KR100627526B1 - 광학부재, 셀 기판 및 액정 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 90℃에서의 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 감압성 점착층에 의해 두 면중 한 면 또는 양 면이 피복된 광학소재로부터 제조된 광학부재에 관한 것이다. 이러한 광학부재는 감압성 점착층을 매개로하여 수지 기판에 접착되어 80℃에서 150시간 동안 가열될 때 커얼 양이 12 인치 당 3 mm 이하임을 특징으로 한다. 셀 기판은, 광학부재가 감압성 점착층을 매개로하여 수지 기판에 접착된 후 80℃에서 150시간 동안 가열될 때 커얼 양이 12 인치 당 3 mm 이하인 수지 기판을 포함한다. 광학부재가 감압성 점착층을 매개로하여 액정 셀의 두 면중 한 면 또는 양 면에 접착된 액정 표시장치는 상기 셀 기판을 사용하여 형성된다.

Description

광학부재, 셀 기판 및 액정 표시장치{OPTICAL MEMBER, CELL SUBSTRATE AND LIQUID-CRYSTAL DISPLAY}

도 1은 광학부재예의 단면도이다.

도 2는 다른 광학부재예의 단면도이다.

도 3은 셀 기판예의 단면도이다.

도 4는 다른 셀 기판예의 단면도이다.

도 5는 액정 표시장치예의 단면도이다.

본 발명은 거의 휘지 않는 수지계 액정 셀을 형성할 수 있고 액정 표시장치 등을 제조하기에 적절한 감압성 점착층을 추가로 갖춘 광학부재, 및 이를 위한 수지계 셀 기판에 관한 것이다.

유리 기판을 사용하는 액정 셀이 액정 표시장치(LCD)의 크기 등이 한층 증가하면서 무거워지고 부피가 커졌기 때문에, 다양한 종류의 수지 기판을 사용하는 다양한 액정 셀이 크기 및 중량 등을 감소시킬 목적으로 제안되었다. 그러나, 지금까지 제안된 수지계 액정 셀은, 편광판, 위상차판, 이들의 적층에 의해 형성된 타원형 편광판 등의 광학소재를 점착층을 매개하여 각각의 액정 셀에 접착한 경우에 휨(커얼(curl))과 같은 문제가 발생하기 때문에, 아직은 실용화되지 않고 있다. 상기 편광판 등의 광학소재는 LCD에 있어서 핵심 소자이다. 따라서 광학소재를 사용하지 않을 수는 없다.

본 발명의 목적은 광학소재를 감압성 점착층을 매개하여 접착한 경우 휨이 적어서 실용성이 우수한 액정 셀을 형성할 수 있는 광학부재, 및 이를 위한 수지계 셀 기판을 개발하는 것이다.

본 발명은 그 한 면 또는 양 면에 90℃에서 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 감압성 점착층으로 피복된 광학소재로부터 제조되고, 이러한 감압성 점착층을 매개하여 수지기판에 접착하여 80℃에서 150시간 가열한 경우의 커얼 양이 12 인치당 3 ㎜ 이하임을 특징으로 하는 광학부재를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은, 상기 광학부재를 이러한 점착층을 매개하여 접착하여 80℃에서 150시간 가열한 경우 이러한 커얼 양이 12인치당 3 ㎜ 이하임을 특징으로 하는 셀 기판, 및 이러한 셀 기판을 사용하여 이루어진 액정 셀의 한 면 또는 양 면에 상기 광학부재가 이러한 감압성 점착층을 매개하여 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 액정 표시장치를 제공하는 것이다.

상기 특징을 갖는 감압성 점착층이 제공된 광학부재에 의해, 얇고 가벼운 수지계 액정 셀의 이점을 활용하면서, 휨을 실용상 충분한 정도로 감소시킬 수 있고, 수지계 셀 기판에 의한 LCD의 대형화 등을 유리하게 진행시킬 수 있다. 또한 광학소재에 미리 추가로 제공된 감압성 점착층을 광학부재로 하면, 액정 셀에 간편하게 접착시킬 수 있는 LCD의 조립효율이 우수하며 품질의 변화와 먼지 등으로의 오염에 의한 조립 손실 등이 예방될 수 있다.

본 발명에 따르는 광학부재는 그의 한 면 또는 양 면이 90℃에서 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 감압성 점착층으로 피복된 광학소재로부터 제조된다. 이러한 광학부재는 감압성 점착층을 매개로 하여 수지 기판에 접착된 광학부재를 80℃에서 150 시간동안 가열한 경우의 커얼 양이 12인치당 3 ㎜ 이하인 특성을 나타낸다.

상기 광학부재의 예를 도 1 및 도 2에 나타내었다. 도 1에는, 광학소재(2) 및 감압성 점착층(3)이 도시되어 있다. 또한 도 2에서는, 편광판(21), 위상차판(22)이 도시되어 있으며, 이들이 감압성 점착층(31)을 매개로 하여 적층되어 광학소재(2)로서 타원형 편광판을 형성한다. 또한 보호 필름(1) 및 격리판(4)이 도시되어 있다.

