)로 하였다.
B. 프리어닐링(pre-annealing)
흡습처리 후의 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를 85℃에서 건조(어닐링)하고, 탈수처리하였다. 어닐링시간을 10분, 30분, 1시간으로 하여 시료를 제작하였다. 어닐링시간을 10분으로 한 시료는 칼 피셔법에 의한 측정에서의 수분율이 900ppm, 어닐링시간을 30분으로 한 시료는 수분율이 550ppm, 어닐링시간을 1시간으로 한 시료는 수분율이 400ppm이었다.
C. 접합
어닐링 없음, 어닐링시간 10분, 어닐링시간 30분, 어닐링시간 1시간의 각 시료(광학투명점착시트)를 하기 (ⅰ)∼(ⅴ)의 순서로 글라스판과 접합시켰다.
(ⅰ) 이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 일방의 면으로부터, 접합강도가 약한 쪽의 이형필름을 박리하였다.
(ⅱ) 진공접합기를 사용하여, 이형필름을 박리한 면에 글라스판을 진공 중에서 접합시켰다.
(ⅲ) 이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 타방의 면으로부터, 접합강도가 강한 쪽의 이형필름을 박리하였다.
(ⅳ) 이형필름을 박리한 면에, 구상의 글라스 비즈(Φ＝200㎛)를 손으로 살포하였다.
(ⅴ) 진공접합기를 사용하여, 글라스 비즈를 살포한 면에 글라스판을 진공 중에서 접합시켰다.
D. 가속시험
글라스판과 접합시킨 시료를, 95℃의 건조환경의 오븐 중에 투입하였다. 오븐에 투입한 후에, 박리(후들뜸)가 발생하였는지를 확인하였다.
상기 절차에 따라 실시한 후들뜸 시험의 결과, 어닐링을 하지 않은 시료는, 오븐에 투입한 후에 현저한 후들뜸이 발생하였다. 한편 어닐링시간 10분 및 어닐링시간 30분의 시료는, 오븐에 투입한 후에 약간의 후들뜸이 발생하였다. 약간의 후들뜸은, 오토클레이브(autoclave)로 가압함으로써 소실시킬 수 있었다. 어닐링시간 1시간의 시료는, 오븐에 투입한 후에 후들뜸이 발생하지 않았다.
(3) 마이크로고무A 경도
이형필름을 갖는 광학투명점착시트를, 길이 75㎜×폭 25㎜로 잘라 시험편으로 하였다. 각 시험편에 대하여, 고분시 게이키 가부시키가이샤 제품인 마이크로고무 경도계「MD-1 타입A」를 사용하여 상온에 있어서의 경도를 측정하였다. 또한 본 측정에서는, 지름이 0.16㎜인 원기둥형이며 높이가 0.5㎜인 압침(押針; indenter)을 사용하였다. 또한 1개의 시험편을 준비하여 4회씩 측정하였다. 얻어진 4개의 측정값의 중앙값(median)은 9.2°였다.
(4) 점착력
하기의 방법으로 180° 박리시험을 하여, 점착력(N/25㎜)을 측정하였다. 도5는, 광학투명점착시트의 점착력의 평가방법을 설명하기 위한 모식도이다. 먼저 실시예1에서 제작한 이형필름을 갖는 광학투명점착시트를, 길이 75㎜×폭 25㎜로 잘라 시험편으로 하였다. 이 시험편의 편면(片面)의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트(12) 측을 길이 75㎜×폭 25㎜의 슬라이드글라스(31)에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트(12)와 슬라이드글라스(31)를 접합시켰다. 다음에 슬라이드글라스(31)와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 도5(a)에 나타내는 바와 같이, 광학투명점착시트(12)의 슬라이드글라스(31)와는 반대측의 면에 두께가 125㎛인 PET 시트(데이진 듀퐁 필름 가부시키가이샤(Teijin DuPont Films Limited) 제품인 「멜리넥스(Melinex)(등록상표) S」)(32)를 접합시켰다.
그 다음에 상온·상습(常溫·常濕)(온도 23℃, 습도 50％)하에서 12시간 방치한 후에, 도5(b)에 나타내는 바와 같이, PET 시트(32)를 180° 방향으로 당겨 광학투명점착시트(12)를 슬라이드글라스(31)와의 계면에서 박리시키고, 슬라이드글라스(31)에 대한 광학투명점착시트(12)의 점착력을 측정하였다. 또한 실시예에 대해서는, 2개의 시험편을 준비하여 측정하였다. 얻어진 2개의 측정값의 평균값은 8.5(N/25㎜)였다.
(5) 광학특성
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 편면의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트 측을 슬라이드글라스에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트와 슬라이드글라스를 접합시켰다. 그 후에 슬라이드글라스와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 이하의 측정을 하였다.
(5-1) 헤이즈
닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여, JIS K 7136에 준거한 방법으로 헤이즈를 측정하였다. 또한 3개의 시험편을 준비하고, 상온·상습하에서 측정하였다. 얻어진 3개의 측정값의 평균값은 0.31％였다.
