説明

粘着剤

本発明は、粘着剤、その製造方法、偏光板及び液晶表示装置に関する。本発明では、高温又は高湿条件での耐久信頼性、粘着性、作業性、再剥離性及び光漏れ抑制効果に優れた粘着剤、その製造方法、前記粘着剤を含む偏光板及び液晶表示装置を提供することができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、粘着剤、その製造方法、偏光板及び液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
偏光板は、液晶表示装置(LCD)に含まれる光学部材である。偏光板は、一定方向に配列されたヨード系化合物又は二色性偏光物質を含み、両面に偏光フィルム又は素子を保護するための保護フィルム(例えば、TAC)が形成されている多層構造を有する。また、偏光板には機能向上の観点から、位相差板、広視野角補償板又は輝度向上フィルムなどの付加的なフィルムが更に含まれていても良い。
【0003】
前記のように多層の偏光板を構成するそれぞれのフィルムは互いに異なる分子構造及び組成を有する材料で作られ、これにより、互いに異なる物理的特性を示す。従って、特に高温及び/又は高湿条件下では、一方性分子配列を有した材料らの収縮又は膨脹挙動の差により寸法安定性が不足している。従って、偏光板が粘着剤により固定されている場合に、高温又は高湿条件下ではTAC層等に応力が集中し、複屈折が誘発され、光漏れ現象が生じるようになる。
【0004】
前述の問題を解決するための方法として、粘着剤に応力緩和性を付与する技術が知られている。具体的には粘着剤を外部応力に対してずれ(Creep)が大きく、変形しやすいように設計する方法が知られている(特許文献1、2)。
【0005】
しかし、前記技術では、粘着剤の裁断性や作業性が非常に劣る問題がある。粘着剤の裁断性や作業性に劣ると、偏光板の量産時に、粘着剤はみ出し(leakage)又は陥没(depression )のような不良が発生し、これにより収率が大きく落ちる問題点がある。
【0006】
一方、前記技術とは相反される概念として、粘着剤を非常にハード(hard)に設計して光漏れを最小化しようという試みがある。
【0007】
例えば、特許文献3は、カルボキシル基含有アクリル系共重合体に、多官能性アクリレート、イソシアネート硬化剤及び光開始剤を添加して粘着剤を製造し、UV硬化させて粘着剤を製造する技術を開示しており、特許文献4はヒドロキシ基含有共重合体及びカルボキシル基含有共重合体を所定割合で配合し、多官能アクリレート、多官能イソシアネート硬化剤及び光開始剤を添加して粘着剤組成物を製造し、UV硬化させて粘着剤を製造する技術を開示している。
【0008】
しかし、前記技術で開示する粘着剤では、粘着剤の貯蔵弾性率(G’、storage Modulus)が過度に増大し、初期粘着力が大きく低下され、これにより高温又は高湿下での耐久性が落ちる問題がある。また、粘着剤の貯蔵弾性率を低く制御する場合、粘着剤の硬度(hardness)が不充分になり、多量の光漏れが発生する問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】韓国特許公開公報第1998−079266号
【特許文献2】特開第2002−047468号公報
【特許文献3】特開第2007−197659号公報
【特許文献4】特開第2007−212995号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、粘着剤、その製造方法、偏光板及び液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明は、前記課題を解決するための手段として、ハード領域(hard area);及び前記ハード領域に比べて低い貯蔵弾性率を有するソフト領域(soft area)がパターン化された状態で単一平面内に含まれている粘着剤を提供する。
【0012】
本発明は、前記課題を解決するための別の手段として、基材上に粘着剤を形成する塗工液(例えば、粘着剤組成物)を塗布する第1工程;及び第1工程で基材上に塗布された粘着剤組成物を硬化させ、ハード領域及び前記ハード領域に比べて低い貯蔵弾性率を有するソフト領域のパターンを形成する第2工程;を含む粘着剤の製造方法を提供する。
【0013】
本発明は、前記課題を解決するための更に別の手段として、偏光フィルム又は偏光素子の片面又は両面に形成された本発明に係る粘着剤を含む偏光板を提供する。
【0014】
本発明は、前記課題を解決するための更に別の手段として、本発明の偏光板が片面又は両面に貼合されている液晶パネルを含む液晶表示装置を提供する。
【発明の効果】
【0015】
本発明の粘着剤は、高温又は高湿条件で優れた耐久信頼性を有し、粘着性、再剥離性及び作業性などの主要物性に優れている。また、本発明の粘着剤は、偏光板などに適用時に、偏光素子などの収縮又は膨脹により発生する応力(strain)に対して高い安定性を現し、大型表示装置に適用された場合にも光漏れの発生を效果的に防止することができる。これにより、本発明では、高温又は高湿条件での耐久信頼性、粘着性、作業性、再剥離性及び光漏れ抑制効果に優れた粘着剤、その製造方法、前記粘着剤を含む偏光板及び液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本発明の一態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【図2】本発明の粘着剤を製造する過程の一態様を模式的に示した図である。
【図3】本発明の粘着剤を製造する過程の一態様を模式的に示した図である。
【図4】本発明の様々な態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【図5】本発明の様々な態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【図6】本発明の様々な態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【図7】本発明の様々な態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【図8】本発明の様々な態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【図9】本発明の様々な態様に係る粘着剤の平面図を模式的に示した図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
本発明は、ハード領域(hard area);及び前記ハード領域に比べて低い貯蔵弾性率を有するソフト領域(soft area)がパターン化された状態で単一平面内に含まれている粘着剤に関するものである。
【0018】
以下、本発明の粘着剤を詳細に説明する。
【0019】
本発明の粘着剤は、単一平面内に、ハード領域及びソフト領域がパターン化された状態で含まれるように設計される。本発明で使用する用語“単一平面”とは、単一の粘着剤により形成された連続的な面を意味する。従って、「単一平面内に形成されたハード領域及びソフト領域のパターン」は、単一粘着剤内に他の領域(例えば、ソフト領域)に比べて高い貯蔵弾性率を有する領域及び低い貯蔵弾性率を有する領域がパターンをなした状態で含まれている場合を意味する。従って、例えば、全体的に均一した貯蔵弾性率を有する粘着剤を2種以上組み合わせて、ソフト及びハード領域のパターンを形成した場合は、本発明の「単一平面内に形成されたパターン」から排除される。前記の通りに、2種以上の粘着剤を用いてパターンを具現する場合、偏光板などの光学部材生産性が非常に落ちるだけでなく、パターンを形成する各粘着剤間の異なった物性により、単一平面と同じ効果を得ることはできない。例えば、後記するように、粘着剤が偏光板などの光学部材に適用された時に、2種以上の粘着剤接触部(連結部)より不具合が生じやすく、また各粘着剤が互いに異なった収縮率及び貯蔵弾性率を有して、耐久性で問題が生じやすくなる。また、2種以上の粘着剤を使用する場合、その接触部(連結部)での不均一性が大きくなり、これにより光透過均一性側面でも問題が生じやすくなる。
【0020】
一方、本発明で使用する用語“ハード領域”とは粘着剤で他の領域(例えば、ソフト領域)に比べて高い貯蔵弾性率を有する領域を意味する。本発明では、例えば、前記ハード領域は、30℃の温度で1MPa〜50MPa、好ましくは1MPa〜40MPa、より好ましくは1MPa〜20MPaの貯蔵弾性率(Storage modulus)を有していても良い。ハード領域の貯蔵弾性率を前記範囲に設定することによって、偏光板延伸により誘発される寸法変化を抑制しながら、粘着力又は耐久性の低下を防止することができる。
【0021】
