KR101155447B1 - 유리 기판의 수복 방법, 유리 기판의 제조 방법, 유리 기판, 및 플랫 패널 디스플레이 - Google Patents

Abstract

유리 기판의 수복(修復) 방법은, 표시 영역(5) 내에 오목부(60)가 형성된 유리 기판(10)을 수복하기 위한 방법으로서, 오목부(60)에, 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지의 원료가 되는 복수 종류의 원료 물질을 광개시제와 함께 충전하고, 광 조사 및 열 처리에 의해 충전한 원료 물질을 공중합시킨다. 그 결과, 복수 종류의 원료 물질이 공중합되어 이루어지는 투명 수지(65)에 의해, 유리 기판(10) 표면의 오목부(60)가 수복된다. 따라서, 소성 처리를 행하지 않고 저온에서 유리 기판(10)을 수복할 수 있다. 또한, 투명 수지(65)는 복수 종류의 원료 물질이 랜덤하게 공중합된 망상(網狀) 구조로 되어 있기 때문에, 광학 이방성이 억제되고, 액정 표시 패널에서 의도하지 않은 휘점(輝點) 등이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

유리 기판의 수복 방법, 유리 기판의 제조 방법, 유리 기판, 및 플랫 패널 디스플레이{METHOD FOR REPAIRING GLASS SUBSTRATE, PROCESS FOR PRODUCING GLASS SUBSTRATE, GLASS SUBSTRATE, AND FLAT PANEL DISPLAY}

본 발명은 유리 기판의 수복(修復) 방법에 관한 것으로, 특히 오목부를 가지는 유리 기판의 수복 방법에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 상기의 수복 방법을 이용한 유리 기판의 제조 방법, 그 제조 방법에 따라 제조된 유리 기판, 및, 이 유리 기판을 구비한 플랫 패널 디스플레이에 관한 것이다.

최근, TV와 컴퓨터의 모니터로서 액정 디스플레이가 급속히 보급되고 있다. 액정 디스플레이는 액정 재료와 편광 필름(및 위상차 필름)에 의해 빛의 투과율을 제어함으로써 밝기 조절을 하고 있다. 상기의 액정 재료는 대향하는 2장의 유리 기판 사이에 봉입되어 있다.

액정 디스플레이에서는 유리 기판이 화상의 표시 영역을 구성하기 때문에, 유리 기판의 결함은 표시 품질의 저하로 직결된다. 유리 기판의 결함의 종류로서는, 예를 들어 이물질의 혼입이나 기포 또는 흠집의 발생 등을 들 수 있다. 종래에는, 유리 기판을 제조한 후에 이와 같은 결함이 생기지 않았는지를 검사하고, 결함이 있는 유리 기판이 발견된 경우에는 그 유리 기판을 파기하였다.

그렇지만, 결함이 없는 유리 기판만 사용할 경우, 수율의 저하가 문제가 된다. 특히, 액정 디스플레이의 대(大)화면화를 위하여 유리 기판도 대면적인 것이 사용되게 됨에 따라, 결함이 전혀 없는 대면적의 유리 기판을 제조하는 것이 곤란해지고 있다. 그 때문에, 수율의 문제는 심각하다.

또한, 유리 기판의 제조 직후에 결함이 발견되면 괜찮지만, 액정 표시 패널의 조립 후의 단계에서 유리 기판에 결함이 발견되는 경우도 있다. 이와 같은 경우, 유리 기판에 결함이 발견된 액정 표시 패널을 분해하여, 결함이 있는 유리 기판을 결함이 없는 유리 기판으로 바꾸고 액정 표시 패널을 다시 조립할 필요가 있어 복잡한 작업을 필요로 한다. 그 때문에, 결함이 있는 유리 기판을 수복하는 기술의 개발이 요구되고 있다.

이와 같은 과제에 대하여, 특허 문헌 1에는, 플라즈마 디스플레이의 전면판(前面板)에 발생한 핀 홀이나 보이드 등의 결함을 수복하기 위한 기술이 개시되어 있다. 이 기술에서는, 핀 홀이나 보이드 등의 결락 결함 부위에 유리 페이스트를 도포?충전함으로써, 전면판의 수복을 행하고 있다.

일본공개특허공보‘제2000-294141호공보(공개일:2000년10월20일)’

그렇지만, 유리 페이스트를 이용하여 유리 기판을 수복할 경우, 유리 페이스트의 도포?충전 후에 반드시 소성 처리를 행하지 않으면 안 된다. 이 소성 처리는 낮아도 400℃ 이상의 온도에서 행해지며, 경우에 따라 1000℃를 넘는 일도 있다. 그 때문에, 유리 기판이 맨 유리가 아닌 경우, 즉 유리 기판에 투명 전극이나 컬러 필터 등이 형성되어 있는 경우에는, 소성 시의 열에 의해 투명 전극이나 컬러 필터 등의 주위의 부재를 손상시키는 문제가 있다. 또한, 액정 표시 패널의 단계에서 유리 기판에 결함을 발견한 경우에도, 소성 시의 열에 의한 주위 부재에 대한 영향을 고려하면, 유리 페이스트를 이용한 수복을 행하는 것은 불가능하다.

본 발명은, 상기의 과제에 착안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 소성 처리를 행하지 않고 유리 기판을 수복하는 방법, 및, 이 방법을 이용한 유리 기판의 제조 방법, 유리 기판, 및 플랫 패널 디스플레이를 제공하는 것에 있다.

상기의 과제를 해결하기 위하여, 유리 기판의 수복 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되고, 표면에 오목부를 가지는 유리 기판의 수복 방법으로서, 상기 유리 기판 표면의 오목부를, 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지로 메우는 메움 공정을 포함하고 있다.

상기 투명 수지로서는, 에폭시 수지 또는 (메타)아크릴 수지가 바람직하다.

따라서, 상기 유리 기판의 수복 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되고, 표면에 오목부를 가지는 유리 기판의 수복 방법으로서, 상기 유리 기판 표면의 오목부를, 투명한 열경화성 수지 또는 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지 중 적어도 일방의 투명 수지로 메우는 메움 공정을 포함하고 있는 것이 보다 바람직하다.

상기 오목부는, 예를 들어, (1) 유리 기판의 표면에 형성된 흠집, (2) 유리 기판의 표면에 개구를 가지는 기포, (3) 기포가 매몰된 유리 기판에 대하여 유리 기판의 표면에서 이 기포에 도달할 때까지 유리 재료를 제거한 결과 유리 기판의 표면에 형성된 공동(空洞), 또는, (4) 이물질이 포함된 유리 기판으로부터 이물질을 떼어내는 등을 하여 제거한 결과 유리 기판의 표면에 형성된 공동 등이다.

상기 구성에 따르면, 유리 기판 표면의 오목부를 상기 투명 수지로 메움으로써 유리 기판의 오목부가 수복된다. 여기서, 오목부를 수복하기 위하여 유리 페이스트가 아닌, 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지, 바람직하게는 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지가 이용되므로, 소성 처리를 행하지 않고 저온에서 유리 기판을 수복할 수 있다.

또한, 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지 등의 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지는, 원료가 되는 액상의 모노머 또는 올리고머 등을 오목부 안에서 중합(경화)시킴으로써 용이하게 얻을 수 있다. 따라서, 상기 오목부에 상기 투명 수지의 원료가 되는 액상의 모노머 또는 올리고머를 충전하여 가교 및 경화시킴으로써, 유리판 표면의 오목부가 어떠한 형상이어도 오목부를 바람직하게 메울 수 있다.

또한, 상기의 투명 수지는 가교된 망상(網狀) 구조로 되어 있기 때문에, 광학 이방성, 즉 복굴절성이 억제된다. 따라서, 수복 개소에서 의도하지 않은 휘점(輝點) 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 유리 기판의 제조 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판의 제조 방법으로서, 상술한 유리 기판의 수복 방법의 각 공정을 포함하고 있다.