광학소재로서는, 예를 들면 편광판 또는 위상차판, 이러한 편광판과 위상차판을 적층한 타원형 편광판, 반사형 편광판 또는 이를 사용한 상기 타원형 편광판 등의 액정 표시장치 등의 형성에 사용된 것이 사용된다. 이러한 종류로 광학소재가 특별히 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 타원형 편광판의 적층형 광학소재의 경우, 이러한 적층시 본 발명에서는 감압성 점착층 또는 그 밖의 감압성 점착층 등의 적당한 접착 수단을 사용하고 있다.

이와 관련하여, 상기 편광판의 구체예로서는, 폴리비닐 알콜계 필름 또는 부분적으로 포르말화된(formalized) 폴리비닐 알콜계 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체 유형의 부분적으로 비누화된 필름과 같은 친수성 고분자 필름에 요오드 및/또는 이색성 염료를 흡착시켜 연신한 것, 폴리비닐 알콜의 탈수 처리물 또는 폴리비닐 클로라이드의 탈염산 처리물의 폴리엔 배향 필름 등을 들 수 있다. 필름으로 이루어진 편광판의 두께는 일반적으로 5 내지 80 ㎛이지만, 여기에 한정되는 것은 아니다.

또한 반사형 편광판은 눈에 보이는 측(표시측)으로부터 입사광을 반사시켜서 표시하는 유형의 액정 표시장치 등을 형성하기 위한 것이고, 후광 등의 광원을 내장시키지 않아도 되어 액정 표시장치의 박형화를 꾀하기 쉽다는 점 등의 이점을 가진다.

반사형 편광판의 형성은, 예를 들면 필요에 따라 투명 수지층 등을 매개로 하여 편광판의 한 면에 금속 등으로 이루어진 반사층을 추가로 제공하는 방식 등의 적당한 방식으로 수행할 수 있다. 상기 편광판, 특히 편광 필름의 한 면 또는 양 면에 필요에 따라 제공되는 투명 수지층은 도면중 보호 필름(1)을 겸하게 될 수 있다.

반사형 편광판의 구체예로서는, 필요에 따라 매트 처리한 보호 필름 등의 투명 수지층의 한 면에, 알루미늄 등의 반사성 금속으로 이루어진 호일 또는 증착막을 마련하여 형성된 반사층을 갖는 편광판이다. 또한 미립자를 함유하는 상기 투명 수지층으로부터 제조된 표면 미세 요철 구조로서, 그 위에 미세 요철 구조의 반사층을 갖는 편광판 등도 들 수 있다. 또한 반사층은 이러한 반사면이 투명 수지층 또는 편광판 등으로 피복된 상태의 사용형태가 바람직한데, 이는 산화로 인해 반사율 저하가 방지되고, 한층 더 나가서는 초기 반사율이 장기 지속된다는 점, 보호층을 별도로 추가 제공할 필요가 없다는 점에서 바람직하기 때문이다.

상기 미세 요철 구조의 반사층은 입사광을 확산 반사에 의해 확산시켜서 지향성 또는 번쩍이는 외관을 방지하고, 명암의 얼룩을 억제할 수 있다는 장점 등을 갖는다. 또한 미립자를 함유하는 투명 수지층은 입사광 및 그의 반사에 기인한 반사광이 이를 투과하는 경우 확산되어 명암 얼룩을 잘 억제할 수 있다는 장점 등을 갖고 있다. 투명 수지층의 표면 미세 요철 구조를 반영시킨 미세 요철 구조의 반사층의 형성은, 예를 들면 진공 증기 침착 방식, 이온 도금 방식(ion plating method), 스퍼터링 방식(sputtering method) 등의 증착 방식 또는 도금 방식 등의 적당한 방식으로 금속을 투명 수지층의 표면에 직접 추가 제공하는 방식 등에 의해 수행할 수 있다.

또한 상기한 보호 필름 또는 투명 보호층의 형성에는, 투명성, 기계적 강도, 열 안정성, 수분 차폐성 등이 우수한 중합체 등이 바람직하게 사용된다. 이러한 중합체의 예로서는, 폴리에스테르계 수지, 아세테이트계 수지, 폴리에테르설폰계 수지 또는 폴리카보네이트계 수지, 폴리아미드계 수지 또는 폴리이미드계 수지, 폴리올레핀계 수지, 아크릴계 수지, 아크릴계 열경화성 또는 자외선 경화성 수지, 우 레탄계 열경화성 또는 자외선 경화성 수지, 아크릴우레탄계 열경화성 또는 자외선 경화성 수지, 에폭시계 열경화성 또는 자외선 경화성 수지 또는 실리콘계 열경화성 또는 자외선 경화성 수지 등을 들 수 있다.