また、本発明で使用する用語“ソフト領域”とは粘着剤で他の領域(例えば、ハード領域)に比べて低い貯蔵弾性率を有する領域を意味する。例えば、前記ソフト領域は、30℃の温度で0.01MPa〜5.0MPa、好ましくは0.01MPa〜0.1MPa、より好ましくは、0.1MPa〜1MPaの貯蔵弾性率を有していても良い。本発明では、ソフト領域の貯蔵弾性率を前記範囲に設定することによって、優れた粘着剤の作業性及び偏光板の収率を保持しながらも、ハード領域をソフト領域が效果的に支持するようにし、偏光板の収縮及び膨脹を效果的に抑制することができる。また、ソフト領域の貯蔵弾性率を前記範囲に設定することによって、粘着剤の全体的な貯蔵弾性率が過度に上昇し、耐久性及び粘着性などが低下される現象を防止することができる。
【0022】
また、本発明で使用する用語“パターン化”とは前述したハード及びソフト領域が単一粘着剤で所定の形状をなした状態で含まれている場合を意味する。この時、前記形状には、線状、四角形状、円状又は楕円状だけでなく、無定形の不規則的な形状のパターンも含まれる。
【0023】
本発明の一態様で、前記ハード領域は、線状にパターン化されていてもよく、好ましくは連続的な線状にパターン化されていても良い。具体的に、本発明の粘着剤1は、図1に示されるように、連続的な線状にパターン化されているハード領域1−1及びソフト領域1−2を含んでいても良い。
【0024】
粘着剤にハード及びソフト領域が線状にパターン化される場合、前記ハード領域は、図1に示されるように、連続性を有することが好ましい。この時、“連続性を有する”とは、線状にパターン化されたハード領域が粘着剤の全面積にわたって途切れることなく続いている状態を意味する。この場合、例えば、前記ハード領域は、前記粘着剤が適用される偏光板の延伸軸と平行又は垂直方向に連続的に形成されることが好ましい。即ち、高温又は高湿条件に露出された時、偏光板の収縮又は膨脹は偏光板の延伸軸に沿って全面にかけて存在するようになる。従って、粘着剤のハード領域が連続性を有するように構成する場合、前記のような条件で偏光板の収縮又は膨脹により誘発される光漏れを效果的に抑制することができる。
【0025】
一方、本発明で、ハード領域が前記のような線状のパターンを有する場合、その線幅及び間隔は特に制限されなく、目的に応じて制御することができる。本発明では、例えば、生産性などを考慮し、前記線状のハード領域が90μm〜1,000μmの線幅を有して、50μm〜1.0cmの間隔を有するように構成できる。また、本発明では、前記線状のハード領域のパターンの線幅又は間隔を同一に制御することもでき、必要に応じて、それぞれが互いに異なるように制御することができるが、これに制限されるものではない。
【0026】
本発明において、前記ハード領域の貯蔵弾性率(以下、“G’hard”と記載することがある。)対比ソフト領域の貯蔵弾性率(以下、“G’soft”と記載することがある。)の割合(G’hard/G’soft)は、3〜100、好ましくは3〜50、より好ましくは3〜30の範囲内であっても良い。本発明で前記貯蔵弾性率の割合が3未満のとき、粘着剤を異なった貯蔵弾性率でパターン化した効果が小さく、100を超えると、ハード及びソフト領域の貯蔵弾性率の差が過度に大きくなり、物性が不均一になり、耐久性が低下するか、あるいは屈折率の差によりヘイズが発生する恐れがある。
【0027】
また、本発明では、前記ハード領域が粘着剤全面積に対して10%〜60%、好ましくは15%〜50%の面積割合を有することが好ましい。前記で“粘着剤全面積”とは単一粘着剤により形成される単一平面の全体面積を意味する。本発明でハード領域の面積割合が10%未満のとき、粘着剤の全般的な硬度(hardness)が低下され、作業性、裁断性及び生産性が悪化されるか、又は偏光板の延伸軸から誘発される応力(strain)を效果的に抑制することができなく、光漏れが誘発される恐れがある。また、前記ハード領域の面積割合が60%を超えると、粘着剤の硬度が過度に高まり、粘着力及び耐久性が低下される恐れがある。
【0028】
本発明で、前記の通りにハード及びソフト領域のパターンを含む粘着剤は、下記式(1)のゲル含量が50%〜99%、好ましくは80%〜99%、より好ましくは90%〜99%である:
【0029】
[数1]
ゲル含量=B/A×100 (1)
(式中、Aは前記粘着剤の質量を表し、Bは室温で酢酸エチルに72時間沈積した後の前記粘着剤の不溶解分の乾燥質量を表す。)
【0030】
本発明で使用する用語“乾燥質量”は前述した沈積工程後に、沈積物を適切な条件で乾燥させ、沈積物に含まれた酢酸エチル成分を除去した粘着剤不溶解分自体の質量を意味する。この時、酢酸エチルを除去するための乾燥条件は、沈積物に含まれた酢酸エチルが除去され得る程度で遂行される限り、特に制限されない。
【0031】
本発明で粘着剤のゲル含量が50%未満のとき、高温又は高湿条件で気泡などが発生するなど耐久信頼性が低下される恐れがあり、99%を超えると、高温又は高湿条件で剥離又は浮き現象などが誘発される恐れがある。
【0032】
本発明で、前述したように、ハード及びソフト領域がパターン化された状態で含まれている粘着剤を構成する成分は特に制限されない。本発明では、例えば、アクリル系樹脂、多官能性アクリレート及び光開始剤を含む粘着剤組成物を硬化させ、前述したような粘着剤を製造することができる。
【0033】
本発明では、前記粘着剤組成物が光硬化型粘着剤組成物であっても良い。前記で光硬化型組成物は、放射線などの照射により硬化しうる組成物を意味する。一方、本発明で使用する用語“放射線”は、粘着剤組成物に含まれた重合性基又は重合開始剤等に影響を与えて硬化反応を誘発しうるエネルギー線を意味し、電子線及び紫外線などを含む概念として用いられる。以下で使用する用語“紫外線”は“放射線”と同じ意味で使用され得る。
【0034】
本発明で、前記のようなアクリル系樹脂の組成は特に制限されない。例えば、本発明で前記アクリル系樹脂は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体の重合体又は(メタ)アクリル酸エステル系単量体を含む単量体混合物の重合体であってもよい。
【0035】
本発明で使用しうる、前記(メタ)アクリル酸エステル系単量体の種類は特に制限されなく、例えば、アルキル(メタ)アクリレートを使用することができる。この場合、前記単量体に含まれるアルキル基が過度に長鎖になれば、粘着剤の凝集力が低下されるか、又はガラス転移温度(T)又は粘着性の調節が難しくなる恐れがあるので、炭素数が1〜14のアルキル基を有するアルキル(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。このような単量体の例は、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−プロピル(メタ)アクリレート、イソプロピル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、sec−ブチル(メタ)アクリレート、ペンチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、2−エチルブチル(メタ)アクリレート、n−オクチル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、イソノニル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート及びテトラデシル(メタ)アクリレートが挙げられ、本発明では前記中の1種又は2種以上の混合物を使用しても良い。
【0036】
本発明で、アクリル系樹脂には必要に応じて、架橋性官能基が与えられていても良く、この場合、重合体を構成する前記単量体混合物は、(メタ)アクリル酸エステル系単量体及び架橋性単量体を含んでも良い。このような架橋性単量体は、後述する多官能性架橋剤又はシランカップリング剤などと反応し、粘着剤の高温又は高湿条件下での耐久性及び凝集力などの物性を改善する役割を果たす。
【0037】
本発明で使用しうる架橋性単量体の例は、ヒドロキシ基含有単量体、カルボキシル基含有単量体及び窒素含有単量体などが挙げられる。前記のような単量体中、組成物に含まれる架橋剤の種類などを考慮して適宜選択して使用できる。本発明では、特に前記架橋性単量体中でヒドロキシ基含有単量体を使用することが好ましいが、これに制限されるものではない。前記でヒドロキシ基含有単量体の具体的な例は、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、6−ヒドロキシヘキシル(メタ)アクリレート、8−ヒドロキシオクチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチレングリコール(メタ)アクリレート又は2−ヒドロキシプロピレングリコール(メタ)アクリレートなどが挙げられ、カルボキシル基含有単量体の例は、(メタ)アクリル酸、2−(メタ)アクリロイルオキシ酢酸、3−(メタ)アクリロイルオキシプロピル酸、4−(メタ)アクリロイルオキシブチル酸、アクリル酸二量体、イタコン酸、マレイン酸及びマレイン酸無水物などが挙げられ、窒素含有単量体の例は、(メタ)アクリルアミド、N−ビニルピロリドン又はN−ビニルカプロラクタムなどが挙げられるが、これに制限されるものではない。本発明では前記中の1種又は2種以上の混合物を使用しても良い。
【0038】
