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KR20240118799A - 광방사-탈접합가능한 감압 접착제 - Google Patents

광방사-탈접합가능한 감압 접착제 Download PDF

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KR20240118799A
KR20240118799A KR1020247021523A KR20247021523A KR20240118799A KR 20240118799 A KR20240118799 A KR 20240118799A KR 1020247021523 A KR1020247021523 A KR 1020247021523A KR 20247021523 A KR20247021523 A KR 20247021523A KR 20240118799 A KR20240118799 A KR 20240118799A
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KR
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sensitive adhesive
pressure sensitive
glass
meth
less
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KR1020247021523A
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엔카이 하오
용상 루
제이슨 디. 클래퍼
Original Assignee
쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 아이소시아네이트, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 및 정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체; 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머; 및 광개시제를 포함하는 감압 접착제이다. 유리에 대한 감압 접착제의 박리 접착력은 광방사에 노출된 후 약 20% 이상 감소한다.

Description

광방사-탈접합가능한 감압 접착제
본 발명은 일반적으로 감압 접착제 분야에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 광방사(light radiation)에 노출된 후에 탈접합가능한(debondable) 감압 접착제이다.
사용 중에, 접착 테이프, 예컨대 감압 접착 테이프는 일반적으로 기재(substrate)에 단단히 접합되며, 기재로부터 접착 테이프의 후속 분리는 의도되지도 않고 바람직하지도 않다. 그러나, 소정 접착 테이프는 사용 후 기재로부터 깨끗하고 쉽게 분리할 수 있도록 특별히 제형화된다. 이러한 특별히 제형화된 접착제는 보통 상당한 수준의 유지력, 예를 들어 표준 복사 용지에 대해 약 4 내지 6 온스/인치를 초과하는 접착력을 나타내지 않는다. 대조적으로, 상당한 수준의 접착력, 예를 들어 종이에 대해 30 온스/인치를 초과하는 접착력을 제공하도록 제형화된 접착제는 일반적으로 기재를 손상시키지 않고서 제거하기가 어렵다.
연신 이형(stretch releasing) 접착 테이프는 깨끗한 제거 및 표면 무손상과 강한 유지력을 겸비한 고성능 감압 접착제의 한 부류이다. 이러한 연신 이형 접착 테이프는 매우 다양한 조립, 결합, 부착 및 장착 응용에 유용하다. 테이프 스트립을 연신시킴으로써 표면으로부터 깨끗하게 제거할 수 있는 접착 테이프 스트립은 당업계에 공지되어 있다. 시판 연신 이형 접착 테이프는 제거 동안 스트립의 연신을 용이하게 하기 위해 비접착성 당김 탭을 스트립의 일 단부에 포함하는 별개의 스트립들로서 현재 제조된다. 스트립의 접착 표면은 이형 라이너로 추가로 보호된다. 전형적으로, 연신 이형 접착 테이프는 제거 과정 동안 비교적 높은 응력을 가하며, 이형 접착 테이프는 전형적으로 연신을 개시하기 위해 탭이 필요하다.
지난 몇 년 동안, OLED 디스플레이는 플렉시블, 폴더블 장치에 사용되는 방향으로 빠르게 발전해 왔다. 이를 위해서는 접을 수 있는 플렉시블 장치 상에 OLED 스택을 제작해야 한다. 현재, OLED 제작은 전형적으로 캐리어 유리 상에서 이루어진다. 장치가 제조된 후에는, OLED 스택을 캐리어 유리로부터 분리해야 한다. 대안적인 공정에서, OLED 스택은 또한 얇은 플렉시블 유리 조각 상에 구축될 수 있으며 OLED 장치는 플렉시블 유리를 커버 유리로 이용할 수 있다. 이 경우, 얇은 플렉시블 유리 조각을 캐리어 필름에 접합해야 한다. 다시 말하지만, OLED 스택의 제작 후에는 유리 캐리어 필름을 이형시켜야 한다. 이러한 응용 분야의 경우, 광학적으로 투명한 접착제(optically clear adhesive, OCA)가 매우 유용할 수 있다. OCA는 OLED 제조 과정 동안 PET, PI, COP 필름과 같은 필름 기재를 유리와 접합하는 데 사용되며, 캐리어 필름 기재를 제거하기 전에 유리 측에 매우 낮은 접착력이 선호된다. 제거 과정 동안 임의의 추가 응력이 OLED 스택을 손상시킬 수 있으므로 접착력이 매우 중요하다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 아이소시아네이트, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 및 정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체; 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머; 및 광개시제를 포함하는 감압 접착제이다. 유리에 대한 감압 접착제의 박리 접착력은 광방사에 노출된 후 약 20% 이상 감소한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 아이소시아네이트, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 및 정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체; 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 반응성 올리고머; 및 광개시제를 포함하는 조성물이다. 조성물이 유리에 라미네이팅되고 UV 조사될 때, 조성물은 유리에 대한 박리 접착력이 약 2 뉴턴/센티미터 이하이다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 주 표면을 갖는 기재, 적어도 하나의 주 표면을 갖는 유리, 및 감압 접착제를 포함하는 라미네이트이다. 감압 접착제는 아이소시아네이트, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 및 정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분의 반응 생성물인 폴리우레탄 중합체; 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 반응성 올리고머; 및 광개시제를 포함한다. 감압 접착제는 광방사에 노출된 후에 유리에 대한 박리 접착력이 약 2 뉴턴/센티미터 이하이다.