투명 보호층은 중합체의 도포방식 또는 필름으로서 제공되는 중합체의 적층방식 등의 적당한 방식으로 형성될 수 있다. 투명 보호층의 두께는 적당하게 결정할 수 있다. 일반적으로는 500 ㎛ 이하, 바람직하게는 1 내지 300 ㎛, 특히 5 내지 200 ㎛의 두께가 선택된다. 또한 표면 미세 요철 구조의 투명 수지층의 형성에 함유시킨 미립자로서는, 예를 들면 평균 입경이 0.5 내지 20 ㎛인 실리카, 알루미나, 티타니아 또는 지르코니아, 산화주석 또는 산화인듐, 산화카드뮴 또는 산화 안티몬 등의 무기계 미립자, 및 가교결합 또는 비가교결합의 중합체 등으로 이루어진 유기계 미립자 등의 투명 미립자가 표면 요철 구조를 갖는 투명 수지층의 형성을 위해 함유되는 미립자로서 사용된다. 무기 미립자는 전기 전도성이다. 미립자의 사용량은 투명수지 100 중량부당 2 내지 25 중량부, 특히 5 내지 20중량부가 일반적이다.

한편, 상기한 광학소재인 위상차판의 구체적인 예로서는, 폴리카보네이트, 폴리비닐알콜, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리프로필렌, 그 밖의 폴리올레핀, 폴리알릴레이트 또는 폴리아미드와 같은 적당한 중합체로 이루어진 필름을 연신처리한 복굴절성 필름, 또는 액정 중합체의 배향 필름 등을 들 수 있다. 위상차판은 2종 이상의 위상차층을 적층하여 위상차 등의 광학 특성을 억제한 것으로서 형성될 수 있다.

또한, 상기한 광학소재인 타원형 편광판 또는 반사형 타원형 편광판은, 편광판 또는 반사형 편광판과 위상차판을 적당히 조합하여 적층한 것이다. 이러한 타원형 편광판등은, (반사형) 편광판과 위상차판의 조합으로 이루어지도록 이들을 액정 표시장치의 제조과정에서 순차적으로 별개로 적층함으로써도 형성될 수 있지만, 전술한 방식으로 미리 형성한 타원형 편광판은, 품질의 안정성 또는 적층 효율성 등이 우수하여 액정 표시장치의 제조효율을 향상시키는 장점이 있다.

광학소재의 한 면 또는 양 면에 마련된 감압성 점착층은, 90℃에서 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 것이다. 따라서, 이러한 감압성 점착층을 갖는 광학부재를 수지기판에 접착한 경우의 휨(커얼)을 실용 수준까지 감소시킬 수 있다. 상기 탄성률이 3 g/㎟ 미만이면, 감압성 점착층에 기포가 발생할 뿐만 아니라 광학부재에 부유(박리)가 발생할 우려가 있고, 10 g/㎟을 초과하면, 액정 셀에 휨이 발생하기 쉽다.

상기 액정 셀의 기포 또는 광학부재의 부유의 방지, 휨의 억제 등의 점에서 바람직한 감압성 점착층은, 90℃에서 1000% 탄성률이 4 내지 9 g/㎟, 특히 4.5 내지 8 g/㎟인 것이다. 또한 접착력에 있어서는 특별히 한정되지 않지만, 접착 결합이 잘못되었을 때 액정 셀을 재활용한다는 점에서 수지기판에 대해 90。 박리(상온 내지 70℃, 박리속도 300 ㎜/분, 이하 동일)를 기준으로 25 ㎜당 400 내지 1000 g으로 설정하는 것이 바람직하다.

감압성 점착층의 형성에는, 예를 들면 아크릴계 중합체 또는 실리콘계 중합체, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리에테르, 합성 고무 등의 적당한 중합체를 기본 중합체로서 함유하는 감압성 접착성 물질 또는 점착제를 사용할 수 있지만, 특별히 한정되지는 않는다. 무엇보다도, 아크릴계 접착제와 같은 소재로서 광학적 투명성이 우수하고, 적당한 습윤성, 응집성 및 접착성의 점착특성을 나타내고, 내후성 또는 내열성 등이 우수한 소재가 바람직하게 사용될 수 있다.

또한 상기에 덧붙여, 흡습에 의한 발포 현상 또는 박리현상의 방지, 열팽창 등에 의한 광학 특성의 저하 방지, 또한 고품질로 내구성이 우수한 액정 표시장치의 형성 등의 점에서, 흡습률이 낮고 내열성이 우수한 감압성 점착층이 바람직하다.

감압성 점착층은, 예를 들면 천연 수지 또는 합성 수지, 특히 점착제, 유리 섬유, 유리 비드(bead), 금속 분말 또는 그 밖의 무기 분말 등으로 이루어진 충진제, 안료, 착색제, 산화방지제 등의 감압성 점착층에 첨가될 수 있는 적당한 첨가제를 함유할 수 있다. 또한 미립자를 함유하여 광 확산성을 나타내는 감압성 점착층이 될 수도 있다.

광학소재의 한 면 또는 양 면에 감압성 점착층이 적당한 방식으로 추가로 제공될 수 있다. 이러한 예로서는, 예를 들면 톨루엔, 에틸 아세테이트 등의 적당한 용매의 단독물 또는 혼합물로 이루어진 용매에 감압성 점착성 조성물을 용해 또는 분산시켜서 약 10 내지 약 40 중량% 정도의 점착제액을 조제하고, 이를 유연방식(flow-casting means) 또는 피복방식 등의 적당한 전개방식으로 광학소재상에 직접 부설하는 방식, 또는 상기에 준거하여 격리판상에 감압성 점착층을 형성하여 이를 광학소재상에 이착하는 방식 등이 있다.