상기 구성에 따르면, 유리 기판의 제조 시에, 유리 기판에 기포나 흠집이 발생하거나, 이물질이 혼입되어도, 상기의 수복 방법에 의해 결함이 적절하게 수복된다. 따라서, 높은 수율로 유리 기판을 제조할 수 있다.

또한, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 유리 기판은, 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판으로서, 상기 표시 패널을 구성했을 때에 표시면이 되는 표면의 표시 영역 내에 오목부를 가지고, 상기 오목부가, 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지로 메워져 있다.

보다 바람직하게 상기의 과제를 해결하기 위하여, 유리 기판은, 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판으로서, 상기 표시 패널을 구성했을 때에 표시면이 되는 표면의 표시 영역 내에 오목부를 가지고, 상기 오목부가, 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지 중 적어도 일방의 투명 수지로 메워져 있다.

또한, 상기의 과제를 해결하기 위하여, 플랫 패널 디스플레이는, 상술한 유리 기판을 구비하고 있다.

상기 각 구성에 따르면, 유리 기판의 표시 영역 내에 오목부가 있지만 이 오목부는 투명 수지로 메워져 있으므로, 오목부가 메워져 있지 않은 경우에 비하면 이 오목부에서 표시 불량이 생기는 것을 방지할 수 있다. 또한, 오목부의 수복에는 투명 수지가 이용되므로, 소성 처리를 행하지 않고 저온에서 이 유리 기판을 제조할 수 있다.

또한, 상기의 투명 수지는, 가교된 망상 구조로 되어 있기 때문에, 광학 이방성, 즉 복굴절성이 억제된다. 따라서, 수복 개소에서 의도하지 않은 휘점 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것이며, 유리 기판의 수복 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 2는 기포가 매몰된 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 3은 표면에 개구를 가지는 기포를 포함한 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 4는 이물질이 매몰된 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 5는 표면에 노출되는 이물질을 포함한 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 6은 흠집이 생긴 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 7은 결함이 있는 유리 기판을 포함하는 표시 패널의 구조를 나타내는 도면이다.
도 8은 오목부가 형성된 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 9는 오목부가 투명 수지로 메워진 유리 기판의 부분 단면도이다.
도 10은 수복 부위에서 휘점이 발생하는 메커니즘을 나타내는 모식도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것이며, 가교된 에폭시 수지를 얻기 위한 반응 체계(reaction scheme)를 나타내는 도면이다.
도 12는 광개시제의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다.
도 13은 본 발명의 일 실시 형태를 나타내는 것이며, 가교된 아크릴 수지를 얻기 위한 반응 체계를 나타내는 도면이다.

[1. 실시 형태]

본 발명의 일 실시 형태에 대하여 도 1 내지 도 13을 참조하면서 설명하면 이하와 같다. 본 실시 형태에서는 결함이 있는 유리 기판의 수복 방법에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서 상정되는 유리 기판은, 액정 디스플레이나 플라즈마 디스플레이 등을 포함한 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판이다. 또한, 유리 기판에 생길 수 있는 결함으로서는, 주로 (1) 기포의 발생, (2) 이물질의 혼입, (3) 흠집의 발생의 3종류를 들 수 있다.

도 2 및 도 3은, 기포를 포함한 유리 기판의 부분 단면도이다. 기포(51)는, 유리 기판(10)을 제조할 때에 유리 원료를 용해하는 공정에서, 공기의 혼입이나 내화재(耐火材)로부터의 가스의 방출 등이 원인으로, 용해된 유리 원료 중에 거품이 발생함으로써 형성된다. 또한, 사용하는 유리 원료에 따라서는 유리 원료 자체가 가스를 발생시키는 것도 있다. 이와 같은 기포(51)는 유리 재료의 체적에 따라 어떠한 확률로 존재하며, 그 확률을 낮추는 것은 용이하지 않다. 특히, 액정 표시 패널에 이용되는 유리 기판(10)은 알칼리 금속의 함유량이 적어 융점이 높기 때문에, 기포(51)를 발생시키기 쉽다. 따라서, 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법은, 액정 표시 패널에 이용되는 유리 기판(10)에 대하여 특히 효과적이라고 할 수 있다. 한편, 발생한 기포(51)는, 도 2에 나타내는 바와 같이 유리 기판(10) 내에 완전히 매몰되어 있는 것도 있고, 도 3에 나타내는 바와 같이 유리 기판(10)의 표면에 개구를 가지고 있는 것도 있다.

도 4 및 도 5는, 이물질이 혼입된 유리 기판의 부분 단면도이다. 이물질(52)은, 유리 원료에 기인하는 것과 외부로부터의 오염에 기인하는 것이 있다. 유리 원료에 기인하는 이물질(52)로서는, 유리 원료가 용해되지 않고 남아 이물질화된 것이나, 유리 원료에 혼재되어 있던 난(難)용해성인 것 등이 있다. 또한, 외부로부터의 오염으로서는, 유리 원료를 용해할 때에 이용한 내화재가 유리에 혼입됨으로써 이물질(52)이 되는 것이 있다. 한편, 기포(51)와 마찬가지로, 이물질(52)도 도 4에 나타내는 바와 같이 유리 기판(10) 내에 완전히 매몰되어 있는 것도 있고, 도 5에 나타내는 바와 같이 일부가 유리 기판(10)의 외부에 노출되어 있는 것도 있다.

도 6은, 흠집이 생긴 유리 기판의 부분 단면도이다. 흠집(53)은, 원판이라고 불리는 대형의 유리판으로부터 유리 기판(10)을 잘라내어 주변 가공을 하는 가공 공정에 있어서, 유리 기판(10)끼리 접촉하는 것 등에 의해 유리 기판(10)의 표면에 생기는 것이다.

이들 결함(51 ~ 53)이 유리 기판(10)에 생기면, 표시 패널에 조립되었을 때에 결함의 근방에서 휘점이나 흑점, 도드라짐 등의 표시 불량이 생기게 된다. 그래서, 유리 기판(10)에 생긴 이들 결함(51 ~ 53)을 수복한다.

도 1은, 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법을 나타내는 흐름도(플로우 차트)이다. 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법은 유리 기판(10)이나 표시 패널의 제조에 있어서의 여러 단계에서 실시할 수 있다. 예를 들어, 유리 제조자에게 있어서 유리 기판(10)을 원판으로부터 잘라내고 나서 출하할 때까지의 단계, 표시 장치의 제조자에게 있어서 유리 기판을 받아서 표시 패널에 조립할 때까지의 단계, 조립한 표시 패널을 검사하고 나서 표시 장치에 조립할 때까지의 단계 등의 여러 단계 등을 들 수 있다.

한편, 유리 제조자에게 있어서 유리 기판(10)을 원판으로부터 잘라낸 후, 출하할 때까지의 단계에서 본 실시 형태의 유리 기판의 수정 방법을 실시할 경우에는, 원판으로부터의 유리 기판(10)의 절단 공정 및 본 실시 형태의 유리 기판의 수정 방법의 각 공정을 합하여 유리 기판의 제조 방법으로 간주할 수도 있다. 이 유리 기판의 제조 방법은, 또한 유리 기판(10)을 원판으로부터 잘라내기 이전의 공정으로서, 유리 원료를 용융시켜 원판(유리 원판)을 제작하는 공정을 포함하고 있어도 된다.

그런데, 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법은, 결함이 있는 유리 기판(10)이 이미 표시 패널로 조립되어 있는 경우에도 표시 패널을 분해하지 않고 그 상태 그대로 유리 기판(10)을 수복할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러므로, 이하에서는, 유리 기판(10)이 표시 패널을 구성하고 있는 단계에서의 수복 작업을 예로 들어 설명한다. 단, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 유리 기판(10) 단체(單體)의 상태에서 수복해도 된다.