本発明で、前記単量体混合物が架橋性単量体を含む場合、前記単量体混合物は、例えば、前述した(メタ)アクリル酸エステル系単量体80重量部〜99.8重量部及び前記架橋性単量体0.01重量部〜3重量部を含む。
【0039】
本発明の単量体混合物が架橋性単量体を含む場合、(メタ)アクリル酸エステル系単量体の含量が80重量部未満のとき、粘着剤の初期接着力が低下される恐れがあり、99.8重量部を超えると、凝集力低下によって耐久性に問題が発生する恐れがある。
【0040】
また、前記単量体混合物で架橋性単量体の含量が0.01重量部未満のとき、粘着剤の耐久信頼性が低下される恐れがあり、3重量部を超えると、架橋剤及び/又はシランカップリング剤との反応が過度に進み、粘着性及び/又は剥離力が低下される恐れがある。
【0041】
また、本発明で、アクリル系樹脂は、必要に応じて、下記一般式(1)で示される化合物が追加的に共重合されていても良い。下記一般式(1)の化合物は粘着剤のガラス転移温度調節及びその他の機能性付与を目的で付加できる。
【0042】
【化1】

{式中、R〜Rはそれぞれ独立して、水素又はアルキルを表し、Rはシアノ;アルキルで置換又は非置換されたフェニル;アセチルオキシ;又はCOR(ここで、Rはアルキル又はアルコキシアルキルで置換又は非置換されたアミノ、グリシジルオキシ又はグリシジルアルキルオキシを表す。)を表す。}
【0043】
前記式のR〜Rの定義において、アルキル又はアルコキシは炭素数1〜8のアルキル又はアルコキシを意味し、好ましくはメチル、エチル、メトキシ、エトキシ、プロポキシ又はブトキシである。
【0044】
前記一般式(1)の単量体の具体的な例は、(メタ)アクリロニトリル、(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド又はN−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミドのような窒素含有単量体;スチレン又はメチルスチレンなどのスチレン系単量体;グリシジル(メタ)アクリレート;又はビニルアセテートなどのカルボン酸ビニルエステルなどの1種又は2種以上が挙げられるが、これに制限されるものではない。本発明の単量体混合物が前記一般式(1)の化合物を含む場合、その含量は前述した(メタ)アクリル酸エステル系単量体の含量に対して、20重量部以下のものが好ましい。前記化合物の含量が20重量部を超えると、粘着剤の柔軟性及び/又は剥離力が低下される恐れがある。
【0045】
本発明のアクリル系樹脂が(メタ)アクリル酸エステル単量体及び/又は前記機能性単量体の重合体の場合、前記重合体は重量平均分子量が500,000以上であることが好ましい。前述した組成のアクリル系樹脂において、その重量平均分子量が500,000未満のとき、凝集力低下によって高温又は高湿条件下で気泡又は剥離現象が発生する等耐久信頼性が低下される恐れがある。
【0046】
一方、本発明でアクリル系樹脂が単量体成分として前記架橋性単量体を含む場合、前記樹脂の重量平均分子量は1,000,000以上であることが好ましい。前記組成のアクリル系樹脂の重量平均分子量が1,000,000未満のとき、粘着剤の耐久信頼性が低下される恐れがある。
【0047】
本発明で、アクリル系樹脂の重量平均分子量の上限は特に限定されない。本発明では、例えば、粘着剤の耐久信頼性又はコーティング性などを考慮し、アクリル系樹脂の重量平均分子量を2,500,00以下の範囲で適切に制御できるが、これに制限されるものではない。
【0048】
本発明で、前記それぞれの成分の含むアクリル系樹脂を製造する方法は特に限定されなく、例えば、溶液重合、光重合、バルク重合、サスペンション重合又はエマルジョン重合のような一般的な重合法を使用して製造できる。本発明では、特に溶液重合法を使用してアクリル系樹脂を製造でき、溶液重合はそれぞれの単量体が均一に混合された状態で開始剤を添加し、50℃〜140℃の重合温度で遂行することが好ましい。この過程で使用しうる開始剤の例は、アゾビスイソブチロニトリル又はアゾビスシクロヘキサンカルボニトリルなどのアゾ系開始剤;及び/又は過酸化ベンゾイル又は過酸化アセチルなどの過酸化物などの通常の開始剤が挙げられ、前記中の1種又は2種以上の混合物を使用してもよい、これに制限されるものではない。
【0049】
本発明で、粘着剤を構成する前記粘着剤組成物は、前述したアクリル系樹脂に更に多官能性アクリレートを含んでいても良い。前記のような多官能性アクリレートは、例えば、後述する光開始剤との反応を通して、粘着剤の貯蔵弾性率を高める役割を果たす。
【0050】
本発明で使用しうる多官能性アクリレートの種類は特に限定されない。本発明では、例えば、1,4−ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールアジペート(neopentyl glycol adipate)ジ(メタ)アクリレート、ヒドロキシピバル酸(hydroxyl puivalic acid)ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、ジシクロペンタニル(dicyclopentanyl)ジ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジシクロペンテニルジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ジ(メタ)アクリレート、ジ(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレート、アリル化シクロヘキシルジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ジメチルロールジシクロペンタンジ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ヘキサヒドロフタル酸ジ(メタ)アクリレート、トリシクロデカンジメタノール(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコール変性トリメチルプロパンジ(メタ)アクリレート、アダマンタン(アダマンタン)ジ(メタ)アクリレート又は9,9−ビス[4−(2−アクリロイルオキシエトキシ)フェニル]フルオリン(fluorine)などの2官能性アクリレート;トリメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピオン酸変性ジペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレート、3官能型ウレタン(メタ)アクリレート又はトリス(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレートなどの3官能型アクリレート;ジグリセリンテトラ(メタ)アクリレート又はペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレートなどの4官能型アクリレート;プロピオン酸変性ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレートなどの5官能型アクリレート;及びジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート又はウレタン(メタ)アクリレート(例えば、イソシアネート単量体及びトリメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレート)の反応物などの6官能型アクリレート(例えば、UA−306I、UA−306Tなど、Kyoeisha Chemical Co. Ltd., Japan)などが挙げられるが、これに制限されるものではない。
【0051】
本発明では前記のような多官能性アクリレート中の1種又は2種以上を混合して使用してもよく、特に分子量が1,000未満で、2官能性以上、好ましくは3官能以上のアクリレートを使用することによって、更に優れた耐久性を具現することができるが、本発明の範囲がこれに制限されるものではない。
【0052】
また、本発明の一態様では、前記多官能性アクリレートとして、骨格構造中の環状構造を含むものを使用することが好ましい。このようなアクリレートを使用する場合、粘着剤をよりハード(hard)な状態で形成されてもよく、これにより、光漏れ抑制効果を追加的に増進させることができる。この場合、アクリレートに含まれる環状構造は、炭素環式構造又は複素環式構造;又は単環式又は多環式構造のいずれであっても良い。環状構造を含む多官能性アクリレートの具体的な例は、トリス(メタ)アクリロキシエチルイソシアヌレートなどのイソシアヌレート構造を有する単量体及びイソシアネート変性ウレタン(メタ)アクリレート(例えば、イソシアネート単量体及びトリメチルロールプロパントリ(メタ)アクリレートの反応物等)などの6官能型アクリレートなどが挙げられるが、これに制限されるものではない。
【0053】