본 발명은 광방사-탈접합가능한 감압 접착제이다. 일 실시 형태에서, 감압 접착제는 필름 기재와 유리 모두에 대해 강한 초기 접합을 갖는 폴리우레탄 접착제 조성물이다. 광방사 시, 감압 접착제는 필름 기재에 강하게 접합된 상태로 유지되는 반면 유리에 대한 접착력은 크게 감소하여 유리로부터 필름 기재를 깨끗하게 제거할 수 있다. 일 실시 형태에서, 감압 접착제는 광학적으로 투명하다.
본 발명의 광방사-탈접합가능한 접착제는 일반적으로 폴리우레탄 중합체, 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머, 및 광개시제를 포함한다. 폴리우레탄 중합체는 일반적으로 아이소시아네이트, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 및 정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함한다. 폴리올 성분의 용해도 파라미터가 10 초과인 경우, 극성이 너무 높을 수 있으며 UV 경화 후 탈접합되지 않을 것이다. 일 실시 형태에서, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 약 70 내지 약 98 중량%의 폴리우레탄 중합체, 구체적으로 약 75 내지 약 95 중량%의 폴리우레탄 중합체, 그리고 더 구체적으로 약 85 내지 약 95 중량%의 폴리우레탄 중합체를 포함한다.
아이소시아네이트는 폴리올과의 반응을 통해 폴리우레탄 중합체를 형성하는 기능을 한다. 일 실시 형태에서, 폴리우레탄 중합체는 약 1 내지 약 45 중량%의 아이소시아네이트, 구체적으로 약 5 내지 약 30 중량%의 아이소시아네이트, 그리고 더 구체적으로 약 7 내지 약 20 중량%의 아이소시아네이트를 포함한다.
(메트)아크릴레이트-함유 알코올은 조성물 내에 가교결합을 도입하는 기능을 한다. 적합한 (메트)아크릴레이트-함유 알코올의 예에는 1,6-헥산다이올로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, (폴리)프로필렌 글리콜로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, (폴리)에틸렌 글리콜로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, 1,4-부탄다이올로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, 비스페놀 A로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, 프탈산으로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, 헥사하이드로프탈산으로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, 레조르시놀로부터의 에폭시 (메트)아크릴레이트, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, (메트)아크릴레이트-함유 알코올은 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는다. 일 실시 형태에서, 폴리우레탄 중합체는 약 0.1 내지 약 20 중량%의 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 구체적으로 약 0.5 내지 약 10 중량%의 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 그리고 더 구체적으로 약 0.5 내지 약 5 중량%의 (메트)아크릴레이트-함유 알코올을 포함한다.
폴리올 성분은 아이소시아네이트와의 반응을 통해 폴리우레탄 중합체를 형성하는 기능을 한다. 일 실시 형태에서, 폴리올 성분은 우레탄 골격을 갖는다. 적합한 폴리올 성분의 예에는 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카르보네이트 폴리올, 폴리부타디엔 폴리올, 및 이들의 조합이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 일 실시 형태에서, 폴리우레탄 중합체는 약 50 내지 약 98 중량%의 폴리올 성분, 구체적으로 약 60 내지 약 95%의 폴리올 성분, 그리고 더 구체적으로 약 70 내지 약 90 중량%의 폴리올 성분을 포함한다.
폴리올은 문헌[K.L. Hoy, J. Coated Fabrics, Volume 19, 53 (1989)]에 기술된 바와 같은 그룹 기여 방법(group contribution method)을 사용하여 컴퓨터 계산된 소정 용해도 파라미터를 갖도록 선택된다. 계산은 Norgwyn Montgomery Software, Inc.(미국 펜실베이니아주 노스 웨일즈 소재)로부터의 프로그램인 Molecular Modeling Pro Plus를 사용하여 수행된다. 선호되는 실시 형태에서, 폴리올은 총 용해도 파라미터가 8.0, 8.5, 8.8, 9.0, 또는 10 (cal/cm3)1/2 이상이다. 폴리올의 총 용해도 파라미터는 전형적으로 11.0 (cal/cm3)1/2 이하이다. 폴리올의 수소 결합 용해도 파라미터는 전형적으로 0.5, 1.0, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 또는 3.5 (cal/cm3)1/2 이상이고, 전형적으로 5 (cal/cm3)1/2 이하이다. 일부 실시 형태에서, 폴리올의 수소 결합 용해도 파라미터는 4.0 (cal/cm3)1/2 이하이다. 일부 실시 형태에서, 분산 용해도 파라미터는 약 7 내지 9 (cal/cm3)1/2의 범위일 수 있다. 또한, 극성 용해도 파라미터는 약 1.5 내지 5.5 (cal/cm3)1/2의 범위일 수 있다.