도 7은, 결함이 있는 유리 기판을 포함하는 표시 패널의 구조를 나타내는 도면이다. 한편, 도 7의 위쪽 도면은 표시 패널의 평면도이고 아래쪽 도면은 표시 패널을 위쪽 도면의 파선 위치에서 절단했을 때의 단면도이다. 표시 패널(1)은 액정 표시 패널이며, 도 7에 나타내는 바와 같이, 2장의 대향하는 유리 기판(10?10)과, 이들 유리 기판(10?10) 사이에 봉입된 액정 재료(20)를 가지고 있다. 또한 각각의 유리 기판(10)의, 액정 재료(20) 측과는 반대 측의 면(이하, ‘외측 표면’이라고 한다)에는 도시하지 않은 편광 필름이 마련되어 있다. 한편, 편광 필름과 유리 기판(10) 사이에는 필요에 따라서 위상차 필름이 마련되어 있어도 된다. 마찬가지로 도시하지 않지만, 각각의 유리 기판(10)의, 액정 재료(20) 측의 면(이하, ‘내측 표면’이라고 한다) 위에는 투명 전극 및/또는 컬러 필터가 형성되어 있다. 그리고, 일방의 유리 기판(10)은 표시 영역(5) 내에 결함(55)을 가지고 있다. 이 결함(55)으로서는, 상술한 바와 같이 기포(51), 이물질(52), 흠집(53) 중 어느 하나가 상정된다.

표시 패널(1)의 유리 기판(10)에 이와 같은 결함(55)이 발견된 경우, 먼저 결함(55)을 가지는 유리 기판(10)을 덮고 있는 편광 필름(및 위상차 필름)을 유리 기판(10)으로부터 떼어내어, 결함(55)이 있는 유리 기판(10)을 노출시킨다. 그리고, 결함의 종류에 따라 도 1의 흐름도에 나타내는 바와 같이, 상기 결함(55)을 구성하는 유리 재료 혹은 이물질(52)의 제거 가공을 행한다(S1).

예를 들어, 유리 기판(10)에 생긴 결함(55)이 도 2에 나타내는 기포(51)인 경우에는 유리 기판(10)의 외측 표면에서 기포(51)에 도달할 때까지 유리 기판(10)의 유리 재료를 제거한다. 이 유리 재료의 제거는, 예를 들어 숫돌을 이용한 연삭 가공이나 테이프를 이용한 랩핑 연마 등에 의해 행할 수 있다. 도 8은, 제거 가공을 행한 후의 유리 기판을 나타내는 부분 단면도이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 제거 가공 결과, 유리 기판(10)의 외측 표면에 오목부(60)가 형성된다.

또한, 유리 기판(10)에 생긴 결함(55)이 도 4에 나타내는 이물질(52)인 경우에는 유리 기판(10)의 외측 표면 쪽에서 이물질(52)에 도달할 때까지 유리 재료를 제거함과 함께, 또한 이물질(52)을 제거한다. 이물질(52)의 제거도 유리 재료의 제거와 같은 방법에 의해 행할 수 있다. 또한, 도 5에 나타내는 바와 같이, 이물질(52)의 일부가 유리 기판(10)의 외부에 노출되어 있는 경우에는 이물질(52)을 제거한다. 이때, 이물질(52)과 함께 주위의 유리 재료도 함께 제거하여 오목부(60)의 형상을 다듬어도 된다. 그 결과, 도 8에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 외측 표면에 오목부(60)가 형성된다.

또한, 유리 기판(10)에 생긴 결함(55)이 도 3에 나타내는 기포(51)나 도 6에 나타내는 흠집(53)인 경우에는 제거 가공을 행하지 않아도 된다. 물론, 필요에 따라서 기포(51)나 흠집(53) 주위의 유리 재료를 깎아 오목부(60)의 형상을 다듬어도 된다.

이어서, 유리 기판(10) 표면의 오목부를 투명 재료로 메운다. 여기서, 투명 재료로서, 유리 페이스트가 아닌 투명 수지를 사용한다. 본 실시 형태에서는, 투명 수지로서 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지를 사용한다. 한편, 본 실시 형태에 있어서, ‘(메타)아크릴’이란, ‘메타크릴’ 및 ‘아크릴’의 쌍방의 의미를 포함하는 것으로 한다. 즉, 본 실시 형태에서는, 아크릴 수지와 메타크릴 수지를 총칭하여 (메타)아크릴 수지라고 칭한다. 한편, 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지의 구체예와 대체예에 대해서는 후술한다.

상기 투명 수지로서는, 투명성을 가지고, 열 및 빛의 적어도 일방에 의해 경화되는 것이면 되며, 열경화성 수지로 이루어지는 것이어도 되고, 광경화성 수지로 이루어지는 것이어도 된다. 한편, 이들 열경화성 수지 혹은 광경화성 수지 중에는, 예를 들어 광 감응성 열경화성 수지도 포함된다.

이들 열경화성 수지 및 광경화성 수지로서는, 아크릴 수지 및 에폭시 수지 이외의 수지를 사용할 수도 있지만, 이들 열경화성 수지 및 광경화성 수지 중에서도 아크릴 수지 및 에폭시 수지가 투명성, 내후성(耐候性) 등이 뛰어나고, 또한 저온에서 경화할 수 있으므로 바람직하다.

가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지는, 각 수지의 주쇄의 구성 요소가 되는 액상의 모노머 또는 프리폴리머(prepolymer) 등의 원료 물질을, 필요에 따라서 아크릴계 가교용의 액상의 모노머 또는 프리폴리머 등의 원료 물질(가교제)과 혼합하여 중합(경화)시킴으로써 용이하게 얻을 수 있다.

따라서, 유리 기판(10)의 오목부(60)에 상기 투명 수지의 원료가 되는 액상의 모노머 혹은 프리폴리머를 충전하여 가교 및 경화시킴으로써, 유리 기판(10)의 오목부(60)가 어떠한 형상이어도 오목부(60)를 확실하게 메울 수 있다. 한편, 이하에서는, 상기한 바와 같이 필요에 따라서 이용되는 가교용의 액상의 모노머 또는 프리폴리머(가교제)도 포함하여, 각 수지의 구성 요소가 되는 모노머 및 프리폴리머(올리고머 및 폴리머를 포함한다)를 합하여 원료 물질이라고 한다.

여기에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 유리 기판(10)의 오목부(60)의 개구가 수직 상향이 되게 표시 패널(1)을 설치하고, 오목부(60)에 투명 수지의 구성 요소가 되는 액상의 원료 물질을, 유기 용매(또는 모노머 원료 물질)에 용해한 광개시제(광중합개시제)와 함께 충전한다(S2).

그리고, 오목부(60)에 주입된 상기의 각종 재료에 대하여 광 조사 및 열 처리를 행하여 오목부(60) 내의 원료 물질을 중합시킨다(S3). 이때, 빛 에너지 및 열 에너지에 의해 중합 반응이 개시?촉진되고, 경화된 투명 수지(여기에서는 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지)가 형성된다. 한편, 광 조사의 조건(파장?강도?시간 등)이나 열 처리의 조건(온도?시간 등)은 합성하는 투명 수지나 광개시제의 종류에 따라 적절히 설정하는 것이 바람직하다. 단, 빛을 조사할 때에는 350㎚ 이하의 파장을 가지는 빛을 오목부(60)에 대하여 조사하지 않는 것이 좋다. 이는, 파장이 350㎚ 미만인 빛이 액정 재료(20)에 조사되면, 액정 재료(20)에 악영향을 미치기 때문이다. 따라서, 350㎚ 미만의 파장의 빛을 컷팅하는 컷 필터를 개재시켜, 오목부(60) 내에 빛을 조사하는 것이 바람직하다. 또한, 주위 부재에 대한 악영향을 고려하면, 열 처리 시의 상한 온도는 200℃ 이하가 바람직하고, 160℃ 이하가 보다 바람직하다.