本発明の粘着剤組成物で前記多官能性アクリレートは、アクリル系樹脂100重量部に対して、5重量部〜40重量部の量で含まれ得る。多官能性アクリレートの含量が5重量部未満のとき、高温条件での耐久性が低下されるか、又は光漏れ抑制効果が低下される恐れがあり、40重量部を超えると、高温耐久性が低下される恐れがある。
【0054】
本発明において、粘着剤を構成する前記組成物はまた光開始剤を更に含んでいても良い。
【0055】
本発明で使用しうる前記光開始剤の種類は、紫外線などの照射により粘着剤組成物の硬化反応を誘導できるものであれば、特に制限されない。このような光開始剤の例は、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、ベンゾインn−ブチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、アセトフェノン、ジメチルアミノアセトフェノン、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2,2−ジエトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニルプロパン−1−オン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルホリノ−プロパン−1−オン、4−(2−ヒドロキシエトキシ)フェニル−2−(ヒドロキシ−2−プロピル)ケトン、ベンゾフェノン、p−フェニルベンゾフェノン、4,4’−ジエチルアミノベンゾフェノン、ジクロロベンゾフェノン、2−メチルアントラキノン、2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、2−アミノアントラキノン、2−メチルチオキサントン、2−エチルチオキサントン、2−クロロチオキサントン、2,4−ジメチルチオキサントン、2,4−ジエチルチオキサントン、ベンジルジメチルケタール、アセトフェノンジメチルケタール、p−ジメチルアミノ安息香酸エステル、オリゴ[2−ヒドロキシ−2−メチル−1−[4−(1−メチルビニル)フェニル]プロパンノン]及び2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−ホスフィンオキシドなどが挙げられる。本発明では、前記中の1種又は2種以上を使用することができるが、これに制限されるものではない。
【0056】
本発明の粘着剤組成物で、前記光開始剤はアクリル系樹脂100重量部に対して、0.01重量部〜5重量部の量で含まれるか、又は前述した多官能性アクリレート100重量部に対して、0.2重量部〜20重量部の量で含まれていても良い。光開始剤の含量が前述した範囲に制御することによって、組成物の硬化反応を円滑に遂行でき、反応後の残存成分によって粘着剤物性が悪化されることを防止することができる。
【0057】
また、本発明で粘着剤組成物は、必要に応じて多官能性架橋剤を更に含んでいても良い。このように多官能性架橋剤が更に含まれることによって、粘着剤が相互侵入高分子網目構造(IPN;Interpenetrating Polymer Network)を有することができる。本発明で使用する用語“IPN構造”とは粘着剤の硬化システム内で二つ又はそれ以上の架橋構造が共存する状態を意味する。例えば、本発明で架橋性官能基を含むアクリル系樹脂を用いて、前記多官能性架橋剤を更に含む場合、硬化された粘着剤内にはアクリル系樹脂及び架橋剤成分の反応により形成された架橋構造(以下、‘第1架橋構造’という)と、前述した多官能性アクリレート及び光開始剤により具現された架橋構造(以下、‘第2架橋構造’という)が共存し、IPN構造を具現することができる。このように、粘着剤にIPN構造を具現することによって、光漏れ抑制特性及び耐久信頼性のような、光学部材用粘着剤に求められる諸物性のバランスを卓越に保持することができる。
【0058】
本発明で使用しうる具体的な架橋剤の種類は特に限定されなく、例えば、イソシアネート系化合物、エポキシ系化合物、アジリジン系化合物及び金属キレート系化合物などの一般的な架橋剤を使用できる。この中のイソシアネート系化合物を使用することが多少好ましいが、これに制限されるものではない。即ち、本発明では、アクリル系樹脂に含まれる架橋性官能基の種類などによってこの分野で公知の一般的な架橋剤を制限することなく選択、使用することができる。前記でイソシアネート系化合物の具体的な例は、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホウ素ジイソシアネート、テトラメチルキシレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシアネート及び前記中のいずれか1つのイソシアネートとポリオール(例えば、トリメチルロールプロパン)との反応物よりなる群から選択された一つ以上が挙げられ;エポキシ系化合物の具体的な例は、エチレングリコールジグリシジルエーテル、トリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル,N,N,N’,N’−テトラグリシジルエチレンジアミン及びグリセリンジグリシジルエーテルよりなる群から選択された一つ以上が挙げられ;アジリジン系化合物の具体的な例は、N,N’−トルエン−2,4−ビス(1−アジリジンカルボキサミド)、N,N’−ジフェニルメタン−4,4’−ビス(1−アジリジンカルボキサミド)、トリエチレンメラミン、ビスイソプロタロイル−1−(2−メチルアジリジン)及びトリ−1−アジリジニルホスフィンオキシドよりなる群から選択された一つ以上が挙げられるが、これに制限されるものではない。また、前記で金属キレート系化合物の具体的な例は、アルミニウム、鉄、亜鉛、スズ、チタン、アンチモン、マグネシウム及び/又はバナジウムなどの多価金属がアセチルアセトン又はアセト酢酸エチルなどに配位している化合物などが挙げられるが、これに制限されるものではない。
【0059】
本発明の粘着剤組成物で、架橋剤はアクリル系樹脂100重量部に対して、0.01重量部〜10重量部、より好ましくは0.01重量部〜5重量部の量で含まれ得る。架橋剤の含量が0.01重量部未満のとき、粘着剤の凝集力が落ちる恐れがあり、10重量部を超えると、層間剥離又は浮き現象が発生する等耐久信頼性が低下される恐れがある。
【0060】
本発明の粘着剤組成物は、前述した成分に更にシラン系カップリング剤を含んでいても良い。このようなカップリング剤は粘着剤とガラス基板と間の密着性及び接着安定性を向上させ、耐熱性及び耐湿性を改善し、また高温及び/又は高湿条件下で粘着剤が長期間放置された場合に、接着信頼性を向上させる作用をする。本発明で使用しうるカップリング剤の例は、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−イソシアナートプロピルトリエトキシシラン、γ−アセトアセテートプロピルトリメトキシシラン、γ−アセトアセテートプロピルトリエトキシシラン、β−シアノアセチルトリメトキシシラン、β−シアノアセチルトリエトキシシラン、アセトキシアセトトリメトキシシランが挙げられ、 前記中の1種又は2種以上の混合物を使用しても良い。本発明ではアセトアセテート基又はβ−シアノアセチル基を有するシラン系カップリング剤を使用することが好ましいが、これに制限されるものではない。本発明の組成物で、シラン系カップリング剤はアクリル系樹脂100重量部に対して、0.01重量部〜5重量部、好ましくは0.01重量部〜1重量部の量で含まれていても良い。カップリング剤の含量が0.01重量部未満のとき、粘着力増加効果が小さくなる恐れがあり、5重量部を超えると、耐久信頼性が低下される恐れがある。
【0061】
また、本発明の粘着剤組成物は、粘着性能の調節の観点から、アクリル系樹脂100重量部に対して、1重量部〜100重量部の粘着性付与樹脂を更に含むことができる。このような粘着性付与樹脂の種類は特に限定されなく、例えば、(水素化)ヒドロカーボン系樹脂、(水素化)ロジン樹脂、(水素化)ロジンエステル樹脂、(水素化)テルペン樹脂、(水素化)テルペンフェノール樹脂、重合ロジン樹脂又は重合ロジンエステル樹脂などの1種又は2種以上の混合物を使用することができる。前記粘着性付与樹脂の含量が1重量部未満のとき、添加効果が不十分になる恐れがあり、100重量部を超えると、相溶性及び/又は凝集力向上効果が低下される恐れがある。
【0062】
また、本発明の粘着剤組成物は、発明の効果に影響を及ぼさない範囲で、エポキシ樹脂、架橋剤、紫外線安定剤、酸化防止剤、調色剤、補強剤、充填剤、消泡剤、界面活性剤及び可塑剤よりなる群から選択された一つ以上の添加剤を更に含んでいても良い。
【0063】
本発明で、前述のような成分を含む粘着剤組成物を用いて、本発明に係る粘着剤を製造する方法は特に制限されない。
【0064】
即ち、本発明では、粘着剤の製造時に照射される紫外線などに偏差を誘発させて、前記ハード及びソフト領域のパターンを形成することができる方法であれば、いずれの方法であっても良い。
例えば、本発明の粘着剤の製造方法は、基材上に粘着剤を形成する塗工液(例えば、粘着剤組成物)を塗布する第1工程;及び第1工程で基材上に塗布された粘着剤組成物を硬化させ、ハード領域及び前記ハード領域に比べて低い貯蔵弾性率を有するソフト領域のパターンを形成する第2工程;を含むことができる。