아이소시아네이트, 적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 및 정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체는 폴리올, 사슬 연장제, (메트)아크릴레이트-함유 알코올, 억제제, 촉매 및 용매를 혼합하여 용액을 형성함으로써 제조된다. 용액을 교반하면서 가열한 다음, 폴리아이소시아네이트를 첨가한다. 일 실시 형태에서, 용액을 약 80℃까지 가열한다. 용액의 온도를 유지하여 메타크릴레이트 기-함유 폴리우레탄 중합체를 얻는다. 아이소시아네이트 기가 남아 있지 않을 때 반응이 완료된다. 일 실시 형태에서, 이는 푸리에-변환 적외선 분광법(FT-IR)을 이용하여 결정될 수 있다.
폴리우레탄 중합체의 형성 후, 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머 및 광개시제를 첨가하고 혼합하여 균질한 코팅 용액을 형성한다.
다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머는 폴리우레탄 중합체를 가교결합하는 기능을 한다. 일 실시 형태에서, 올리고머는 반응성 올리고머이다. 예를 들어, 반응성 올리고머는, 제한 없이, 아크릴레이트 또는 우레탄 아크릴레이트와 같은 다작용성 반응성 성분일 수 있다. 적합한 올리고머의 예에는 우레탄 올리고머, 예컨대 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 Sartomer로부터 입수가능한 CN983, CN965, CN966, CN9893, 및 CN996 및 대만 가오슝 소재의 Eternal Chemical로부터 입수가능한 ETERCURE DR-U299, DR-U388, DR-U249, 및 DR-U282가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 우레탄 올리고머에 더하여, 미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재의 Sartomer로부터 입수가능한 CN2250 및 CN2254와 같은 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머 및 CN120 및 CN114와 같은 에폭시 아크릴레이트 올리고머와 같은 다른 유형의 반응성 올리고머가 또한 적합하다. 일 실시 형태에서, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 약 2 내지 약 30 중량%의 올리고머, 구체적으로 약 5 내지 약 20 중량%의 올리고머, 그리고 더 구체적으로 약 5 내지 약 15 중량%의 올리고머를 포함한다.
광방사-탈접합가능한 감압 접착제를 경화시키기 위해 광개시제가 사용된다. 전형적으로, 개시제 또는 개시제들은 적절한 파장 및 강도를 갖는 광에 노출됨으로써 활성화된다. 일 실시 형태에서, 자외(UV)광이 사용된다. 예시적인 적합한 광개시제에는 벤조인 에테르(예를 들어, 벤조인 메틸 에테르 또는 벤조인 아이소프로필 에테르) 또는 치환된 벤조인 에테르(예를 들어, 아니소인 메틸 에테르)가 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 다른 예시적인 적합한 광개시제에는 치환된 아세토페논, 예컨대 2,2-다이에톡시아세토페논 또는 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논(BASF Corp.(미국 뉴저지주 플로햄 파크 소재)로부터 상표명 IRGACURE 651로, 또는 Sartomer(미국 펜실베이니아주 엑스턴 소재)로부터 상표명 ESACURE KB-1로 구매가능함)이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 또 다른 예시적인 적합한 광개시제에는 치환된 알파-케톨, 예컨대 2-메틸-2-하이드록시프로피오페논, 방향족 설포닐 클로라이드, 예컨대 2-나프탈렌설포닐 클로라이드, 및 광활성 옥심, 예컨대 1-페닐-1,2-프로판다이온-2-(O-에톡시카르보닐)옥심이 포함되지만 이로 한정되지 않는다. 다른 적합한 광개시제에는, 예를 들어, 1-하이드록시사이클로헥실 페닐 케톤(상표명 IRGACURE 184로 구매가능함), 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드(상표명 IRGACURE 819로 구매가능함), 2,4,6-트라이메틸벤조일페닐포스핀산 에틸 에스테르(상표명 IRGACURE TPO-L로 구매가능함), 1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(상표명 IRGACURE 2959로 구매가능함), 2-벤질-2-다이메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄온(상표명 IRGACURE 369로 구매가능함), 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온(상표명 IRGACURE 907로 구매가능함), 및 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온(미국 뉴욕주 태리타운 소재의 Ciba Specialty Chemicals Corp.로부터 상표명 DAROCUR 1173으로 구매가능함)이 포함된다. 본 명세서에서는 주로 광개시제의 사용을 기술하지만, 본 발명의 의도된 범위를 벗어나지 않으면서 다른 방법들이 사용될 수 있다. 예를 들어, 열개시제를 사용하여 제형에서 광개시제를 대체할 수 있으며, 이는 열적으로 유도된 가교결합 공정을 초래하여 탈접합가능한 접착제를 형성할 것이다. 일 실시 형태에서, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 약 0.1 내지 약 2 중량%의 광개시제, 구체적으로 약 0.1 내지 약 1 중량%의 광개시제, 그리고 더 구체적으로 약 0.3 내지 약 0.6 중량%의 광개시제를 포함한다.