본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법은, 단계 S3에 나타낸 바와 같이 열 처리를 필요로 하지만, 투명 수지의 중합에 필요한 온도는 유리의 소성에 필요한 온도에 비하여 훨씬 낮다. 그러므로, 액정 재료(20)나, 유리 기판(10) 위에 형성된 투명 전극이나 컬러 필터 등에 악영향을 미치지 않는다. 따라서, 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법에 따르면, 표시 패널(1)을 구성한 상태인 채로(보다 엄밀하게는, 결함(55)을 가지는 유리 기판(10)을 덮고 있는 편광 필름 등의 필름을 유리 기판(10)으로부터 떼어내어 결함(55)이 있는 유리 기판(10)을 노출시키기만 한 상태인 채로) 유리 기판(10)의 수복을 행할 수 있다. 한편, 물론 편광 필름이나 위상차 필름이 마련되지 않은(필요로 하지 않는) 표시 패널의 경우, 이들 필름을 유리 기판(10)으로부터 떼어낼 필요가 없다.

한편, 단계 S3에 있어서의 중합 반응은 광중합을 병용하지 않고 열 처리에 의해서만도 가능하지만, 열 처리에 의해서만 수지를 경화시키는 경우에는 반드시 어느 온도 이상에서 열 처리를 행할 필요가 있다. 이에 대하여 광중합을 병용하면, 중합에 필요한 열 처리 온도를 내릴 수 있고, 경우에 따라서는 열 처리를 없앨 수 있다. 그러므로, 주변의 각종 부재에 대하여 열에 의한 악영향이 미치는 것을 억제할 수 있다. 또한, 열 처리 온도를 낮추거나 열 처리를 없앰으로써, 열 팽창에 의한 원료 물질의 체적 변화가 억제되어, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이, 투명 수지 중에 기포가 발생하는 것을 저감할 수 있다. 그러므로, 수복 개소에 기포를 포함하지 않는 고품질의 유리 기판을 얻을 수 있다는 장점도 있다.

단계 S3 이후, 오목부(60)를 메우는 투명 수지가 충분히 경화되면, 투명 수지의 표면을 평탄하게 되게 연마한다(S4). 이때, 투명 수지의 표면과 유리 기판(10)의 표면이 단일한 평면을 구성하게 연마하는 것이 바람직하다.

이상의 공정에 의해, 유리 기판(10)의 수복이 완료된다. 도 9는, 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법에 따라 결함이 수복된 유리 기판의 부분 단면도이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 수복 후의 유리 기판(10)은 그 외측 표면의 표시 영역(5) 내에 오목부(60)를 가지고 있지만, 이 오목부(60)는 투명 수지(65)로 메워짐으로써 수복되어 있다.

이하에서는, 오목부(60)를 메우는데 이용되는 투명 수지(65)의 구체예 및 바람직한 예에 대하여 설명한다. 유리 기판(10)이 액정 표시 패널용의 유리 기판인 경우, 투명 수지(65)는 높은 광 투과성을 가질 뿐만 아니라 복굴절이 작은 것이 바람직하다. 이 이유에 대하여 설명한다. 도 10은, 오목부(60)에 충전된 투명 수지(65)가 복굴절을 일으키는 경우의 빛의 모습을 나타내는 모식도이다. 도면 중에서는 유리 기판(10)의 외측 표면에 접하여 마련된 편광 필름(15)이 도시되어 있다.

액정 재료(20)를 투과한 빛이, 편광 필름(15)을 투과할 수 없는 방향으로 진동하는 직선 편광인 경우, 이 직선 편광은 통상, 도 10에 나타내는 바와 같이 유리 기판(10)을 투과한 후 편광 필름(15)에 의해 차단된다. 그렇지만, 이 직선 편광이, 복굴절이 큰 투명 수지(65)를 투과하면, 투명 수지(65)의 복굴절성에 의해 직선 편광이 타원 편광이 된다. 상세하게는, 투명 수지(65)를 투과한 빛은, 편광 필름(15)을 통과할 수 있는 방향의 진동을 포함하게 된다. 그 결과, 투명 수지(65)를 투과한 빛은 편광 필름(15)에 의해 완전히 차단되지 않고 외부로 새어나가게 된다. 이에 의해, 의도하지 않은 휘점이 발생한다. 이와 같은 표시 불량이 생기지 않게 하기 위해서는, 충전하는 투명 수지(65)의 복굴절성이 중요하다. 한편, 도 10에서는, 위상차 필름을 이용하지 않는 타입의 표시 패널(1)에 대하여 설명하였지만, 위상차 필름을 이용하는 타입의 표시 패널(1)에 대해서도 마찬가지이다.

경화 후의 투명 수지(65)는, 후술하는 실시예에 나타내는 방법에 따라 측정되는 최대 복굴절의 크기가 0 이상 0.0005 이하인 것이 바람직하고, 0 이상 0.0003 이하인 것이 보다 바람직하며, 0 이상 0.0001 미만인 것이 특히 바람직하다. 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하이면 오목부(60)에 충전된 투명 수지(65)에 의한 표시 불량이 큰 문제가 되지 않고, 최대 복굴절의 크기가 0.0003 이하이면 표시 불량이 문제가 되는 일이 거의 없으며, 최대 복굴절의 크기가 0.0001 미만이면 표시 불량이 문제가 되는 일이 전혀 없다.

한편, 투명 수지(65)가 가교된 에폭시 수지인 경우, 이 에폭시 수지는 각각이 복수의 에폭시기를 가지는 복수 종류의 원료 물질을 랜덤하게 공중합시켜 이루어지는 랜덤 공중합체인 것이 바람직하다. 이에 의해, 얻어지는 에폭시 수지의 광학 이방성이 억제되고, 복굴절의 크기가 작아진다.

도 11은, 가교된 에폭시 수지를 얻기 위한 반응 체계를 나타내는 도면이다. 도 11에 나타내는 바와 같이, 제1 원료 물질 및 제2 원료 물질로서, 각각, 골격 부분(도면 중, ‘A’ 또는 ‘B’로 나타낸다)의 양끝에 에폭시기가 결합된 다관능성 에폭시드를 이용한다. 이 에폭시드는 모노머여도 되고, 올리고머여도 되며, 폴리머여도 된다. 그리고, 이 제1 원료 물질 및 제2 원료 물질을 혼합하고, 양이온 중합개시제로부터 발생하는 양이온종 및 루이스산(Lewis acid)의 존재 하에서 공중합시킴으로써, 제1 원료 물질과 제2 원료 물질이 랜덤하게 공중합되어 이루어지는 양이온 중합성 에폭시 수지를 얻을 수 있다. 이 에폭시 수지는 가교된 망상 구조가 된다. 따라서, 상기 단계 S2에서는 유리 기판(10)의 오목부(60)에 제1 원료 물질, 제2 원료 물질, 및, 유기 용매에 용해한 광개시제 등을 주입해도 된다.

한편, 제1 원료 물질 및 제2 원료 물질은 골격 부분에 벤젠고리(방향고리) 구조를 가지지 않는 것이 바람직하다. 즉, 투명 수지(65)는 벤젠고리 구조를 가지지 않는 것이 바람직하다. 이는, 투명 수지(65)가 벤젠고리 구조를 가지고 있으면, 광학 이방성이 높아지고, 또한 투명도가 저하되기 때문이다. 한편, 벤젠고리 구조를 가지는 에폭시드를 수소 첨가한 것(수소 첨가형 에폭시 수지)은 상기 원료 물질로서 바람직하게 이용할 수 있다. 또한, 지방족계 에폭시드, 지환식(脂環式) 에폭시드 등도 상기 원료 물질로서 이용할 수 있다.

상기 원료 물질의 구체예로서는, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 2,2-비스(하이드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트 등을 들 수 있다.

한편, 도 11에서는, 2종류의 원료 물질을 공중합시켜 이루어지는 공중합체를 나타내고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 1종류의 원료 물질을 중합시켜 이루어지는 중합체여도 되고, 3종류 이상의 원료 물질을 공중합시켜 이루어지는 공중합체여도 된다. 단, 복수 종류의 원료 물질을 공중합시키는 편이 1종류의 원료 물질을 중합시키는 경우보다 얻어지는 에폭시 수지의 광학 이방성을 억제할 수 있으므로 바람직하다. 한편, 복수 종류의 원료 물질을 혼합하여 공중합시킬 때에는 한 종류의 원료 물질의 중합 비율이 전체 원료 물질의 90중량%를 넘지 않게 하는 것이 바람직하다. 중합체에 포함되는 어느 원료 물질이, 원료 물질 전체의 90중량%보다 많은 중량을 차지하게 되면, 단일 종류의 원료 물질을 중합하여 얻어지는 중합체와 마찬가지로 광학 이방성이 커진다. 그렇지만, 단일 종류의 원료 물질의 중합 비율이 전체 원료 물질의 90중량%를 넘지 않게 함으로써, 광학 이방성을 억제할 수 있다.