감압성 점착층은, 상이한 조성물 또는 종류로 이루어진 중첩층으로서 제조되어 광학소재의 한 면 또는 양 면에 제공될 수 있다. 또한 한 면에 마련된 경우에, 광학소재의 표리에 있어서 상이한 조성 또는 종류 등의 점착층이 가능하다. 또한 감압성 점착층이 광학소재의 양 면상에 제공될 때, 상이한 조성 또는 종류의 감압성 점착층이 각각 광학소재의 전방 면 및 후방 면상에 제공될 수 있다. 감압성 점착층의 두께는 사용 목적 등에 따라 적당히 결정할 수 있고, 일반적으로는 1 내지 500 ㎛이다. 감압성 점착층이 표면에 노출된 경우에는, 광학부재를 실용적으로 제공할 때까지 도면에 나타낸 바와 같이 격리판(4) 등으로 피복하여 보호하는 것이 바람직하다.

또한, 상기한 편광판 또는 위상차판, 보호 필름 또는 투명 보호층, 감압성 점착층 등의 광학부재를 형성하는 각층은, 예를 들면 층을 살리실산 에스테르계 화합물 또는 벤조페놀계 화합물, 벤조트리아졸계 화합물, 시아노아크릴레이트계 화합물, 니켈착염계 화합물 등의 자외선 흡수제로 처리하는 방식 등의 적당한 방식에 의해 자외선 흡수능을 갖게 할 수 있다.

본 발명에 따르는 광학부재는, 액정 셀 등의 적당한 장치에 접착할 수 있다. 특히, 광학 부재는 광학부재를 감압성 점착층을 매개하여 점착하여 80℃에서 150 시간 동안 가열한 경우의 커얼 양이 12인치당 3 ㎜ 이하인 수지 기판을 셀 기판으로서 사용한 액정 셀에 대해 접착한 경우 유리하게 사용될 수 있다.

상기 수지 기판은, 열가소성 수지 또는 열경화성 수지 등의 적당한 수지로 형성할 수 있다. 투명 전기 전도막이 제공된 경우 내열성 관점에서 바람직하게 사용될 수 있는 수지 기판은, 유리 전이 온도가 130℃ 이상, 150℃ 이상, 특히 160℃ 이상인 수지로 이루어진 것이다.

또한 수지 기판은 투명성 및 내충격성이 우수한 것이 바람직하고, 특히 광투과율이 80% 이상인 것이 바람직하다. 또한, 상기 수지 기판은 액정 변질의 방지 또는 액정 셀에 대한 도포 내구성 등의 점에서 내약품성, 광학적 등방성, 저흡수성, 저투습성, 산소에 대한 기체 차단성 등이 우수한 것이 바람직하다. 또한 광학부재의 온도 또는 습도 등의 변화로 인한 치수 변화를 견디는 강성에 의해 휨을 억제한다는 관점에서, 인장 탄성률이 3 × 10⁴ kgf/㎠ 이상인 수지 기판이 바람직하다.

이와 관련하여 수지기판을 형성하는 수지의 예로서는 폴리카보네이트, 폴리아크릴레이트, 폴리에테르-설폰, 폴리에스테르, 폴리설폰, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리아미드 등의 열가소성 수지, 또는 에폭시계 수지, 불포화 폴리에스테르, 폴리디알릴프탈레이트, 폴리이소보닐 메타크릴레이트 등의 열경화성 수지 등이 있다. 이러한 수지는 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있고, 타 성분과의 공중합체 또는 혼합물 등으로서도 사용할 수 있다.

상기한 성능의 관점으로부터 특히 바람직하게 사용할 수 있는 수지 기판은 에폭시계 수지, 특히, 지환식 에폭시 수지, 산무수물계 경화제 및 인계 경화촉매를 함유하는 에폭시계 조성물의 경화체로 이루어진 것이다. 이러한 지환식 에폭시 수지로서는 각종 지환식 에폭시 수지를 사용할 수 있지만, 특히 제한되지는 않는다.

산무수물계 경화제로서는, 예를 들면 프탈산 무수물, 3,6-엔도-메틸렌-테트라하이드로프탈산 무수물, 숙신산 무수물, 말레산 무수물, 헥사하이드로프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 메틸-헥사하이드로프탈산 무수물, 메틸-테트라하이드로프탈산 무수물 등을 들 수 있다. 특히 무색 내지 담황색의 산무수물, 예컨대 헥사하이드로프탈산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 메틸-헥사하이드로프탈산 무수물 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 산무수물계 경화제의 배합량은, 에폭시 수지에 있어서 1에폭시 당량당 0.5 내지 1.3 당량이 바람직하다.

인계 경화촉매의 예로서는, 알킬포스핀, 포스핀옥사이드, 포스포늄염 등이 있다. 이러한 배합량은, 산무수물계 경화제 100중량부당 0.2 내지 10중량부, 특히 0.5 내지 4중량부가 바람직하다.