예를 들어, 안정제, 접착 촉진제, 자외광 흡수제, 가교결합제, 표면 개질제, 자외광 안정제, 산화방지제, 정전기 방지제, 증점제, 충전제, 안료, 착색제, 염료, 요변성제, 가공 보조제, 나노입자, 섬유 및 이들의 조합을 포함하는 다른 재료가 특별한 목적을 위해 광방사-탈접합가능한 감압 접착제에 첨가될 수 있다.
일 실시 형태에서, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 두께가 약 0.5 내지 약 4 밀, 구체적으로 약 1 밀 내지 약 2 밀의 범위이다.
UV-방사 시, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제의 탄젠트 델타가 감소한다. 일 실시 형태에서, UV 방사 전의 탄젠트 델타는 70℃에서 약 0.9 이상 그리고 구체적으로 약 1.0 이상이다. 일 실시 형태에서, UV-방사 후의 탄젠트 델타는 약 0.8 미만 그리고 구체적으로 약 0.6 미만이다. 탄젠트 델타는 G"(손실 모듈러스)/G'(저장 모듈러스)의 비로 정의된다.
일 실시 형태에서, 본 발명의 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 광학적으로 투명하다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "광학적으로 투명한"은, 탁도가 약 5% 미만, 구체적으로 약 2% 미만, 그리고 더 구체적으로 약 1% 미만이고; 시감 투과율(luminous transmission)이 약 88% 초과, 구체적으로 약 89% 초과, 그리고 더 구체적으로 약 90% 초과이고; 경화 시에 광학 투명도가 약 98% 초과, 구체적으로 약 99% 초과, 그리고 더 구체적으로 약 99.5% 초과인 재료를 지칭한다. 전형적으로, 투명도, 탁도, 및 투과율은 접착제가 폴리(에틸렌 테레프탈레이트)(PET)와 같은 2개의 광학 필름 사이에 유지되는 구조물에서 측정된다. 접착제 및 기재를 포함하는 전체 구조물에 대해 측정이 수행된다. 탁도 및 시감 투과율 둘 모두는, 예를 들어 ASTM-D 1003-92를 사용하여 결정될 수 있다. 투과율, 탁도, 및 광학 투명도의 광학적 측정은, 예를 들어 BYK Gardner haze-gard plus 4725 기기(독일 게레트스리드 소재)를 사용하여 이루어질 수 있다. BYK 기기는 "C" 광원을 사용하며, 그 스펙트럼 범위에 걸쳐 모든 광을 측정하여 투과율 값을 계산한다. 탁도는 입사 빔으로부터 2.5° 초과만큼 벗어나는 투과광의 백분율이다. 광학 투명도는 2.5° 미만의 각도로 평가된다. 전형적으로, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제에는 시각적으로 버블이 없다.
실제로, 본 발명의 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 라미네이트를 형성하는 데 사용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 라미네이트는 제1 주 표면을 갖는 기재 및 제1 주요 표면을 갖는 유리를 포함한다. 일 실시 형태에서, 기재는 중합체 기재이다. 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 기재와 유리 사이에 위치된다. 광방사-탈접합가능한 감압 접착제를 포함하는 라미네이트는 디스플레이 조립체에 사용될 수 있다. 디스플레이 조립체는 하나 이상의 기재(예를 들어, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제에 영구적으로 또는 일시적으로 부착됨), 다른 접착제 층, 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "인접한"이라는 용어는 두 층이 직접 접촉하거나 또는 하나 이상의 얇은 층, 예컨대 프라이머 또는 하드 코팅에 의해 분리되어 있는 것을 지칭하는 데 사용될 수 있다. 종종, 인접한 층들은 직접 접촉하고 있다. 또한, 라미네이트가 제공되며, 여기서 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 광학 필름에 인접하게 위치된다. 광학 필름은 필름의 표면 상에 충돌하는 광을 의도적으로 향상, 조작, 제어, 유지, 투과, 반사, 굴절, 흡수, 지연, 또는 달리 변경시킨다. 라미네이트 내에 포함되는 필름은 광학 기능을 갖는 재료의 부류, 예컨대 편광기, 간섭 편광기, 반사 편광기, 확산기, 착색된 광학 필름, 거울, 루버형(louvered) 광학 필름, 광 제어 필름, 투명 시트, 휘도 향상 필름, 눈부심-방지 필름, 및 반사 방지 필름 등을 포함한다. 제공된 라미네이트를 위한 필름은 또한 지연기 플레이트(retarder plate), 예컨대 1/4 파장 및 반파장 위상 지연 광학 요소를 포함할 수 있다. 다른 광학적으로 투명한 필름은 파편 방지(anti-splinter) 필름 및 전자기 간섭 필터를 포함한다.