오목부(60)를 메우는 투명 수지(65)로서 가교된 에폭시 수지를 이용하는 경우, 광개시제로서는 예를 들어, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염, 디페닐아이오도늄헥사플루오로포스페이트염과 티오잔톤의 혼합물, 트리페닐술포늄헥사플루오로안티모네이트염, 또는 디페닐아이오도늄헥사플루오로안티모네이트염, 또는 이것들의 조합 등을 이용할 수 있다.

도 12는, 광개시제의 흡수 스펙트럼을 나타내는 도면이다. 도면 중, 실선은 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염의 흡수 스펙트럼을 나타내고, 파선은 디페닐아이오도늄헥사플루오로포스페이트염과 티오잔톤의 혼합물의 흡수 스펙트럼을 나타낸다. 상술한 바와 같이, 액정 재료(20)에 대한 영향을 고려하여, 광중합을 위하여 투명 수지의 원료에 조사하는 빛의 파장을 350㎚ 이상으로 하는 것이 바람직하므로, 광개시제로서는 파장이 350㎚ 이상인 빛을 흡수할 수 있는 것인 것이 바람직하다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 쌍방의 광개시제 모두 이 조건을 만족하고 있다.

또한, 투명 수지(65)의 착색을 억제하기 위해서는 400㎚ 이상의 파장을 가지는 빛을 광개시제가 흡수하지 않는 것이 바람직함을 후술하는 실시예로부터 알 수 있다. 도 12에 나타내는 바와 같이, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염은 이 조건을 만족하는 데 대하여, 디페닐아이오도늄헥사플루오로포스페이트염과 티오잔톤의 혼합물은 이 조건을 만족하지 않는다. 이상으로부터, 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염은, (1) 파장이 400㎚ 이상인 빛을 흡수하지 않기 때문에 경화 후의 투명 수지가 착색되는 것을 억제할 수 있는 점, (2) 파장이 350㎚ 이상인 빛을 흡수할 수 있으므로 파장이 350㎚ 이상인 빛에 의해 액정 재료(20)에 악영향을 미치지 않고 중합을 촉진할 수 있는 점, 등에서 광개시제로서 특히 바람직하다고 할 수 있다.

한편, 투명 수지(65)가 가교된 (메타)아크릴 수지인 경우, 이 (메타)아크릴 수지는 복수 종류의 원료 물질을 공중합시켜 이루어지는 것, 구체적으로는 (메타)아크릴산에스테르의 모노머 또는 올리고머 등으로 이루어지는 제3 원료 물질과, 가교에 이용되는 제4 원료 물질을 랜덤하게 공중합시켜 이루어지는 것인 것이 바람직하다. 가교된 (메타)아크릴 수지(투명 수지(65))의 구체예를 들면, 가교된 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)계 수지 등을 이용할 수 있다. 이에 의해, (메타)아크릴 수지의 광학 이방성이 억제되고, 복굴절의 크기가 작아진다.

도 13은, 가교된 아크릴 수지를 얻기 위한 반응 체계의 일 예를 나타내는 도면이다. 이 예에서는, 도 13에 나타내는 바와 같이, 제3 원료 물질로서 아크릴산에스테르의 올리고머를, 또한 제4 원료 물질로서 가교용의 디아크릴레이트를 사용한다. 그리고, 이 제3 원료 물질 및 제4 원료 물질을 혼합하고, 광개시제의 존재 하에서 라디칼 중합시킴으로써, 제3 원료 물질과 제4 원료 물질이 랜덤하게 공중합되어 이루어지는 라디칼 중합성 아크릴 수지를 얻을 수 있다. 이 아크릴 수지는 가교된 망상 구조가 된다. 따라서, 상기의 단계 S2에서는, 유리 기판(10)의 오목부(60)에 제3 원료 물질, 제4 원료 물질, 및, 유기 용매(또는 모노머 원료 물질)에 용해시킨 광개시제를 주입해도 된다. 한편, 이 예에서는, 아크릴 수지를 합성하고 있지만, 메타크릴 수지도 마찬가지로 하여 합성할 수 있음은 말할 필요도 없다. 또한, 이 예에서는, 2종류의 원료 물질을 공중합시켜 이루어지는 중합체를 나타내고 있지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 1종류의 원료 물질을 중합시켜도 되고, 3종류 이상의 원료 물질을 공중합시켜도 된다. 단, 복수 종류의 원료 물질을 공중합시키는 편이 1종류의 원료 물질을 공중합시키는 경우보다 얻어지는 (메타)아크릴 수지의 광학 이방성을 억제할 수 있으므로 바람직하다.

한편, 상기의 제3 원료 물질을 구성하는 (메타)아크릴산에스테르로서는, 예를 들어, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산알킬에스테르; 시클로헥실(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산시클로알킬에스테르; 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 디에틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 염기성(메타)아크릴산에스테르; 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다. 이들 (메타)아크릴산 에스테르는 단독으로 이용해도 되고, 또한 2종류 이상을 적절히 혼합하여 이용해도 된다.

한편, 상기의 제4 원료 물질로서는, 가교성 모노머 등의 가교제가 사용된다. 상기의 제4 원료 물질은 상술한 제3 원료 물질에 포함되는 관능기와 반응하는 관능기를 복수 함유하는 화합물이면 되며, 예를 들어 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트 등의 다관능성 (메타)아크릴레이트; 에폭시(메타)아크릴레이트류; 디비닐벤젠, 디알릴프탈레이트, 디알릴이소프탈레이트, 트리알릴시아누레이트, 트리알릴이소시아누레이트 등을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.

한편, 상술한 에폭시 수지의 경우와 마찬가지로, 제3 원료 물질 및 제4 원료 물질도 벤젠고리 구조를 가지지 않고, 가교된 (메타)아크릴 수지도 벤젠고리 구조를 가지지 않는 것이 바람직하다.

또한, 상기의 예에서는 제4 원료 물질로서 가교제를 사용함으로써 가교된 (메타)아크릴 수지를 형성하는 경우를 예로 들어 설명하였지만, 본 실시 형태는 이것으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 제3 원료 물질로서 자기 가교형의 (메타)아크릴계 모노머나 올리고머를 사용한 경우에는 가교제를 필요로 하지 않음은 말할 필요도 없다.

오목부(60)를 메우는 투명 수지(65)로서 가교된 (메타)아크릴 수지를 이용하는 경우, 광개시제로서는 벤조페논, 1-하이드록시-시클로헥실-페닐케톤, 벤질메틸케탈, 또는 아실포스핀옥사이드, 또는 이것들의 조합 등을 이용할 수 있다.

한편, 원료 물질을 중합시켜 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지로 이루어지는 투명 수지(65)를 합성할 때에는, 상술한 원료 물질 및 광개시제 이외에 각종 첨가제를 첨가해도 된다. 이와 같은 첨가제로서는, 실란 커플링제나 산화 방지제 등을 들 수 있다.