수지 기판의 형성은, 예를 들면 주조 성형방식, 유연 성형방식, 사출 성형방식, 롤 피복 성형방식, 압출 성형방식, 이송 성형방식, 반응사출 성형방식(reaction injection molding method, RIM) 등의 적당한 방식으로 수행할 수 있다. 이러한 성형에 있어서는, 필요에 따라 예를 들면 염료, 변성제, 변색방식제, 산화방지제, 자외선흡수제, 이형제, 반응성 희석제, 비반응성 희석제 등의 적당한 첨가제를 투명성을 손상하지 않는 범위에서 적당히 배합할 수 있다.

수지 기판의 두께는, 박형화 또는 경량성, 강도 또는 변성방지성 등의 결함에 의해 1㎜ 이하, 특히 0.8㎜ 이하, 더욱 특히 0.1 내지 0.5 ㎜가 바람직하다. 또한 수지 기판은, 단층물 또는 적층물로서 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 상기 수지 기판의 두께는 동종 또는 이종의 수지로 이루어진 2층 이상의 적층물의 두께로 달성하는 것이 바람직하다.

수지 기판에는, 기판의 만곡 또는 액정의 변질 등의 원인이 되는 수분 또는 산소의 차폐를 목적으로 필요에 따라서 기체 차단층이 제공될 수 있다. 기체 차단 층은 예를 들면 내구성 또는 양호한 변형성 등을 목적으로 고분자 피막으로 형성된다. 이러한 고분자로서는 예를 들면 폴리비닐알콜 또는 부분적으로 비누화된 폴리비닐 알콜, 에틸렌-비닐 알콜 공중합체, 폴리아크릴로니트릴, 폴리비닐리덴 클로라이드 등의 산소투과계수가 작은 중합체가 바람직하게 사용된다. 특히 기체 차단성 수분의 확산성, 또는 흡습성의 균일화 등의 점에서, 비닐 알콜계 중합체가 바람직하다.

기체 차단층의 형성은 주조 방식 또는 스핀피복 방식 등의 적당한 피복방식에 의한 고분자 용액의 전개방식 등에 의해 수행될 수 있다. 기체 차단층의 두께는 투명성 또는 착색의 방지, 산소 또는 수증기 등의 기체 차단성 등의 점에서, 15 ㎛ 이하, 특히 1 내지 10 ㎛가 바람직하다.

경우에 따라, 또한 감압성 점착층과 수지기판의 접착면에는, 점착층의 접착력의 억제 또는 표면의 경질화를 기본으로 한, 내찰상성의 향상 등을 목적으로, 필요에 따라 피복층이 제공될 수 있다. 수지기판이 상기 기체 차단층을 갖는 경우에는, 피복층이 기체 차단층에 제공된다. 피복층은, 투명한 경질 필름을 형성하는데 적당한 가교성 수지로 형성될 수 있고, 특히, 다작용성 단량체를 광촉매 등을 매개로 하여 자외선 조사에 의해 3차원 가교될 수 있으며, 예컨대 우레탄 아크릴레이트계 또는 에폭시계 등의 자외선 경화수지가 바람직하게 사용된다.

피복층의 형성은 주조 방식 또는 스핀 피복 방식 또는 침지(dipping) 방식 등의 적당한 피복방식으로 수지액을 수지기판 내지 기체 차단층 등의 위에 전개하여 가교처리하는 방법 등에 의해 수행할 수 있다. 피복층의 두께는, 적당하게 결정할 수 있고 일반적으로는 200 ㎛ 이하, 특히 100 ㎛ 이하, 특히 1 내지 50 ㎛이다.

또한, 수지기판의 상기 피복층이 제공된 측과 반대편에 투명 전도막이 제공된 측에는, 이러한 투명 전도막의 점착성 등을 향상시키는 목적으로 필요에 따라 무기 산화물 층을 마련할 수 있다. 이러한 무기 산화물층은 투명층을 형성하는 공지의 무기 산화물로 형성할 수 있고, 특히, 상기 접착성 등의 관점에서 금속 알콕사이드의 가수분해성 중축합체로부터 형성하는 것이 바람직하다.

상기 금속 알콕사이드로서는, 예를 들면 알콕시실란, 알콕시알루미늄, 알콕시티탄, 알콕시안티몬, 알콕시지르코늄 등의 가수분해성 중축합에 의해 투명한 무기 산화물을 형성하기에 적당한 것을 사용할 수 있다. 특히, 반응의 용이성 등의 관점에서 바람직한 금속 알콕시는 알콕시실란이다.

이와 관련하여, 알콕시실란의 구체적인 예로서는 테트라알콕시실란(예: 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-s-부톡시실란, 및 테트라-t-부톡시실란), 모노알킬트리알콕시실란(예: 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-프로필트리에톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, 이소프로필트리에톡시실란, γ-클로로프로필트리메톡시실 란, γ-클로로프로필트리에톡시실란, 메틸트리이소프로폭시실란, 에틸트리이소프로폭시실란, 이소프로필트리이소프로폭시실란, n-프로필트리이소프로폭시실란, 메틸트리-n-프로폭시실란, 에틸트리-n-프로폭시실란, 이소프로필트리-n-프로폭시실란, n-프로필트리-n-프로폭시실란, γ-클로로프로필트리이소프로폭실란, γ-클로로프로필트리-n-프로폭시실란, 메틸디메톡시이소프로폭시실란, 메틸디메톡시이소프로폭시실란, 에틸디에톡시이소프로폭시실란, 에틸에톡시디이소프로폭시실란, 메틸디에톡시이소프로폭시실란 및 메틸에톡시디이소프로폭시실란) 등을 포함한다.