일부 실시 형태에서, 생성된 라미네이트는 광학 요소일 수 있거나 또는 광학 요소를 제조하는 데 사용될 수 있다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, 용어 "광학 요소"는 광학 효과 또는 광학 응용을 갖는 물품을 지칭한다. 광학 요소는, 예를 들어 전자 디스플레이, 건축 응용, 운송 응용, 프로젝션 응용, 포토닉스 응용, 및 그래픽 응용에 사용될 수 있다. 적합한 광학 요소는, 글레이징(glazing)(예를 들어, 윈도우 및 차량 앞유리), 스크린 또는 디스플레이, 음극선관, 및 반사기를 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
예시적인 광학적으로 투명한 기재는 디스플레이 패널, 예컨대 액정 디스플레이, OLED 디스플레이, 터치 패널, 전기습윤 디스플레이(electrowetting display) 또는 음극선관, 윈도우 또는 글레이징, 광학 구성요소, 예컨대 반사기, 편광기, 회절 격자, 거울, 또는 커버 렌즈, 다른 필름, 예컨대 장식 필름 또는 다른 광학 필름을 포함하지만 이로 한정되지 않는다.
광학적으로 투명한 기재의 대표적인 예에는 유리 기재와, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르(예컨대, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 및 폴리에틸렌 나프탈레이트), 폴리우레탄, 폴리(메트)아크릴레이트(예컨대, 폴리메틸 메타크릴레이트), 폴리비닐 알코올, 폴리올레핀, 예컨대 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 셀룰로오스 트라이아세테이트를 함유하는 것들을 포함하는 중합체 기재가 포함된다. 전형적으로, 커버 렌즈는 유리, 폴리메틸 메타크릴레이트, 또는 폴리카르보네이트로 제조될 수 있다.
광방사에 노출되기 전에, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 기재와 유리 모두에 대해 강한 접합을 갖는다. 사용 시, 예를 들어, 라미네이트가 OLED 스택의 일부인 경우, OLED 스택을 제작한 후, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제에 광방사를 가한다. 원하는 효과는 유리 계면과 기재 계면 사이의 차등 접착력이다. 기재에 대한 광방사-탈접합가능한 감압 접착제의 접착력은 유리로부터 탈접합하기에 충분한 조사 노출이 적용된 후에도 강하게 유지된다. 일 실시 형태에서, 유리에 대한 접착력은 약 300 g/in 미만, 구체적으로 약 200 g/in 미만, 그리고 더 구체적으로 약 50 g/in 미만까지 감소된다. 광방사에 노출된 후 유리에 대한 이러한 감소된 접착력은 광방사-탈접합가능한 감압 접착제 및 기재가 유리로부터 쉽고 깨끗하게 박리될 수 있게 한다. 기재에 대한 광방사-탈접합가능한 감압 접착제의 접착력은 박리 접착력에 의해 측정될 수 있다. 일 실시 형태에서, 유리에 대한 광방사-탈접합가능한 감압 접착제의 박리 접착력은 광방사에 노출된 후 약 20% 이상, 구체적으로 약 50% 이상, 그리고 더 구체적으로 약 70% 이상 감소한다.
일 실시 형태에서, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제가 유리에 라미네이팅될 때, 감압 접착제는 광방사에 노출되기 전에 박리 접착력이 약 3 뉴턴/센티미터 이상, 그리고 구체적으로 약 5 뉴턴/센티미터 이상이다. 일 실시 형태에서, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제가 유리에 라미네이팅되고 광방사에 노출될 때, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 박리 접착력이 약 2 뉴턴/센티미터 이하, 구체적으로 약 1.5 뉴턴/센티미터 이하, 그리고 더 구체적으로 약 1 뉴턴/센티미터 이하이다.
본 발명의 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 OLED 제조업체가 더 플렉시블/폴더블한 장치를 개발할 수 있도록 한다. 전형적으로, 플렉시블/폴더블 장치는 경질 기재의 도움으로 제작된다. 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 더 단순한 제조 공정을 가능하게 한다. 예를 들어, 일부 응용 분야에서, 초박형 플렉시블 유리를 커버 유리로 사용할 수 있다. 본 발명의 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 플렉시블 유리가 다층 구조물의 일부가 되도록 하며, 그로부터 OLED가 플렉시블 유리 기재 상에 직접 제작될 수 있다. 유리로부터 광방사-탈접합가능한 감압 접착제를 깨끗하게 이형시킨 후에, 유리의 외부 표면을 커버 유리로 사용할 수 있다.