(5-2) 전광선투과율
닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제품인 탁도계「HazeMeter NDH2000」을 사용하여, JIS K 7361-1에 준거한 방법으로 전광선투과율을 측정하였다. 또한 3개의 시험편을 준비하고, 상온·상습하에서 측정하였다. 얻어진 3개의 측정값의 평균값은 91.5％였다.
(6) 자외선 폭로 후의 황변
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 양면으로부터 이형필름을 박리하고, 양면이 슬라이드글라스에 끼워진 광학투명점착시트의 시험편을 준비하였다. 이 시험편을, 슈퍼 제논 웨더 미터(Super Xenon Weather Meter)를 사용하여 조사파장 : 300∼400㎚, 조도 : 68W/㎡, 60℃ 고정(강우(降雨) 없음)의 조건하에서 72시간 폭로하였다. 그 후에, 색차계(色差計)(스가 시켄키 가부시키가이샤(Suga Test Instruments Co., Ltd.) 제품인 「Colour Cute ⅰ」)의 ΔYI값을 평가지표로 하여 황변도(黃變度)를 평가하였다. 또한 자외선 폭로 후의 황변도는, 차량용 등에 있어서 장기간(예를 들면, 10년)에 걸쳐 자외선에 노출되었다고 하더라도 투명도를 유지할 수 있는 성능이 요구된다는 것을 고려하여, 1.0 이하를 목표값으로 하였다. 측정결과는 0.37이었다.
(7) 내구성
이형필름을 갖는 광학투명점착시트의 편면의 이형필름을 박리한 후에, 광학투명점착시트 측을 슬라이드글라스(소다 글라스제(製))에 부착하고, 압력 0.4MPa로 30분 동안 유지시켜, 광학투명점착시트와 슬라이드글라스를 접합시켰다. 그 후에 슬라이드글라스와는 반대측의 이형필름을 박리하고, 고온·상습하(95℃), 고온·고습하(85℃, 85％)에서 각각 168시간 방치한 후에, 육안으로 광학투명점착시트의 상태를 관찰하였다. 또한 고온·상습조건에서는, 송풍오븐에 의하여 온도만을 95℃로 설정하고, 습도의 설정은 하지 않았다.
상기 관찰의 결과, 고온·상습하에서의 외관의 변화는 없고, 고온·고습하에서의 외관의 변화도 없었다.
이상의 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 실시예1의 광학투명점착시트는 마이크로고무A 경도, 점착력, 광학특성(투명성), 자외선 폭로 후의 황변도 및 내구성 전부에 대하여 양호한 결과를 나타내었다.
1 : 글라스
2 : 광학투명점착시트
3 : 이물질
4 : 기포
10 : 표시장치
11 : 표시패널
11A : 베젤
12 : 광학투명점착시트
13 : 터치패널
14 : 투명커버패널
20 : 성형장치
21 : 이형필름
22 : 롤
23 : 폴리우레탄 조성물
24 : 가열장치
31 : 슬라이드글라스
32 : PET 시트

Claims (8)

  1. 폴리우레탄으로 이루어지는 광학투명점착시트(optically clear adhesive sheet)로서,
    상기 폴리우레탄은, 폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 함유하는 폴리우레탄 조성물의 경화물(硬化物)이고,
    상기 폴리이소시아네이트 성분은, 친수성 폴리이소시아네이트를 포함하고,
    상기 친수성 폴리이소시아네이트는, 분자 내에 에틸렌옥사이드 유닛을 포함하고,
    칼 피셔법(Karl Fischer's method)에 의한 측정에서의 수분율(水分率)이 400ppm 이하인 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 폴리우레탄 조성물에 포함되는 상기 폴리올 성분은, 올레핀 골격을 구비하는 폴리올 성분만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트.
  4. 제1항 또는 제2항에 기재되어 있는 광학투명점착시트를 제조하는 방법으로서,
    폴리올 성분 및 폴리이소시아네이트 성분을 교반혼합(攪拌混合)하여 폴리우레탄 조성물을 조제하는 공정과,
    상기 폴리우레탄 조성물을 경화하는 공정을
    포함하는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트의 제조방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 기재되어 있는 광학투명점착시트와, 상기 광학투명점착시트의 일방(一方)의 면을 덮는 제1이형필름(第一離型film)과, 상기 광학투명점착시트의 타방(他方)의 면을 덮는 제2이형필름(第二離型film)이 적층된 것임을 특징으로 하는 적층체(積層體).
  6. 제1항 또는 제2항에 기재되어 있는 광학투명점착시트와, 표시패널과, 터치패널을 구비하는 것을 특징으로 하는 터치패널을 갖는 표시장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 기재되어 있는 광학투명점착시트를 기재(基材)에 붙이는 것을 특징으로 하는 광학투명점착시트의 접합방법.
  8. 삭제
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