그런데, 오목부(60)를 메우는 투명 수지(65)로서, 가교된 에폭시 수지를 이용하는 경우와 가교된 (메타)아크릴 수지를 이용하는 경우를 비교하면, (메타)아크릴 수지는 라디칼 중합에 의해 경화되기 때문에 산소에 의한 반응 저해가 일어나는 데 대하여, 에폭시 수지는 양이온 중합에 의해 경화되기 때문에 산소에 의한 반응 저해가 일어나지 않는다. 또한, 에폭시 수지 쪽이 (메타)아크릴 수지에 비하여 경화 시의 수축이 적고, 내열성이 높으며, 내약품성?내용제성이 뛰어나다. 따라서, 오목부(60)를 메우는 투명 수지(65)로서는, 가교된 에폭시 수지 쪽이 보다 바람직하다고 할 수 있다. 바꾸어 말하면, 상기 투명 수지(65)의 원료 물질로서는, 라디칼 중합성의 모노머 혹은 올리고머보다, 양이온 중합성의 모노머 및 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 1종인 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 실시 형태의 유리 기판의 수복 방법은, 유리 기판(10) 표면의 오목부(60)를, 가교된 에폭시 수지 또는 가교된 (메타)아크릴 수지로 이루어지는 투명 수지로 메우는 구성으로 되어 있다. 보다 구체적으로, 오목부(60)에 투명 수지의 구성 요소가 되는 원료 물질을 광개시제와 함께 충전하고, 충전한 원료 물질 및 광개시제에 빛을 조사함과 함께 열 처리를 행함으로써, 오목부(60) 내에서 중합 반응을 일으키고, 중합의 결과 얻어진 투명 수지로 오목부(60)를 메우는 구성으로 되어 있다. 이와 같이, 오목부(60)를 메우는 재료로서 투명 수지를 이용함으로써, 소성 처리보다 낮은 온도에서 유리 기판(10)의 수복을 행할 수 있다.

[2. 실시예]

이하에서는, 본 발명의 유효성을 검증하기 위하여 행한 몇 개의 실험에 대하여 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실험의 구성으로 한정되는 것은 아니다.

[2-1. 실험 1]

본 실험에서는 복수 종류의 투명 수지에 대하여 복굴절성을 평가하였다. 여기서, 투명 수지의 복굴절성의 평가를 위하여 최대 복굴절이라는 지표를 도입하였다. 투명 수지가 입체 형상을 가지고 있는 경우, 굴절률은 투명 수지에 대한 빛의 입사각도에 의존하여 3차원적으로 변화한다. 따라서, 투명 수지에 의해 발생하는 복굴절의 정도도, 투명 수지에 대한 빛의 입사각도에 의존하여 변화한다. 그래서, 투명 수지의 굴절률을 서로 직교하는 3개의 직교축(x축, y축, z축이라고 한다) 방향의 각각에 대하여 측정하고, 얻어진 3개의 굴절률 중에서 차이가 가장 큰 굴절률의 조(組)를 선택하고, 선택한 조의 굴절률의 차이의 값을, 투명 수지의 최대 복굴절의 크기로서 구하였다. 이 최대 복굴절의 크기가 작으면 투명 수지에 대하여 빛이 어느 방향으로부터 입사되어도 복굴절이 일어나기 어려워, 투명 수지의 광학 이방성(복굴절성)이 안정적으로 낮다고 말할 수 있다.

본 실험에서는, 투명 수지의 샘플로서 이하의 샘플 1 내지 5를 준비하였다.

(샘플 1)

샘플 1의 제조 방법은 다음과 같다. 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 미리 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염(광개시제) 50중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물에 대하여 조사량이 6000mJ/㎠가 되게 아이 그래픽스사제 자외선 경화 장치에 의해 자외광선을 조사한 후, 100℃에서 30분간 열 처리를 행하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 1)가 얻어졌다.

(샘플 2)

샘플 2의 제조 방법은 다음과 같다. 2,2-비스(하이드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 미리 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염(광개시제) 50중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물에 대하여 샘플 1과 같은 조건으로 자외광선의 조사 및 열 처리를 행하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 2)가 얻어졌다.

(샘플 3 내지 5)

샘플 3으로서는, 트리아세틸셀룰로오스(TAC) 필름(후지필름사제)을 이용하였다. 샘플 4로서는, 시클로올레핀폴리머인 Zeonor(등록상표)로 이루어지는 위상차 필름(일본제온사제)을 이용하였다. 샘플 5로서는, 3㎜ 두께의 폴리카보네이트 수지판(테이진카세이사제)을 이용하였다.

그리고, 상기의 샘플 1 내지 5의 각각에 대하여, 25±1℃의 온도 조건 하에서 메트리콘사제 프리즘 커플러 장치를 이용하여 굴절률을 측정하였다. 한편, 굴절률의 측정에는 파장이 633nm인 빛을 이용하고, 서로 직교하는 x축?y축?z축 방향의 각각에 대하여 굴절률을 측정하였다. 또한, 상술한 방법에 따라 최대 복굴절의 값을 구하였다. 이들 결과를 다음의 표 1에 나타낸다. 한편, 표 중의 ‘nx’, ‘ny’, ‘nz’는 각각 x축, y축, z축 방향의 굴절률을 나타낸다.

표 1에 나타내는 바와 같이, 샘플 3 내지 5는 최대 복굴절의 크기가 모두 0.0005를 상회하였다. 이에 대하여, 샘플 1 및 2는 최대 복굴절의 크기가 모두 0(0.0001 미만)으로, 광학 이방성이 충분히 억제되고, 액정 표시 패널의 유리 기판의 수복에 특히 바람직한 투명 수지임이 나타났다.

이상의 결과로부터, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지와, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트의 랜덤 중합체인 가교된 에폭시 수지(샘플 1), 및, 2,2-비스(하이드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물과, 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트의 랜덤 중합체인 가교된 에폭시 수지(샘플 2)는 복굴절성의 관점에서 오목부(60)를 메우기 위한 투명 수지(65)로서 특히 바람직하다고 말할 수 있다.

[2-2. 실험 2]

본 실험에서는 투명 수지의 착색성 및 경화 시의 기포의 발생을 평가하였다. 본 실험에서는 투명 수지의 샘플로서 이하의 샘플 6 내지 10을 준비하였다. 한편, 본 실험에서는 유리판의 표면에 오목부를 마련하고, 이 오목부 안에 각 샘플을 형성하였다.

(샘플 6)

샘플 6의 제조 방법은 다음과 같다. 샘플 1과 마찬가지로 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 미리 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염(광개시제) 50중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물을 Zeonor(등록상표) 필름으로 덮고, 용해물에 대하여 하마마츠 포토닉스사제 LC6를 이용하여 200mW의 출력으로 5분간 자외광선을 조사한 후, 100℃에서 30분간 열 처리를 행하였다. 한편, 자외광선은 350㎚ 미만의 파장을 가지는 빛을 컷팅하는 컷 필터를 개재시켜 조사하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 6)가 얻어졌다.

(샘플 7)

샘플 7의 제조 방법은 다음과 같다. 샘플 2와 마찬가지로 2,2-비스(하이드록시메틸)-1-부탄올의 1,2-에폭시-4-(2-옥시라닐)시클로헥산 부가물(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 미리 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염(광개시제) 50중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물을 Zeonor(등록상표) 필름으로 덮고, 용해물에 대하여 샘플 6과 같은 조건으로 자외광선의 조사 및 열 처리를 행하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 7)가 얻어졌다.

(샘플 8)

샘플 8의 제조 방법은 다음과 같다. 샘플 8은 기본적으로는 샘플 6과 같으며 광중합의 조건만 다르다. 즉, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 미리 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염(광개시제) 50중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물을 Zeonor(등록상표) 필름으로 덮고, 용해물에 대하여 케미컬 램프에 의해 1mW의 출력으로 10분간 빛을 조사한 후, 상술한 샘플 6과 같은 조건으로 자외광선의 조사 및 열 처리를 행하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 8)가 얻어졌다.

(샘플 9)

샘플 9의 제조 방법은 다음과 같다. 샘플 9는 기본적으로는 샘플 8과 같으며 광개시제의 종류만 다르다. 즉, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 미리 디페닐아이오도늄헥사플루오로포스페이트염과 티오잔톤의 혼합물(광개시제) 50중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물을 Zeonor(등록상표) 필름으로 덮고, 용해물에 대하여 샘플 8과 같은 조건으로 빛의 조사 및 열 처리를 행하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 9)가 얻어졌다.