실시예
본 발명의 범주 내의 많은 수정 및 변경이 당업자에게 명확할 것이기 때문에 본 발명은 단지 예시로서 의도되는 후속하는 실시예에서 더욱 자세히 설명된다. 달리 언급되지 않는 한, 하기 실시예에 보고된 모든 부, 백분율, 및 비는 중량 기준이다.
재료
시험 방법 1. 동적 기계적 분석(DMA)
DHR3 PARALLEL PLATE RHEOMETER (TA Instruments)를 사용하여 동적 기계 분석(DMA)을 달성하여 각각의 샘플의 물리적 특성을 온도 함수로서 특성화하였다. 각각의 샘플에 대해, 대략 0.5 g의 재료를 레오미터의 8 mm 직경 평행판들 사이의 중심에 두었고, 샘플의 모서리가 상부판 및 하부판의 모서리와 일정하게 될 때까지 압축시켰다. 레오미터의 샤프트 및 평행판을 둘러싼 노의 문(furnace door)을 닫고, 온도를 140℃로 올리고 5분 동안 유지하였다. 이어서, 평행판을 1 ㎐의 진동수 및 0.4%의 일정한 % 변형률로 진동시키면서, 온도를 120℃에서 -20℃까지 3℃/min으로 램핑하였다. 재료에 대한 다수의 물리적 파라미터를 온도 램프 동안 기록하였으며, 저장 모듈러스(G'), 손실 모듈러스(G"), 및 탄젠트 델타가 본 발명의 단일중합체의 특성화에 가장 중요하다.
접착제 조성물의 유리 전이 온도(Tg)는, 먼저 그의 저장 모듈러스(G′) 및 손실 전단 모듈러스(G″)를 결정함으로써 측정될 수 있다. 전형적으로 "탄젠트 델타"로 표기되는 무단위 파라미터인 G″/G′의 비를 온도에 대해 플로팅하였다. 탄젠트 델타 곡선의 유리질 영역과 고무질 영역 사이의 전이 영역 내의 최대점(기울기가 0인 지점)은, 양호하게 정의된다면, 그 특정 진동수에서 접착제 조성물의 Tg를 결정한다.
시험 방법 2: 광학 측정
미국 메릴랜드주 콜럼비아 소재의 BYK-Gardner USA로부터의 Haze-Gard Plus를 사용하여 탁도(%) 및 투과율(%)을 측정하였다. 시험 전에, PSA 샘플의 이지 라이너를 제거하고, 이어서 PSA 샘플을 유리 슬라이드에 라미네이팅하였고, 광학 측정을 수행할 때 타이트 라이너도 제거하였다. 샘플당 3개의 측정치를 기록하고 평균 데이터를 보고하였다.
시험 방법 3: 박리 접착력
유리에 대한 180도 박리 접착력 시험을 위해, 각 샘플을 2 밀 PET와 유리 사이에 라미네이팅한 다음, 샘플을 실온에서 24시간 동안 에이징하였다. ASTM D3330-90에 기재된 표준 시험 방법에 따라 박리 접착력을 측정하였다.
폴리우레탄 중합체 I의 제조
기계적 교반기, 응축기, 열전대, 및 질소 유입구가 구비된 수지 반응 용기에, 201.59 g의 Priplast 1838(당량 = 984), 6.0 g의 Ymer 120, 1.2 g의 비스페놀 A-글리시딜 메타크릴레이트, 0.073 g의 부틸화 하이드록시톨루엔(BHT), 및 200 g의 MEK를 첨가하였다. 용액을 교반하면서 80℃까지 가열한 다음, 0.12 g의 다이부틸주석 다이아세테이트(DBTDA) 및 29.35 g의 Desmodur M을 첨가하였다. 온도를 80 ± 2℃로 유지하여 메타크릴레이트 기 함유 폴리우레탄 중합체를 얻었다. 반응 동안, 원하는 양의 MEK를 시스템 내에 첨가하여 점도를 희석시켰다. 아이소시아네이트 기가 존재하지 않을 때 반응이 완료되었는데, 이는 대략 2274 cm-1에서의 NCO 피크가 사라지는 것에 대해 FT-IR을 사용하여 모니터링되었다. 마지막으로, 고형물 함량이 40 중량%인 투명한 점성 용액을 얻었다. 고유 점도(IV)는 0.56 데시리터/그램으로 측정되었다.
폴리우레탄 중합체 II의 제조
기계적 교반기, 응축기, 및 질소 유입구가 장착된 수지 반응 용기에, 200 그램(g)의 Priplast 1838, 80 g의 MEK, 0.59 g의 Bis-GA(페놀 A-글리세롤레이트 아크릴레이트), 0.11 g의 DBTDA 및 0.068 g의 BTH를 첨가하였다. 용액을 75℃까지 가열하고, 교반하면서 26.14 g의 DES-W를 첨가하였다. FT-IR에 의해 관찰할 때 대략 2270 cm-1에서의 NCO 피크가 사라질 때까지 온도를 75±2℃로 유지하였다. 반응 동안, 추가 200 g의 MEK를 첨가하여 고형물 함량을 대략 40 중량%로 조정하여, 맑고 투명한 폴리우레탄 용액을 생성하였다.