【0065】
本発明で、前記第1工程で用いられる塗工液を製造する方法は特に制限されない。本発明では、例えば、前述した各成分を適宜配合して塗工液を製造するか、又は、コーティング性を考慮し、前記各成分を適切な溶剤に希薄させることによって、塗工液を製造できる。
【0066】
また、本発明の第1工程で、前記塗工液が塗布される基材の種類は特に制限されない。例えば、本発明の粘着剤を偏光板に形成しようとする場合、前記塗工液を偏光板(例えば、偏光フィルム、偏光素子又は保護フィルム)に直接塗布するか、又は、前記塗工液を適切な剥離性基材に塗布できる。本発明で、前記塗工液を剥離性基材に塗布する場合、後述する硬化工程を経てパターン化された粘着剤を形成し、このように形成された粘着剤を偏光板に転写する工程が更に行っても良い。
【0067】
一方、本発明の第1工程で、前記のような基材に塗工液を塗布する方法は特に制限されなく、バーコーターなどの通常の手段を使用して遂行することができる。
【0068】
また、本発明の第1工程の塗布工程時には、均一なコーティング工程遂行の観点から、粘着剤組成物又は塗工液に含まれた多官能性架橋剤の官能基の架橋反応が進まないように制御することが好ましい。その結果、前記多官能性架橋剤がコーティング作業後、硬化及び熟成過程で架橋構造を形成し、粘着剤の凝集力を向上させ、粘着物性及び切断性(cuttability)などを向上することができる。
【0069】
また、本発明では、前記第1工程で塗布された塗工液を後述する硬化工程に適用する前に、粘着剤組成物又は塗工液に含まれた揮発成分又は反応残渣などの気泡誘発成分を十分に除去することが好ましい。このような過程によって、硬化後、粘着剤の架橋密度又は分子量などが過度に低く弾性率が落ち、高温状態でガラス板及び粘着剤層間に存在する気泡が大きくなり内部で散乱体を形成する問題点などを防止することができる。
【0070】
本発明の第2工程は、第1工程で基材上に塗布された塗工液を硬化させ、ハード及びソフト領域のパターンを形成する工程である。本発明で前記ハード及びソフト領域のパターンを形成する方法は特に制限されなく、例えば、基材上に塗布された塗工液の硬化度を、形成しようとするパターンを考慮して制御することによって形成することができる。即ち、硬化過程で塗工液の硬化度の偏差を誘発すると、硬化が他の領域に比べて多く進んだ領域の貯蔵弾性率は高まり、ハード領域を形成するようになり、硬化が他の領域に比べて少なく進んだ領域は貯蔵弾性率が低くなり、ソフト領域を形成するようになる。
【0071】
また、本発明で塗工液(粘着剤組成物)の硬化度を制御する方法も特に制限されない。例えば、本発明で光硬化型粘着剤組成物を使用する場合、所望のハード及びソフト領域のパターンによって、塗工液の各箇所での放射線の照射量及び/又は照射時間を制御することによって、硬化度の制御が可能である。即ち、塗工液で紫外線の照射量が多いか、又は照射時間が長くなれば、粘着剤の硬度(hardness)が増加してハード領域が形成され、反対に紫外線の照射量が少ないか、又は照射時間が短くなれば、ソフト領域が形成され得る。また、紫外線照射量が0の場合には粘着剤の硬度が最低限に制御される。
【0072】
本発明で、紫外線照射の偏差に基づいた硬化度を制御する方法は特に制限されない。
【0073】
発明では、例えば、レーザー加工装置又はステッパー(stepper)(露光装置)などを利用して、紫外線をスポット(spot)照射する方法;紫外線遮断マスクを使用する方法;又は紫外線遮光マスクを使用する方法を通じて照射の偏差を誘発できる。
【0074】
前記で、スポット照射による方法は、紫外線をスポット照射しながら、塗工液が形成された基材(例えば、偏光板又は剥離性フィルム)を移動させるか、又はスポット照射される紫外線自体を塗工液の平面上で移動させ、硬化度の偏差を誘発する方法である。この過程で、スポット照射される紫外線の直径、基材又は紫外線照射光源の移動経路、紫外線の照射量又は照射時間の制御を通じて硬化度の偏差を誘発することができる。この時、用いられる紫外線照射光源の種類は特に制限されなく、例えば、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、水素(重水素)ランプ、希ガス(例えば、キセノン、アルゴン、ヘリウム又はネオン等)放電ランプ、窒素レーザー、エキシマーレーザー(例えば、XeCl、XeF、KrF又はKrCl等)、水素レーザー又はハロゲンレーザーなどが挙げられる。また、本発明で使用しうる光源の種類は前述した種類に限定されなく、本発明の目的を達成できるものであれば、いずれの種類であっても良い。一方、前記のようなスポット照射時に照射される紫外線の条件は特に制限されなく、例えば、400nm〜10nmの波長を有する紫外線を使用して遂行することができる。また、前記工程で使われる紫外線は200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を有しても良い。更に、前記工程で使われる紫外線は50mJ/cm〜1,500mJ/cmの光量を有しても良い。しかし、前記紫外線の照度又は光量などの条件は特に制限されなく、所望の形成パターンの貯蔵弾性率などを考慮して適宜制御できる。
【0075】
一方、本発明で、紫外線遮断マスクを使用してソフト及びハード領域のパターンを具現しようとする場合、前記第2工程は、基材上に塗布された塗工液上に紫外線遮断マスクを介して紫外線を照射する工程を含んでいてもよい。
【0076】
図2は本発明の一態様に係るパターン形成方法を示す模式図であり、基材a(例えば、偏光板又は剥離性フィルム)上に形成された塗工液b上に透明な離型フィルムcを積層した後、紫外線遮断マスクdを介して紫外線を照射する過程を示す図である。
【0077】
前記で、“紫外線遮断マスク”とは照射される紫外線を遮断し、透過不可能な素材で製造され得る。本発明で前記のようなマスクを構成する素材は特に制限されなく、例えば、この分野に公知されている一般的な素材を適宜採用して使用することができる。本発明の工程(1)では前記マスクに、所望のハード領域を考慮し、紫外線が透過できるようにパターンを形成した後、これを媒介にして紫外線を照射するようになる。このような過程を経て、基材a上に形成された塗工液b上にはマスクdに形成されたパターンに従って紫外線が照射され、これにより紫外線が照射された領域の塗工液の硬度(hardness)が増大され得る。
【0078】
本発明の前記工程で照射される紫外線の条件は特に制限されなく、例えば、400nm〜10nmの波長を有する紫外線を使用できる。また、前記工程で用いられる紫外線は200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を、100mJ/cm〜1,500mJ/cmの光量を有していても良い。しかし、前記紫外線の照度又は光量などの条件は特に制限されなく、所望の形成パターンの貯蔵弾性率などを考慮して適宜制御できる。
【0079】
本発明で、紫外線遮断マスクを用いてパターンを形成する場合、前述した工程(以下、‘工程(1)’ということがある。)に続いて、紫外線遮断マスクを除去し、また塗工液に紫外線を照射する工程(以下、‘工程(2)’ということがある。)を更に遂行しても良い。
【0080】
本発明では、前記工程(2)で照射される紫外線が工程(1)で照射される紫外線に比べて弱い強度を有するように制御することがパターン形成効率の観点から好ましい。即ち、前記工程(2)で工程(1)に比べて弱い紫外線を照射すると、工程(1)の照射により形成されたハード領域のパターンは、工程(2)で照射される紫外線によってもその硬度に大きな影響を受けない。これにより、工程(2)でマスクを除去して紫外線を照射しても、工程(1)で形成されたハード領域のパターンを保持でき、工程(1)で紫外線が照射されない領域(ソフト領域)は弱い紫外線照射により硬化され、硬化程度によるパターンが形成されるようになる。
【0081】
従って、本発明の前記方法では、工程(2)で、400nm〜10nmの波長を有する紫外線を使用することができ、その照度は200mW/cm〜1,000mW/cmの範囲内に、その光量は400mJ/cm以下の範囲内に制御できる。しかし、前記紫外線の照度又は光量などの条件は特に制限されなく、所望の形成パターンの貯蔵弾性率などを考慮して適宜制御できる。
【0082】
しかし、前述した紫外線照射の条件は、本発明の一例に過ぎない。即ち、本発明では、形成されるパターンを考慮し、前記紫外線照射条件を自由に変更でき、必要に応じて、前述した方法で工程(2)を遂行せずに、工程(1)だけを介してパターンを形成することができる。
【0083】
また、本発明で、紫外線遮光マスクを用いてソフト及びハード領域のパターンを具現しようとする場合、前記第2工程は、基材上に塗布された塗工液上に紫外線遮光マスクを介して紫外線を照射する工程を含んでいても良い。
【0084】
図3は、本発明の一態様に係るパターン形成方法を示す模式図であり、基材a(例えば、偏光板又は剥離性フィルム)上に形成された塗工液b上に透明な離型フィルムcを形成した後、紫外線遮光マスクeを介して紫外線を照射する過程を示す図である。