무기 산화물 층은, 알콜 등의 적합한 친수성 용매중에 용해된 금속 알콕사이드와 수용액을 임의의 적합한 피복 시스템, 예컨대 주조 시스템, 스핀 피복 시스템, 침지 시스템 등에 의해 수지 기판의 예정된 표면에 펴바르거나, 필요에 따라 가열하여, 금속 알콕사이드가 가수분해적으로 축중합되면서 물과 용매는 증발함에 따라 무기 산화물을 형성하는 방법에 의해 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 무기 산화물 층의 두께는 사용 목적 등에 따라 적절하게 결정될 수 있고, 일반적으로 50 ㎛ 이하, 특히는 20 ㎛ 이하이고, 보다 특히는 0.1 내지 5 ㎛이다.

2종 이상의 종류의 금속 알콕사이드가 전술된 도포액을 제조하는데에 사용될 수 있다. 추가로, 도포액의 pH 값은 가수분해적 축중합 반응을 촉진시킨다는 점에서 2 내지 5로 조정된다. 임의의 적합한 산, 예컨대 질산, 염산, 아세트산 등이 pH 조정을 위해 사용될 수 있다. 추가로, 금속 알콕사이드의 가수분해적 축중합 반응은 실온에서 진행될 수 있다. 그러나, 금속 알콕사이드는 반응을 신속하게 한다는 점에서 80 내지 200℃에서 30 내지 120분 동안 가열되는 것이 바람직하다.

또한, 투명한 전기 전도막의 점착력을, 요철 구조에 기초하여 고정 효과(anchor effect) 등에 의해 보다 개선시킬 목적 등으로 무기 산화물 입자가 무기 산화물 층에 분산되거나 함유될 수 있다. 사용된 무기 산화물 입자의 예로는 무기 산화물 층에 투명성을 나타내는 적절한 입자, 예컨대 실리카 입자, 알루미나 입자, 산화티탄 입자, 산화안티몬 입자, 지르코니아 입자가 포함된다. 특히, 알루미나 입자가 바람직하다.

도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 수지 기판으로부터 제조된 셀 기판의 예를 나타낸다. 참조 번호 (5)는 수지 기판을 표시하고, 참조 번호 (51)은 필요할 경우 제공되는 기체 차단층을 표시하고, 참조 번호 (52)는 필요할 경우 제공되는 피복층을 표시한다. 또한, 도 4에서, 참조 번호 (53)은 필요할 경우 제공되는 무기 산화물 층이고, 참조 번호 (54)는 필요할 경우 제공되는 SiO_x 층이고, 참조 번호 (55)는 투명한 전기 전도막이다.

본 발명에 따른 셀 기판은 바람직하게는 액정 표시장치, 특히 액정 셀을 제조하는데 사용될 수 있다. 특히 액정 셀의 제조에 있어서, 셀 기판의 두께가 0.4 mm인 경우 600 nm의 파장을 갖는 빛에 대해 분광광도계로 측정한 투과율이 60% 이상, 특히는 80% 이상이도록 투명성을 나타내는 셀 기판이 사용되는 것이 바람직하다.

액정 셀의 제조에 있어서, 셀 기판은 위상차판, 편광판, 투명한 전기 전도막 등의 다양한 작용을 하는 층들을 갖는 다층 기판으로서 실용적으로 사용될 수 있다. 도 4는 투명 전기 전도막(55)을 갖는 다층 기판의 일례를 도시한 것이다. 상기 예에서, 투명 전기 전도막(55)은 점착력의 개선 등을 위해 SiO_x 층(54)을 매개로하여 제공될 수 있다.

산화인듐, 산화주석, 인듐-주석 혼합물의 산화물, 금, 백금, 팔라듐, 투명한 전기 전도성 도료 등으로부터 선택된 임의의 적합한 물질은 임의의 공지된 물질일 수 있고, 투명한 전기 전도성 필름을 제조하기 위해 사용될 수 있다. 추가로, 투명 전기 전도막은, 당해 분야의 배경 기술에 따른 방법, 예를 들면 투명 전기 전도막을 진공 증착, 스퍼터링 등에 의해 추가로 제공하는 방법, 투명한 전기 전도성 도료를 도포하는 방법 등에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 투명 전기 전도막은 소정 패턴의 형태로 직접 제조될 수 있다.

본 발명에서, 셀 기판이 구부러지는 것을 방지한다는 점에서 바람직한 투명 전기 전도막은 인듐-주석 혼합물의 산화물을 주 성분으로서 함유하고 SiO_x 층을 매개로하여 제공되는 필름이다. 또한, SiO_x 층은 전술된 투명 전기 전도막 형성 방법에 따른 방법에 의해 형성될 수 있다.