UV-탈접합가능한 OCA 제형의 제조
실시예 1:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 I(MEK 중 40 중량% 고형물), 4 g의 CN983(MEK 중 50 중량%) 및 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
실시예 2:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 I(MEK 중 40 중량% 고형물), 4 g의 CN996(MEK 중 50 중량%) 및 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
실시예 3:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 I(MEK 중 40 중량% 고형물), 4 g의 ETERCUR DR-U384(MEK 중 50 중량%) 및 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
실시예 4:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 I(MEK 중 40 중량% 고형물), 4 g의 CN2250(MEK 중 50 중량%), 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
실시예 5:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 II(MEK 중 40 중량% 고형물), 4.0 g의 CN983(MEK 중 50 중량%), 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
실시예 6:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 II(MEK 중 40 중량% 고형물), 4 g의 CN2250(MEK 중 50 중량%) 및 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
비교예 1:
갈색 단지에, 50 g의 폴리우레탄 중합체 I(MEK 중 40 중량% 고형물), 4 g의 CN2254(MEK 중 50 중량%) 및 0.88 g의 Irgacure 819(MEK 중 10 중량% 고형물)를 함께 혼합하고 용액을 2시간 동안 롤링하여 균질한 코팅 용액을 형성하였다.
UV-탈접합가능한 OCA 샘플의 제조
나이프 코팅기를 사용하여 3 밀 두께의 RF32N(SKC로부터의 폴리에스테르 이형 라이너인, 타이트 라이너) 상에 코팅 용액 실시예 1 내지 6 및 비교예 1을 코팅하였으며, 나이프와 RF32N 사이의 갭을 약 0.1 mm로 설정하였다. 코팅된 샘플을 실온에서 5분 동안 건조시킨 다음 70℃ 오븐으로 옮겨 20분 동안 두었다. 이어서, RF02N의 이지 라이너(SKC로부터의 2 밀, 폴리에스테르 이형 라이너)를 PSA 상부 표면 상에 라미네이팅하여, 라미네이팅된 이지 라이너 RF02N 및 코팅 타이트 라이너 RF32N으로 보호되는 UV-탈접합가능하고 광학적으로 투명한 감압 접착제를 생성하였다. 모든 샘플을 검은색 백에 저장하고 빛을 피하여 보관하였다.
접착제 특성
박리 접착력 시험:
UV-접합가능한 OCA 샘플의 이지 라이너인 RF02N을 먼저 박리한 다음, OCA 표면 상에 2 밀 PET 필름을 라미네이팅하였다. 그 후, OCA를 1 인치 스트립으로 절단하고, 타이트 RF32N 라이너를 박리하고, OCA 스트립을 유리 상에 라미네이팅하였다. D-전구로 구성된 Fusion System Model I600(미국 메릴랜드주 가이터스버그 소재의 Fusion UV Systems로부터 입수가능함)을 사용하여 OCA 샘플의 절반을 후경화시켰다. 박리 전 24시간 동안 모든 샘플을 제어된 습도(60%) 및 온도(75℃)에서 추가로 에이징하였다. Imass 박리 시험기를 사용하여 모든 샘플을 12 인치/분으로 박리하였다. 탁도, UV 경화량, 박리 접착력, 및 파괴 모드가 하기 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
표 1에서 알 수 있는 바와 같이, UV 경화 전과 후의 박리 접착력은 상당한 차이를 보였다. UV 경화 전의 박리 접착력이 높은데, 이는 대부분 응집 파괴로 인한 것이다. 본 발명의 광방사-탈접합가능한 감압 접착제의 의도된 용도는 장치(이러한 OLED) 제작 공정 동안 유리에 대해 양호한 접합 강도를 제공하는 것이다. 가장 중요한 것은 UV 경화 후에 박리 접착력이 현저히 감소했다는 것인데, 예를 들어 PU350-CN996 제형은 몇 그램/인치까지 감소하였다. 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 광방사-탈접합가능한 감압 접착제는 장치의 나머지 부분에 어떠한 박리 응력도 추가하지 않고서 유리 표면으로부터 쉽고 깨끗하게 제거할 수 있다.