【0085】
一方、本発明で使用する用語“紫外線遮光マスク”とは照射される紫外線に対する遮光率が約40%〜95%、好ましくは50%〜90%の素材で製造されたマスクを意味する。本発明で前記のようなマスクを構成する素材は特に制限されなく、例えば、この分野に公知されている一般的な素材を適宜採用して使用することができる。このような、紫外線遮光マスクに所定のパターンを形成し、これを媒介にして紫外線を照射すると、図3に示されるように、同じ紫外線照射条件下でも、パターンが形成された部分は紫外線が透過され強い紫外線が照射され、パターンが形成されない部分は照射される紫外線の一部だけが透過され弱い紫外線が照射されるようになる。これにより、強い紫外線が照射された領域は硬度が増大し、弱い紫外線が照射された領域は硬度が低くなり、ハード及びソフト領域のパターンが形成され得る。また、前記工程で紫外線の照射条件(照射量及び/又は照射時間)又はマスクの遮光率を適宜制御すると、所望のパターンを効率的に形成することができる。
【0086】
本発明で、紫外線遮光マスクを使用して、前述したパターンを形成する場合、400nm〜10nmの波長を有する紫外線を使用できる。また、前記工程で用いられる紫外線は200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を有していても良い。また、前記工程で用いられる紫外線は200mJ/cm〜1,500mJ/cmの光量を有していても良い。しかし、前記紫外線の照度又は光量などの条件は特に制限されなく、所望の形成パターンの貯蔵弾性率などを考慮して適宜制御できる。
【0087】
しかし、前述した紫外線照射条件は本発明の一例に過ぎない。即ち、本発明では、所望のパターン又はマスクの遮光率などを考慮し、前記紫外線照射条件を自由に変更できる。
【0088】
本発明では、前述した各工程に続いて、必要に応じて剥離性基材に形成された粘着剤を偏光板などに転写する等の後工程を適宜行うことができる。
【0089】
また、本発明は、偏光フィルム又は偏光素子の片面又は両面に形成された前述した本発明に係る粘着剤を含む偏光板に関するものである。
【0090】
本発明で、偏光板を構成する偏光フィルム又は偏光素子の種類は特に制限されない。例えば、本発明では、ポリビニルアルコール系樹脂からなるフィルムにヨウ素又は二色性染料などの偏光成分を含有させ、延伸して製造されるフィルムを前記偏光フィルム又は偏光素子として使用することができる。前記で使用しうるポリビニルアルコール系樹脂の例は、ポリビニルアルコール、ポリビニルホルマール、ポリビニルアセタール又はエチレン酢酸ビニル共重合体のけん化物などを使用することができるが、これらに制限されるものではない。本発明で前記偏光フィルム又は偏光素子の厚さは特に制限されなく、通常的な厚さで形成される。
【0091】
また、本発明の偏光板は、前記偏光フィルム又は偏光素子の片面又は両面に保護フィルムが形成された多層構造を有していても良い。前記で使用しうる保護フィルムの例は、トリアセチルセルロース(TAC)などのセルロース系フィルム;ポリカーボネートフィルム又はポリエチレンテレフタレートフィルムなどのポリエステル系フィルム;ポリエーテルスルホン系フィルム;及び/又はポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム又はシクロ系又はノルボルネン構造を有するポリオレフィンフィルム又はエチレンプロピレン共重合体のようなポリオレフィン系フィルムなどで構成される保護フィルムなどが挙げられるが、これに制限されるものではない。また、前記で保護フィルムの厚さは特に制限されなく、通常的な厚さで形成される。
【0092】
また、本発明の偏光板は、前述した偏光フィルム又は素子;又は保護フィルムに、更に、保護層、反射層、防眩層、位相差板、広視野角補償フィルム及び輝度向上フィルムよりなる群から選択された一つ以上の機能性層を含んでいても良い。
【0093】
本発明で前記のような偏光板上に前述した粘着剤を形成する場合、粘着剤のハード領域及びソフト領域の形成方向を前記偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向を考慮し、設定することが好ましい。即ち、偏光板に含まれる偏光フィルム又は偏光素子は、偏光特性の具現のために、製造過程で一方向に延伸するようになり、これにより偏光板は特に延伸方向で寸法安定性が低下するようになる。
【0094】
従って、例えば、図4及び5などに示されるように、粘着剤4、5にハード領域4−1、5−1を連続的な線状に形成し、前記線状のハード領域4−1、5−1を偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向Aと平行に形成する場合、粘着剤4、5に形成された線状のハード領域4−1、5−1が偏光板の収縮又は膨脹などにより誘発される寸法変化を效果的に抑制することができる。
【0095】
即ち、本発明で前記偏光板は、偏光フィルム又は偏光素子;及び前記偏光フィルム又は偏光素子の片面又は両面に形成された本発明に係る粘着剤を含み、
【0096】
前記粘着剤のハード領域は線状、好ましくは連続的な線状にパターン化され、前記線状のハード領域は前記偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向と平行に形成され得る。
【0097】
また、本発明では、図6及び7に示されるように、前記偏光板に含まれる粘着剤6、7のハード領域6−1’、7−1’は、前記偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向Aに対して垂直方向の線状にパターン化されていてもよく、必要であれば、ハード領域のパターン形成の効果を極大化するために、図8及び9に示されるように、本発明の粘着剤8、9は偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向Aと平行した方向に形成された線状のハード領域8−1、9−1及び前記延伸方向Aに対して垂直方向に形成された線状のハード領域8−1’、9−1’を同時に含んでいても良い。
【0098】
即ち、本発明で、前記偏光板は、偏光フィルム又は偏光素子;及び前記偏光フィルム又は偏光素子の片面又は両面に形成された本発明に係る粘着剤を含み、
【0099】
前記粘着剤のハード領域は線状、好ましくは連続的な線状にパターン化され、前記線状のハード領域は前記偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向に対して垂直方向に形成され得る。
【0100】
また、本発明は、前述した本発明に係る偏光板が液晶セルの片面又は両面に貼合されている液晶パネルを含む液晶表示装置に関するものである。
【0101】
前記のような、本発明の液晶表示装置に含まれる液晶パネルの種類は特に限定されない。本発明では、例えば、その種類に制限されなく、TN(Twisted Neumatic)型、STN(Super Twisted Neumatic)型、F(ferroelectric)型又はPD(polymer dispersed LCD)型などを含む受動行列方式;2端子型(two terminal)及び3端子型(three terminal)を含む能動行列方式;横電界型(IPS mode)パネル及び垂直配向型(VA mode)パネルを含む公知の液晶パネルをいずれも適用され得る。また、本発明の液晶表示装置に含まれるその他のその他構成の種類及びその製造方法は特に限定されなく、この分野の一般的な構成を制限することなく採用して使用できる。
【実施例】
【0102】
以下、本発明に係る実施例及び本発明に係らない比較例を通じて本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲が下記提示された実施例により制限されるものではない。
【0103】
製造例1.アクリル系樹脂(A)の製造
窒素ガスが還流され、温度調節が容易なように冷却装置を設けた1L反応器に、n−ブチルアクリレート(n−BA)100重量部を投入した。次いで、溶剤として酢酸エチル(EAc)120重量部を投入し、酸素を除去するために窒素ガスを60分間パージングした。その後、反応器の温度を60℃に保持し、反応開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)0.05重量部を投入した後、8時間反応させた。反応終了後、酢酸エチルで希釈(固形分:約15重量%)し、重量平均分子量が1,850,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が5.5のアクリル系樹脂(A)を製造した。
【0104】
製造例2.アクリル系樹脂(B)の製造
n−ブチルアクリレート99重量部及び2−ヒドロキシエチルアクリレート1重量部を含む単量体混合物を用いたことを除いては、製造例1と同じ方法を通じて重量平均分子量が1,910,000であり、分子量分布(Mw/Mn)が4.9のアクリル系樹脂(B)を製造した。
【0105】