액정 셀은, 전극 패턴화된 전술된 투명 전기 전도막을 각각 갖는 셀 기판들을 서로 마주하도록 배치하여 액정이 셀 기판 사이에 포함시키는 방법에 의해 형성될 수 있다. 도 5는 이의 일례를 보여준다. 참조 번호 (7)은 액정 셀을 표시하고, 참조 번호 (6)은 이의 액정층을 표시한다. 액정 배열을 위해 필요할 경우 투명 전기 전도막에 제공된 배향된 필름은 당해 분야의 배경 기술에 따른 방법에 의해 제조될 수 있다. 이렇게 제조된 액정 셀은 TN 유형, STN 유형, TFT 유형, 강유전체 액정 유형 등의 임의의 적합한 유형이다. 또한, 셀 기판에 있어서, 본 발명에 따른 광학부재는 감압성 점착층을 매개로하여 미리 수지 기판에 접착되어 광학부재를 액정 셀을 형성하는데 사용할 수 있다.

액정 표시장치는, 본 발명에 따른 광학부재가 본 발명에 따른 셀 기판을 사용하여 형성된 액정 셀의 두 면중 한 면 또는 양 면에 감압성 점착층을 매개로하여 접착되는 구조체로서 형성될 수 있다. 도 5는 이의 일례를 보여준다. 또한, 도 5에 도시된 액정 표시장치는 반사층(23)을 갖는 편광판(21)이 액정 셀(7)의 보이는 배면 쪽에 제공되는 반사형 표시장치이다.

광학부재는 액정 표시장치의 형성 이전에 셀 기판에 접착될 수 있거나, 또는 액정 셀의 형성 후에 액정 셀에 접착될 수 있다. 접착은 편광판, 위상차판 등이 예정된 배열 위치에 자리잡도록 수행된다. 배열 위치는 당해 분야의 배경 기술에 따라 설정될 수 있다.

광학부재가 중합체 필름으로부터 제조될 경우, 본 발명에 따른 광학부재는 구부러진 면, 넓은 면적의 표면 등에 쉽게 도포될 수 있도록 가요성을 갖는다. 예를 들면, 광학부재는 박막 트랜지스터 유형의 액정 셀로 대표되는 능동 매트릭스 구동형 액정 셀, TN 유형의 액정 셀 또는 STN 유형의 액정 셀로 대표되는 단순 매트릭스 구동형 액정 셀 등의 임의의 적합한 유형의 액정 셀에 도포될 수 있어, 다양한 액정 표시장치를 형성할 수 있다.

실시예 1

4구 플라스크에서 이소옥틸 아크릴레이트 100부(이후 모두 중량부임), 6-하이드록시헥실 아크릴레이트 1부 및 아조비스이소부티로니트릴 0.3부를 에틸 아세테이트 200부에 첨가하여 약 60℃에서 교반하에 반응시켜 중합체 용액을 수득하였다. 중합체 용액중에서, 중합체 용액의 고형분 함량의 100부당 이소시아네이트계 가교결합제 1부를 혼합함으로써 아크릴계 점착제를 수득하였다. 아크릴계 점착제를 실리콘계 이형제로 표면 피복된 폴리에스테르 필름으로 이루어진 격리판 위에 도포하고, 150℃에서 5분 동안 가열하여 25㎛ 두께의 감압성 점착층을 얻고, 이를 편광 필름의 한 면에 접착시켜 광학부재를 수득하였다. 또한, 90℃에서 감압성 점착층의 1000% 탄성률은 6 g/㎟이었다.

한편, 일반식

의 아크릴계 에폭시 수지 100부, 메틸헥사하이드로프탈산 무수물 125부 및 트리-n-부틸옥틸포스포늄 브로마이드 1부의 혼합물을 주형에 주입하고, 120℃에서 2시간 동안 경화시켜 0.4 mm 두께의 수지 기판을 수득하였다. 기판의 인장 탄성률은 3.7×10⁴ kgf/㎠이었다.

이어서, 일반식

(이때, R은

이다)의 우레탄 아크릴레이트계 수지를 스핀-피복법에 의해 전술된 수지 기판의 한 면상에 도포하고, 자외선으로 가교결합시켜 5 ㎛ 두께의 피복층을 형성하였다. 따라서, 이와 같이 셀 기판이 수득되었다.

상술된 바와 같이 수득된 12 인치 크기(185 mm × 250 mm)의 셀 기판과 동일한 크기의 광학부재를, 감압성 점착층을 매개로하여 셀 기판의 피복면 상에 2 kg의 고무 롤러를 앞뒤로 왕복시키는 방식으로 압착시켰다. 셀 기판을 5기압의 압력하에 50℃의 오토클레이브내에 15분 동안 방치시켜 광학부재의 접착된 상태를 숙성(熟成)시킨 후, 셀 기판을 실온으로 냉각시켰다. 이와 같이, 광학부재에 셀 기판이 접착되었다.