실시예 1 및 실시예 2 모두의 DMA 데이터를 시험하였고 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
다른 실시예의 광학 및 박리 접착 데이터가 표 3에 열거되어 있다. 표 1에 나타나 있는 바와 같이, 반응성 올리고머 가교결합제는 최종 접착제 특성에 광학적으로 그리고 기계적으로 상당한 영향을 미친다. CN983 및 CN996을 가교결합제로 사용하는 실시예 1 및 실시예 2의 UV-탈접합가능한 OCA 샘플은 1% 미만의 탁도로 광학적으로 투명하다. 접착제는 UV 경화 후에 유리에 대한 접착력이 크게 감소되어 매우 우수한 UV-탈접합 특성을 나타내었다. 다른 유형의 올리고머 가교결합제는 폴리우레탄 접착 중합체와 어느 정도의 불상용성을 보여서 광학 탁도를 증가시켰다. 실시예 3 내지 실시예 6의 경우, UV 경화 시, UV-탈접합가능한 OCA 샘플은 유리에 대한 박리 접착력이 30% 이상 감소한 것으로 나타났다. 흥미롭게도, 2작용성 폴리에스테르 아크릴레이트인 CN2254는 유리에 대한 접착력을 전혀 감소시키지 않았다.
[표 3]
본 발명이 바람직한 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 당업자는 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어남이 없이 형태 및 세부사항에 있어서 변화가 이루어질 수 있음을 인식할 것이다.

Claims (19)

  1. 감압 접착제로서,
    아이소시아네이트;
    적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올; 및
    정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분
    의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체;
    다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머; 및
    광개시제를 포함하며,
    유리에 대한 상기 감압 접착제의 박리 접착력은 광방사(light radiation)에 노출된 후 약 20% 이상 감소하는, 감압 접착제.
  2. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제가 유리에 라미네이팅될 때, 상기 감압 접착제는 광방사에 노출되기 전에 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 3 뉴턴/센티미터 이상인, 감압 접착제.
  3. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제가 유리에 라미네이팅될 때, 상기 감압 접착제는 광방사에 노출되기 전에 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 5 뉴턴/센티미터 이상인, 감압 접착제.
  4. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제가 유리에 라미네이팅되고 광방사에 노출될 때, 상기 감압 접착제는 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 2 뉴턴/센티미터 이하인, 감압 접착제.
  5. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제가 유리에 라미네이팅되고 광방사에 노출될 때, 상기 감압 접착제는 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 1.5 뉴턴/센티미터 이하인, 감압 접착제.
  6. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제가 유리에 라미네이팅되고 광방사에 노출될 때, 상기 감압 접착제는 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 1 뉴턴/센티미터 이하인, 감압 접착제.
  7. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제는 탁도 값이 약 5% 미만인, 감압 접착제.
  8. 제1항에 있어서, 상기 감압 접착제는 탁도 값이 약 2% 미만인, 감압 접착제.
  9. 제1항에 있어서, 상기 다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 올리고머는 반응성 올리고머인, 감압 접착제.
  10. 제1항에 있어서, 상기 광방사는 UV 경화성인, 감압 접착제.
  11. 조성물로서,
    아이소시아네이트;
    적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올; 및
    정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분
    의 반응 생성물을 포함하는 폴리우레탄 중합체;
    다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 반응성 올리고머; 및
    광개시제를 포함하며,
    상기 조성물이 유리에 라미네이팅되고 UV 조사될 때, 상기 조성물은 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 2 뉴턴/센티미터 이하인, 조성물.
  12. 제11항에 있어서, 상기 조성물은 광학적으로 투명한, 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 조성물은 탁도 값이 약 5% 미만인, 조성물.
  14. 제11항에 있어서, 상기 조성물이 유리에 라미네이팅되고 UV 경화될 때, 상기 조성물은 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 1.5 뉴턴/센티미터 이하인, 조성물.
  15. 제11항에 있어서, 상기 조성물이 유리에 라미네이팅되고 UV 경화될 때, 상기 조성물은 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 1 뉴턴/센티미터 이하인, 조성물.
  16. 제11항에 있어서, 상기 폴리올 성분은 우레탄 골격을 갖는, 조성물.
  17. 라미네이트로서,
    적어도 하나의 주 표면을 갖는 기재(substrate);
    적어도 하나의 주 표면을 갖는 유리 기재; 및
    감압 접착제
    를 포함하며, 상기 감압 접착제는
    아이소시아네이트;
    적어도 하나의 (메트)아크릴레이트 기 및 적어도 하나의 알코올 기를 갖는 (메트)아크릴레이트-함유 알코올; 및
    정의된 용해도 파라미터가 약 10 미만인 폴리올 성분
    의 반응 생성물인 폴리우레탄 중합체;
    다작용성 (메트)아크릴레이트를 포함하는 반응성 올리고머; 및
    광개시제를 포함하며,
    상기 감압 접착제는 광방사에 노출된 후에 상기 유리에 대한 박리 접착력이 약 2 뉴턴/센티미터 이하인, 라미네이트.
  18. 제17항에 있어서, 상기 감압 접착제는 광학적으로 투명한, 라미네이트.
  19. 제17항에 있어서, 상기 유리에 대한 상기 감압 접착제의 박리 접착력은 광방사에 노출된 후 약 20% 이상 감소하는, 라미네이트.
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