製造例3.粘着剤組成物(塗工液)(C)の製造
アクリル系樹脂(A)100重量部に対して、多官能性アクリレートとして、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート(3官能型、M315)15重量部及び光開始剤としてヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Irg184、Ciba Specialty Chemical社製、 スイス)1.0重量部を配合し、粘着剤組成物(C)を製造した。
【0106】
製造例4.粘着剤組成物(塗工液)(D)の製造
アクリル系樹脂(B)100重量部に対して、多官能性架橋剤としてTDI系イソシアネート架橋剤(Coronate L、Nippon Polyurethane社製 、日本)0.5重量部、多官能性アクリレートとして、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート(3官能型、M315)15重量部及び光開始剤としてヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン(Irg184、Ciba Specialty Chemical社製、 スイス)1.0重量部を配合し、粘着剤組成物(D)を製造した。
【0107】
実施例1〜7、比較例1及び2
製造例3又は4で製造された粘着剤組成物を用いて、下記表1に示されるように、ハード及びソフト領域がパターン化された粘着剤を製造した。この時、ハード及びソフト領域のパターンは紫外線遮断マスク又は紫外線遮光マスクを用いて形成しており、それぞれの方法は具体的に下記の通りである。一方、比較例2の場合、塗工液の全面に均一な紫外線を照射し、貯蔵弾性率を調節しており、パターンを形成するための別途の措置は実行しなかった。
【0108】
紫外線遮断マスクを用いた場合(A方式)
紫外線遮断マスクを用いたパターン形成は、図2に示された方式に準じて遂行した。具体的に、製造例で製造された粘着剤組成物を厚さ38μmの透明な離型フィルム(PETフィルム、MRF−38、Mitsubishi Polyester Film社製)(C)上に乾燥後、厚さが23μmになるようにコーティングし、110℃のオーブンで3分間乾燥した。次いで、乾燥されたコート層bを偏光板aに接着した後、パターンが形成された紫外線遮断マスクdを介して、離型フィルムc側より紫外線を照射した。
【0109】
この時、紫外線遮断マスクdは離型フィルムc上に最大限密着させ、離型フィルムc及びマスクdの間隔を最小化した。紫外線遮断マスクdでパターンは、図4に示されるように、偏光フィルムの延伸方向と平行に一方向の線状に形成するか、又は図8に示されるように、延伸方向と平行した方向及び垂直した方向にパターン化した。この時、パターンの線幅は約100μmに設定した。
【0110】
また、紫外線の照射は、前記紫外線遮断マスクdを媒介にして、まず、照射(第1次照射)した後、次いで、マスクdを除去した後の紫外線を照射(第2次照射)する2工程で遂行した。照度を600mW/cmに固定した状態で、光量だけを下記のように変化させて紫外線照射を行った。
【0111】
第1次紫外線照射
紫外線照射器:高圧水銀ランプ
照度:600mW/cm
光量:200mJ/cm、400mJ/cm、800mJ/cm、1,200mJ/cm
第2次紫外線照射
紫外線照射器:高圧水銀ランプ
照度:600mW/cm
光量:100mJ/cm、200mJ/cm、400mJ/cm
【0112】
紫外線遮光マスクを用いた場合(B方式)
紫外線遮光マスクを用いたパターン形成は、図3に示された方式に準じて遂行した。具体的に、製造例で製造された粘着剤組成物を厚さ38μmの透明な離型フィルム(PETフィルム、MRF−38、Mitsubishi Polyester Film社製)(C) 上に乾燥後、厚さが23μmになるようにコーティングし、110℃のオーブンで3分間乾燥させた。次いで、乾燥されたコート層bを偏光板aに接着した後、パターンが形成された紫外線遮光マスクeを介して、離型フィルムc側より紫外線を照射した。
【0113】
この時、紫外線遮光マスクeは離型フィルムc上に最大限密着させ、離型フィルムc及びマスクeの間隔を最小化した。紫外線遮光マスクeでパターンは、図4に示されるように、偏光フィルムの延伸方向と平行に一方向の線状に形成するか、又は図8に示されるように、延伸方向と平行した方向及び垂直した方向にパターン化した。この時、パターンの線幅は約100μmに設定し、パターンが形成されない部分の紫外線遮光率は約87.5%に設定した。紫外線遮光マスクeの使用時に紫外線の照射条件は下記の通りであった。
【0114】
紫外線照射条件
紫外線照射器:高圧水銀ランプ
照度:600mW/cm
光量:800mJ/cm
【0115】
【表1】

【0116】
実施例及び比較例で製造された粘着剤又は偏光板に対して、下記提示された方法でそのゲル分率、粘着力、再剥離性、耐久信頼性、光透過均一性及び貯蔵弾性率等の物性を測定した。
【0117】
1.ゲル分率の測定
製造された粘着層を約7日間恒温恒湿室(23℃及び60%R.H.)に放置した後、粘着剤約0.3gを採取し、ステンレス200メッシュ金網に入れた。次いで、前記粘着剤を酢酸エチルに沈積させて、室温の暗室で3日間(72時間)保管した。その後、金網を取り除き、粘着剤の不溶解分を分離し、これを70℃のオーブンで4時間乾燥して質量(乾燥質量)を測定した後、下記式(1)によってゲル分率を測定した。
【0118】
[数2]
ゲル含量=B/A×100 (1)
(式中、Aは前記粘着剤の質量を表し、Bは室温で酢酸エチルに72時間沈積した後の前記粘着剤の不溶解分の乾燥質量を表す。)
【0119】
2.粘着力及び再剥離性評価
製造された偏光板を25mm×100mm(幅×長さ)のサイズに裁断し、サンプルを製造した。サンプルから剥離シートを除去した後、粘着剤を介して無アルカリガラスにラミネーターを利用して接着した。次いで、オートクレーブ(50℃、5気圧)で約20分間圧着処理し、恒温恒湿条件(23℃、50%RH)に24時間保管した。その後、テクスチャーアナライザー(Stable Micro System 社製、イギリス)を用いて、300mm/minの剥離速度及び180度の剥離角度の条件で粘着力を測定した。下記基準によって再剥離性を評価した。
○:1日後の粘着力が800gf/25mm以下
△:1日後の粘着力が1,000gf/25mm以上
×:1日後の粘着力が2,000gf/25mm以上
【0120】
3.耐久信頼性評価
製造された偏光板を180mm×250mm(幅×長さ)のサイズに裁断し、サンプルを製造した。次いで、サンプルから離型フィルムを剥離し、19インチの市販パネルにラミネーターを利用して接着した。その後、オートクレーブ(50℃、5気圧)で約20分間圧着処理し、恒温恒湿条件(23℃、50%RH)で24時間保管し、試片を製造した。その後、製造された試片の耐湿熱耐久性を評価するために、60℃の温度及び90%R.H.の相対湿度条件で500時間放置した後、気泡及び剥離の発生有無を評価した(耐湿熱条件)。また、耐熱耐久性は90℃及び105℃の温度で500時間放置した後、気泡及び剥離の発生有無を評価した(耐熱条件)。全ての試片はその状態を評価する直前に室温で24時間間放置した後、評価を実施した。耐湿熱及び耐熱特性の評価基準は下記の通りである。
○:気泡及び剥離現象無い
△:気泡及び/又は剥離現象が若干発生
×:気泡及び/又は剥離現象が多量発生
【0121】
4.光透過均一性
光透過均一性はバックライトを利用して暗室で偏光板を通して光が漏れる箇所があるかを観察し、評価した。具体的に、光透過均一性は粘着層が接着された偏光板を22インチモニター(LG Philips LCD 社製、韓国)に接着し、恒温恒湿条件で1日間保管後、80℃オーブンで200時間放置し、バックライトを用いて、モニターの4辺の周辺部の光透過均一性を評価した。光透過性の均一性の評価基準は下記の通りであった。
二重丸:モニターの4辺の周辺部の光透過性の不均一現象が肉眼で僅かに観察される
○:モニターの4辺の周辺部の光透過性の不均一現象が若干ある
△:モニターの4辺の周辺部の光透過性の不均一現象が多少ある
×:モニターの4辺の周辺部の光透過性の不均一現象が多量ある
【0122】
6.粘着剤モジュラス測定
離型フィルム間にコーティングされた粘着剤を15cm×25cmのサイズに裁断し、片面の離型フィルムを除去した後、5回積層して、厚さを約1mmになるようにした。次に、前記積層体を直径8mmの円状に裁断し、ガラス(glass)を利用して、圧縮した後、一晩放置し、各層間の界面でのぬれ性(wetting)を向上させ、積層時、発生した気泡を除去して試料を製造した。その後、試料を平行板上に置いて、ギャップ(gap)を調整し、ノーマル&トルクのゼロ点を合わせて、法線力(Normal force)の安定化を確認した後、貯蔵弾性率を測定した。
測定機器及び測定条件
測定機器:ARES−RDA having a forced convection oven, available from TA Instruments Inc.