상기 수득된 한 쌍의 3.8 인치 크기(65 mm × 86 mm)의 셀 기판을 사용하여 액정 셀을 제조하였다. 한 쌍의 셀 기판과 동일한 크기를 갖고, 편광판과 위상차판을 적층시켜 형성된 타원형 편광판위에 감압성 점착층을 갖는 광학부재를, 감압성 점착층을 매개로하여 액정 셀의 하나의 면(보이는 면)에 2 kg의 고무 롤러를 왕복시키는 방식으로 압착시켰다. 한 쌍의 셀 기판과 동일한 크기를 갖고 편광판 및 반사판을 적층시켜 형성된 반사 편광판위에 감압성 점착층을 갖는 광학부재를 감압 성 점착층을 매개로하여 액정 셀의 다른 면에 2 kg의 고무 롤러를 왕복시키는 방식으로 압착시켰다. 생성된 장치를 5기압의 압력하에 50℃의 오토클레이브내에 15분 동안 방치시켜 접착된 상태를 숙성시킨 후, 생성된 장치를 실온으로 냉각시켰다. 이와 같이 액정 표시장치를 수득하였다.

비교예

이소시아네이트계 가교결합제 5부를 부틸 아크릴레이트 100부 및 이소옥틸 아크릴레이트와 6-하이드록시헥실 아크릴레이트 대신 대체된 아크릴산 5부의 혼합물에 첨가시키는 것을 제외하고는 실시예 1에서와 동일한 방식으로 아크릴계 점착제를 제조하였다. 이와 같이, 광학부재, 광학부재에 접착된 셀 기판, 및 액정 표시장치를 실시예 1에서와 동일한 방식으로 수득하였다. 또한, 90℃에서 감압성 점착층의 1000% 탄성률은 40 g/㎟이었다.

평가 시험

커얼 양

실시예 및 비교예에서 수득된 12 인치 크기의 광학부재-결합된 셀 기판 및 3.8 인치 크기의 액정 표시장치를 각각 80℃에서 150시간 동안 건조기에 놓아 둔 후 꺼내었다. 셀 기판 및 액정 표시장치를 각각 24시간 동안 실온으로 냉각시켰다. 이어, 셀 기판 및 액정 표시장치를 각각 편광판(보이는 면)이 위로 향하게 하여 편평한 판 위에 놓고, 4개의 모서리에서 편평한 판으로부터 올라간 양을 측정하였다. 평균 양을 커얼 양으로 하였다.

상기 시험된 결과를 하기 표에 나타내었다.

	실시예 1	비교예
광학부재-결합된 셀 기판 (12 인치당 mm)	2.4	6.0

본 발명의 바람직한 양태가 제시되고 설명되었지만, 개시된 내용은 예시하기 위한 것이고 첨부된 특허청구범위에 제시한 바와 같이 본 발명의 범주로부터 벗어나지 않는 한 본 발명을 다양하게 변화시키고 변형시킬 수 있음을 이해하여야 한다.

본 발명에 따르는 광학부재에 의해 커얼 양이 적은 실용적인 액정 셀 및 액정 표시장치를 제조할 수 있다.

Claims (11)

1. 광학소재, 및 이러한 광학소재의 하나 이상의 면 위에 배치되고 90℃에서의 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 감압성 점착층을 포함하고,

   상기 감압성 점착층을 매개로하여 수지 기판에 결합된 채로 80℃에서 150시간 동안 가열될 때 커얼(curl) 양이 12 인치 당 3 mm 이하인 특성을 나타내는 광학부재.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 광학소재가 반사형 또는 다른 유형의 편광판, 위상차판 및 타원형 편광판으로 이루어진 군으로부터 선택되는 광학부재.
3. 광학부재가 결합된 채로 80℃에서 150시간 동안 가열된 후 커얼 양이 12 인치 당 3 mm 이하인 수지 기판을 포함하는 셀 기판으로서,

   상기 광학부재가, (1) 광학소재, 및 (2) 이러한 광학소재의 하나 이상의 면 위에 배치되고 90℃에서의 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 감압성 점착층을 포함하며, 상기 감압성 점착층을 매개로 하여 셀 기판에 결합되는 셀 기판.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 수지 기판이 감압성 점착층에 접착되는 우레탄 아크릴레이트계 경화성 수지로 피복된 면을 갖는 셀 기판.
5. 제 3 항에 있어서,

   상기 수지 기판이 에폭시계 수지를 포함하는 셀 기판.
6. 제 4 항에 있어서,

   상기 수지 기판이 에폭시계 수지를 포함하는 셀 기판.
7. 제 3 항에 있어서,

   3×10⁴ kgf/㎠ 이상의 인장 탄성률을 갖는 셀 기판.
8. 제 4 항에 있어서,

   3×10⁴ kgf/㎠ 이상의 인장 탄성률을 갖는 셀 기판.
9. 제 5 항에 있어서,

   3×10⁴ kgf/㎠ 이상의 인장 탄성률을 갖는 셀 기판.
10. 제 6 항에 있어서,

    3×10⁴ kgf/㎠ 이상의 인장 탄성률을 갖는 셀 기판.
11. (1) 광학소재, 및 이러한 광학소재의 하나 이상의 면 위에 배치되고 90℃에서의 1000% 탄성률이 3 내지 10 g/㎟인 감압성 점착층을 포함하는 하나 이상의 광학부재, 및

    (2) 상기 감압성 점착층을 매개로하여 상기 광학부재에 결합되는 것으로, 광학부재가 결합된 채로 80℃에서 150시간 동안 가열된 후 12 인치 당 3 mm 이하의 커얼 양을 갖는 셀 기판을 포함하는 액정 셀을 포함하는

    액정 표시장치.

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