(샘플 10)

샘플 10의 제조 방법은 다음과 같다. 샘플 10은 기본적으로는 샘플 6과 같으며 광중합을 행하지 않고 열 처리에 의해서만 수지를 경화시키는 점이 다르다. 즉, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지(제1 원료 물질) 70중량부와 3,4-에폭시시클로헥실메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트(제2 원료 물질) 30중량부를 혼합?균일화하고, 그 혼합물에, 광개시제 대신 미리 3-메틸-2-부티닐테트라메틸렌술포늄헥사플루오로안티모네이트염(열개시제) 66중량%를 용해한 프로필렌카보네이트 용액(유기 용매) 4중량부와 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(실란 커플링제) 2중량부를 첨가하고 교반 용해하였다. 그리고, 용해물을 Zeonor(등록상표) 필름으로 덮고, 100℃에서 30분간 열 처리를 행하였다. 이상에 의해, 경화된 투명 수지(샘플 10)가 얻어졌다.

이들 샘플 6 내지 10에 대하여 착색 및 기포의 발생을 평가하였다. 그 결과를 다음의 표 2에 나타낸다. 한편, 표 중의 ‘광개시제 1’은 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염을, 또한 ‘광개시제 2’는 디페닐아이오도늄헥사플루오로포스페이트염과 티오잔톤의 혼합물을 나타낸다.

표 2에 나타내는 바와 같이, 열 처리에 의해서만 경화시킨 샘플 10에는 기포가 발생하였다. 이에 대하여, 광중합을 병용한 샘플 6 내지 9에는 기포가 발생하지 않았다. 따라서, 기포의 발생을 억제하기 위해서는 수지의 경화에 광중합을 병용하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

한편, 광중합(광경화)을 이용하면 수지를 저온에서 경화(중합)시킬 수 있다는 장점이 있다. 상기 실험에서는 실험 조건을 통일하기 위해 모든 샘플에 대하여 열 처리를 100℃×30분으로 행하고 있지만, 광경화를 이용하는 경우에는 동일한 샘플(동일한 수지와 동일한 광개시제)에서도 열 처리 온도를 낮출 수 있고, 경우에 따라서는 열 처리를 없앨 수 있다. 이에 대하여, 열 처리에 의해서만 경화시키는 경우에는 반드시 어느 온도 이상에서 열 처리를 행할 필요가 있다.

광경화의 경우 경화 시의 체적 변화는 중합 반응에 의한 경화 수축에 의해서만 일어나지만, 열경화의 경우는 중합 반응에 의한 경화 수축뿐만 아니라 경화 전의 액상의 원료 물질이 열에 의해 팽창함에 따른 영향도 받는다. 이상의 이유에 의해, 열경화보다 광경화가 수지의 체적 변화가 억제되고, 기포의 발생을 저감하기 쉬워진다고 생각된다.

또한, 광개시제로서 디페닐아이오도늄헥사플루오로포스페이트염과 티오잔톤의 혼합물을 이용한 샘플 9에는 착색이 관찰되었다. 이에 대하여, 광개시제로서 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염을 이용한 샘플 6 내지 8에는 착색이 거의 관찰되지 않았다. 따라서, 에폭시 수지의 착색을 억제하기 위해서는 광개시제로서 파장이 400㎚ 이상인 빛을 흡수하지 않는 트리페닐술포늄헥사플루오로포스페이트염을 이용하는 것이 바람직하다고 말할 수 있다.

이상과 같이, 상기 유리 기판의 수복 방법은, 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되고, 표면에 오목부를 가지는 유리 기판의 수복 방법으로서, 상기 유리 기판 표면의 오목부를, 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지, 바람직하게는 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지 중 적어도 일방의 투명 수지로 메우는 메움 공정을 포함하고 있다.

이와 같이, 상기 유리 기판의 수복 방법은, 유리 기판 표면의 오목부를 투명 수지로 메우는 구성으로 되어 있으므로, 소성 처리를 행하지 않고 저온에서 유리 기판을 수복할 수 있다.

한편, 상술한 유리 기판의 수복 방법은, 기포가 매몰된 유리 기판의 수복 방법으로서, 상기 유리 기판의 유리 재료를, 상기 유리 기판의 표면에서 상기 기포에 도달할 때까지 제거함으로써, 상기 오목부를 형성하는 제거 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 상기 구성에 따르면, 기포가 매몰된 유리 기판을 바람직하게 수복할 수 있다.

혹은, 상술한 유리 기판의 수복 방법은, 이물질을 포함한 유리 기판의 수복 방법으로서, 상기 유리 기판에 포함되는 이물질을 제거함으로써, 상기 오목부를 형성하는 제거 공정을 더 포함하고 있어도 된다. 상기 구성에 따르면, 이물질이 포함된 유리 기판을 바람직하게 수복할 수 있다.

혹은, 상술한 유리 기판의 수복 방법에 있어서, 상기 오목부는, 유리 기판의 표면에 형성된 흠집, 또는 유리 기판의 표면에 개구를 가지는 기포여도 된다. 상기 구성에 따르면, 흠집이나 기포를 가지는 유리 기판을 바람직하게 수복할 수 있다.

또한, 상기 유리 기판은, 액정 표시 패널에 이용되는 것이고, 상기 투명 수지의 3개의 직교축의 각각에 대하여 얻어지는 굴절률 중, 차이가 가장 큰 2개의 굴절률의 차이 값을 이 투명 수지의 최대 복굴절의 크기로 하면, 상기 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하인 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하로 작기 때문에 수복 개소에서 의도하지 않은 휘점 등이 발생하는 것을 충분히 억제할 수 있다.

또한, 상기 투명 수지는, 최대 복굴절의 크기가 0.0003 이하인 것이 보다 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0003 이하로 더 작기 때문에 수복 개소에서 의도하지 않은 휘점 등이 발생하는 것을 한층 억제할 수 있다.

또한, 상기 유리 기판은, 액정 표시 패널에 이용되는 것이고, 상기 투명 수지, 예를 들어 상기 가교된 에폭시 수지 및 상기 가교된 (메타)아크릴 수지는 공중합체(즉, 복수 종류의 원료 물질이 공중합된 것)인 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 오목부를 메우는 상기 투명 수지, 예를 들어 상기 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지는 복수 종류의 원료 물질(모노머나 프리폴리머)이 공중합된 것이기 때문에, 단일 종류의 원료 물질이 중합된 것에 비하여 광학 이방성이 억제된다. 따라서, 수복 개소에서 의도하지 않은 휘점 등이 발생하는 것을 더욱 억제할 수 있다.

또한, 상기 투명 수지, 예를 들어 상기 가교된 에폭시 수지 및 상기 가교된 (메타)아크릴 수지는 벤젠고리 구조를 가지지 않는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 투명 수지는 벤젠고리 구조를 가지지 않기 때문에 복굴절성이 억제된다. 따라서, 수복 개소에서 의도하지 않은 휘점 등이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 이에 더해, 투명 수지가 벤젠고리 구조를 가지지 않기 때문에 투명 수지의 투명성이 향상되어 고품질의 유리 기판을 얻을 수 있다.

또한, 상기 메움 공정에서는, 상기 오목부에 상기 투명 수지의 원료 물질과 광개시제를 충전함과 함께, 충전된 상기 원료 물질 및 광개시제에 대하여 빛을 조사하는 것이 바람직하다.

상기 구성에 따르면, 원료 물질의 중합에 광중합이 이용되기 때문에 중합에 필요한 열 처리의 온도를 낮출 수 있고, 경우에 따라서는 열 처리를 없앨 수 있다. 이에 의해, 열팽창에 의한 원료 물질의 체적 변화가 억제되고, 후술하는 실시예에 나타내는 바와 같이 투명 수지 중에 기포가 발생하는 것을 억제할 수 있다. 그러므로, 수복 개소에 기포를 포함하지 않는 고품질의 유리 기판을 얻을 수 있다.