測定条件:
geometry: 8 mm parallel plate
gap: around 1mm
test type: dynamic strain frequency sweep
strain= 10.0[%]、temperature: 30℃
initial frequency: 0.4rad/s, final frequency: 100rad/s
【0123】
前記のような測定結果を、下記表2に整理して記載した。
【0124】
【表2】

【0125】
前記表2の結果から明らかなように、本発明によって単一粘着剤内にハード及びソフト領域のパターンが形成されている実施例1〜7の場合、高温又は高湿条件で優れた耐久信頼性を示し、粘着力及び再剥離性等の優れた物性を維持した。また、本発明の実施例1〜7の場合、22インチの大型サイズのモニターに適用された場合にも、優れた光透過均一性を示した。
【0126】
反面、粘着剤全面の貯蔵弾性率が相対的に低い比較例1の場合、偏光板の応力による収縮及び膨脹を效果的に抑制することができなく、光漏れが広く分布するようになり、また耐久信頼性も非常に悪かった。また、粘着剤全面の貯蔵弾性率が相対的に高い比較例2の場合、粘着剤の硬度(hardness)が高まり、十分な粘着力を発揮できないだけでなく、耐久性も大きく落ちることが確認された。
【0127】
前記のような結果から、粘着剤の全面の貯蔵弾性率を同じく制御した状態では、その貯蔵弾性率を調節しても、優れた効果が発揮され難いという点を確認することができた。
【符号の説明】
【0128】
1−1 ハード領域
1−2 ソフト領域

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ハード領域;及び前記ハード領域に比べて低い貯蔵弾性率を有するソフト領域がパターン化された状態で単一平面内に含まれている粘着剤。
【請求項2】
ハード領域は、30℃での貯蔵弾性率が1MPa〜50MPaである、請求項1に記載の粘着剤。
【請求項3】
ソフト領域は、30℃での貯蔵弾性率が0.01MPa〜5.0MPaである、請求項1に記載の粘着剤。
【請求項4】
ハード領域は、線状にパターン化されている、請求項1に粘着剤。
【請求項5】
ハード領域は、連続的な線状にパターン化されている、請求項4に記載の粘着剤。
【請求項6】
線状にパターン化されたハード領域は、線幅が90μm〜1,000μmである、請求項4に記載の粘着剤。
【請求項7】
ハード領域の貯蔵弾性率(G’hard)対比ソフト領域の貯蔵弾性率(G’soft)の割合(G’hard/G’soft)が、3〜100である、請求項1に記載の粘着剤。
【請求項8】
ハード領域は、粘着剤全面積に対して、10%〜60%の面積を有する、請求項1に記載の粘着剤。
【請求項9】
下記式(1)で示されるゲル含量が50%〜99%である、請求項1に記載の粘着剤:
[数1]
ゲル含量=B/A×100 (1)
(式中、Aは前記粘着剤の質量を表し、Bは室温で酢酸エチルに72時間沈積した後の前記粘着剤の不溶解分の乾燥質量を表す。)
【請求項10】
相互侵入高分子網目構造を有する請求項1に記載の粘着剤。
【請求項11】
基材上に粘着剤を形成する塗工液を塗布する第1工程;及び
第1工程で基材上に塗布された塗工液を硬化させ、ハード領域及び前記ハード領域に比べて低い貯蔵弾性率を有するソフト領域のパターンを形成する第2工程
を含む粘着剤の製造方法。
【請求項12】
第2工程で、紫外線をスポット照射してパターンを形成する、請求項11に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項13】
紫外線は、200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を有する、請求項12に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項14】
紫外線は、50mJ/cm〜1,500mJ/cmの光量を有する、請求項12に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項15】
第2工程は、基材上に塗布された塗工液上に紫外線遮断マスクを介して紫外線を照射する工程を含む、請求項11に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項16】
紫外線は、200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を有する請求項15に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項17】
紫外線は、100mJ/cm〜1,500mJ/cmの光量を有する請求項15に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項18】
紫外線遮断マスクを除去した後、塗工液上に紫外線を照射する工程を更に行う請求項15に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項19】
紫外線は、200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を有する請求項18に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項20】
紫外線は、400mJ/cm以下の光量を有する請求項18に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項21】
第2工程は、基材上に塗布された塗工液上に紫外線遮光マスクを介して紫外線を照射する工程を含む請求項11に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項22】
紫外線遮光マスクは紫外線に対する遮光率が40%〜95%である請求項21に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項23】
紫外線は、200mW/cm〜1,000mW/cmの照度を有する請求項21に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項24】
紫外線は、200mJ/cm〜1,500mJ/cmの光量を有する請求項21に記載の粘着剤の製造方法。
【請求項25】
偏光フィルム又は偏光素子の片面又は両面に形成された請求項1に記載の粘着剤を含む偏光板。
【請求項26】
粘着剤のハード領域は、線状にパターン化され、前記線状のハード領域が偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向と平行に形成されている請求項25に記載の偏光板。
【請求項27】
粘着剤のハード領域は、線状にパターン化され、前記線状のハード領域が偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向に対して垂直方向に形成されている請求項25に記載の偏光板。
【請求項28】
粘着剤のハード領域は、線状にパターン化され、前記線状のハード領域のパターンは偏光フィルム又は偏光素子の延伸方向に対して垂直方向に形成されているパターン及び前記延伸方向に対して水平方向に形成されているパターンを含む請求項25に記載の偏光板。
【請求項29】
請求項25に記載の偏光板が液晶セルの片面又は両面に貼合されている液晶パネルを含む液晶表示装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公表番号】特表2012−500318(P2012−500318A)
【公表日】平成24年1月5日(2012.1.5)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−523746(P2011−523746)
【出願日】平成21年8月20日(2009.8.20)
【国際出願番号】PCT/KR2009/004652
【国際公開番号】WO2010/021505
【国際公開日】平成22年2月25日(2010.2.25)
【出願人】(500239823)エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Fターム(参考)】