또한, 상기 광개시제는 파장이 350㎚ 이상인 빛을 흡수하고, 또한 파장이 400㎚ 이상인 빛을 흡수하지 않는 것인 것이 바람직하다.

일반적으로, 장파장(특히 가시영역)의 빛을 흡수하는 재료는 색이 있거나 착색성이 높다. 그렇지만, 상기 구성에 따르면, 광개시제는 파장이 400㎚ 이상인 빛을 흡수하지 않는 것이기 때문에, 경화 후의 투명 수지의 투명도가 향상되어 고품질의 유리 기판을 얻을 수 있다.

또한, 액정 재료가 봉입된 액정 표시 패널을 구성하고 있는 유리 기판을 수복하는 경우, 파장이 350㎚ 미만인 빛을 조사하면 액정 재료에 악영향을 미친다. 그렇지만, 상기의 광개시제는 파장이 350㎚ 이상인 빛을 흡수할 수 있으므로, 파장이 350㎚ 이상인 빛에 의해 액정 재료에 악영향을 미치지 않고 중합을 개시?촉진할 수 있다.

또한, 상기 유리 기판은 액정 표시 패널을 구성하고 있고, 상기 메움 공정에서는 액정 표시 패널을 구성하고 있는 상기 유리 기판의 오목부를 투명 수지로 메우는 것이 바람직하다.

유리 기판이 액정 표시 패널을 구성하고 있는 경우, 유리 기판 사이에 봉입되어 있는 액정 재료나, 유리 기판 위에 형성되어 있는 컬러 필터, 투명 전극 등의 주위의 부재에 대한 악영향을 고려하면, 소성 처리와 같이 고온이 되는 처리를 행하는 것은 불가능하다. 그렇지만, 상기 구성에 따르면, 오목부를 충전하는 재료로서 투명 수지를 이용하기 때문에 소성 처리와 같이 고온이 되는 처리를 필요로 하지 않는다. 그러므로, 액정 표시 패널을 구성한 상태인 채로 유리 기판을 수복할 수 있어, 액정 표시 패널의 분해 등 유리 기판의 수복에 필요한 작업을 저감할 수 있다.

본 발명은 상술한 실시 형태 및 실시예로 한정되는 것은 아니며, 청구항에 나타낸 범위에서 다양한 변경이 가능하다. 즉, 청구항에 나타낸 범위에서 적절히 변경한 기술적 수단을 조합하여 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다. 또한, 본 명세서에서 제시한 수치 범위 이외라도 본 발명의 취지에 반하지 않는 합리적인 범위이면 본 발명에 포함됨은 말할 필요도 없다.

본 발명에 따르면, 결함이 있는 유리 기판을 바람직하게 수복할 수 있기 때문에, 액정 표시 패널 등을 포함한 각종 표시 패널의 유리 기판에 본 발명을 적용할 수 있다.

1…표시 패널
5…표시 영역
10…유리 기판
15…편광 필름
20…액정 재료
51…기포
52…이물질
53…흠집
60…오목부
65…투명 수지

Claims (13)

1. 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되고, 표면에 오목부를 가지는 유리 기판의 수복(修復) 방법으로서,
   상기 유리 기판 표면의 오목부를, 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지 중 적어도 일방의 투명 수지로 메우는 메움 공정을 포함하고,
   상기 유리 기판은, 액정 표시 패널에 이용되는 것이고,
   상기 투명 수지의 3개의 직교축의 각각에 대하여 얻어지는 굴절률 중, 차이가 가장 큰 2개의 굴절률의 차이의 값을 상기 투명 수지의 최대 복굴절의 크기로 하면, 상기 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하이며,
   상기 메움 공정에서는, 상기 오목부에 복수 종류의 상기 투명 수지의 원료 물질과 광개시제를 충전하고, 충전한 상기 원료 물질 및 광개시제에 대하여 빛을 조사하여 랜덤 공중합시킴과 함께, 단일 종류의 원료 물질의 중합비율은 전체 원료물질의 90 중량%를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 수복 방법.
2. 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되고, 표면에 오목부를 가지는 유리 기판의 수복 방법으로서,
   상기 유리 기판 표면의 오목부를, 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지로 메우는 메움 공정을 포함하고,
   상기 유리 기판은, 액정 표시 패널에 이용되는 것이고,
   상기 투명 수지의 3개의 직교축의 각각에 대하여 얻어지는 굴절률 중, 차이가 가장 큰 2개의 굴절률의 차이의 값을 상기 투명 수지의 최대 복굴절의 크기로 하면, 상기 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하이며,
   상기 메움 공정에서는, 상기 오목부에 복수 종류의 상기 투명 수지의 원료 물질과 광개시제를 충전하고, 충전한 상기 원료 물질 및 광개시제에 대하여 빛을 조사하여 랜덤 공중합시킴과 함께, 단일 종류의 원료 물질의 중합비율은 전체 원료물질의 90 중량%를 넘지 않는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 수복 방법.
3. 삭제
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 투명 수지는, 최대 복굴절의 크기가 0.0003 이하인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 수복 방법.
5. 삭제
6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 투명 수지는, 벤젠고리 구조를 가지지 않는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 수복 방법.
7. 삭제
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 광개시제는, 파장이 350㎚ 이상인 빛을 흡수하고, 또한 파장이 400㎚ 이상인 빛을 흡수하지 않는 것인 것을 특징으로 하는 유리 기판의 수복 방법.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 유리 기판은, 액정 표시 패널을 구성하고 있고,
   상기 메움 공정에서는, 액정 표시 패널을 구성하고 있는 상기 유리 기판의 오목부를 투명 수지로 메우는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 수복 방법.
10. 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판의 제조 방법으로서,
    제1항 또는 제2항에 기재된 유리 기판의 수복 방법의 각 공정을 포함하고 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판의 제조 방법.
11. 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판으로서,
    상기 표시 패널을 구성했을 때에 표시면이 되는 표면의 표시 영역 내에 오목부를 가지고,
    상기 오목부가, 가교된 에폭시 수지 및 가교된 (메타)아크릴 수지 중 적어도 일방의 투명 수지로 메워져 있고,
    상기 유리 기판은, 액정 표시 패널에 이용되는 것이고,
    상기 투명 수지의 3개의 직교축의 각각에 대하여 얻어지는 굴절률 중, 차이가 가장 큰 2개의 굴절률의 차이의 값을 상기 투명 수지의 최대 복굴절의 크기로 하면, 상기 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하이며,
    상기 오목부에는, 복수 종류의 상기 투명 수지의 원료 물질과 광개시제를 충전하고, 충전한 상기 원료 물질 및 광개시제에 대하여 빛을 조사하여 랜덤 공중합시키되, 단일 종류의 원료 물질의 중합비율은 전체 원료물질의 90 중량%를 넘지 않도록 하여 상기 투명 수지가 메워져 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
12. 플랫 패널 디스플레이의 표시 패널에 이용되는 유리 기판으로서,
    상기 표시 패널을 구성했을 때에 표시면이 되는 표면의 표시 영역 내에 오목부를 가지고,
    상기 오목부가, 가교된 열경화성 또는 광경화성의 투명 수지로 메워져 있고,
    상기 유리 기판은, 액정 표시 패널에 이용되는 것이고,
    상기 투명 수지의 3개의 직교축의 각각에 대하여 얻어지는 굴절률 중, 차이가 가장 큰 2개의 굴절률의 차이의 값을 상기 투명 수지의 최대 복굴절의 크기로 하면, 상기 투명 수지는 최대 복굴절의 크기가 0.0005 이하이며,
    상기 오목부에는, 복수 종류의 상기 투명 수지의 원료 물질과 광개시제를 충전하고, 충전한 상기 원료 물질 및 광개시제에 대하여 빛을 조사하여 랜덤 공중합시키되, 단일 종류의 원료 물질의 중합비율은 전체 원료물질의 90 중량%를 넘지 않도록 하여 상기 투명 수지가 메워져 있는 것을 특징으로 하는 유리 기판.
13. 제11항 또는 제12항에 기재된 유리 기판을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 플랫 패널 디스플레이.

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