KR102066137B1 - 디스플레이 장치 및 그의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널 아래에 형성된 커버부재, 및 상기 디스플레이 패널과 상기 커버부재를 접착하는 점착제를 포함하고, 상기 점착제는, 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물, 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물, 반응성 아크릴레이트 모노머, 광흡수 안료, 및 광중합 개시제를 포함하고, 상기 광중합 개시제는 심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위한 제1 개시제, 및 표면 경화성 향상을 위한 제2 개시제를 포함하고, 상기 제1 개시제와 상기 제2 개시제는 광흡수 파장대가 상이한 것을 특징으로 하여, 고온 고압 조건에서도 신뢰성을 확보할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 제조방법을 제공할 수 있다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 제조방법{Display Device and Method of manufacturing the same}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 디스플레이 패널과 커버부재의 접합구조에 있어 점착제의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 제조방법에 관한 것이다.
최근, 디스플레이 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 액정 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치 등의 평판 디스플레이 장치가 상용화되고 있다. 이러한, 평판 디스플레이 장치 중에서 액정 디스플레이 장치와 유기 발광 디스플레이 장치는 박형화, 경량화, 저 소비전력화 등의 우수한 특성으로 인하여 노트북 컴퓨터, 텔레비전, 테블릿 컴퓨터, 모니터, 스마트 폰, 휴대용 디스플레이 기기, 휴대용 정보 기기 등의 디스플레이 장치로 널리 사용되고 있다.
최근에는 평판 디스플레이 장치들의 기술적인 면의 연구개발과 더불어 수요자들에 보다 어필할 수 있는 제품의 디자인적인 면에서 연구개발의 필요성이 특히 부각되고 있다.
이에 따라, 디스플레이 장치의 두께를 최소화(슬림화)하는 노력의 일환으로서, 디스플레이 장치, 플라즈마 디스플레이 장치, 유기 발광 디스플레이 장치 등의 모든 평판 디스플레이 패널과 커버부재간의 접합구조에 대한 연구가 꾸준히 진행되고 있다.
이하 도면을 참조로 점착제를 이용한 종래의 디스플레이 장치 대해서 설명하기로 한다.
도 1은 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 도면이다. 도 2는 도 1의 A-B 선의 단면을 나타내는 종래의 디스플레이 장치의 단면도이고, 도 3a 내지 도 3c는 종래의 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하여 종래의 디스플레이 장치의 구조에 대해서 설명하면, 종래의 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10), 백 라이트 유닛(20), 점착제(30), 지지 케이스(40), 및 커버부재(50)를 포함한다.
점착제(30)는 상기 디스플레이 패널(10)과 상기 커버부재(50)간을 접착한다.
이때, 커버부재(50)는 상기 점착제(30)가 백 라이트 유닛(20)으로 유입되는 것을 방지하기 위해서 방지턱(51)을 포함한다.
지지 케이스(40)는 백 라이트 유닛(20)을 수납하고, 커버부재(50)는 지지 케이스(40)를 수납하면서 디스플레이 패널(10)을 지지한다.
다음, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 종래의 디스플레이 장치의 제조방법에 대해서 설명하면, 종래의 디스플레이 장치의 제조방법은 도 3a와 같이, 상기 커버부재(50) 상에 점착제(30)를 도포한 후, 도 3b와 같이, 자외선에 의해 점착제(30)를 경화하고, 도 3c와 같이, 상기 점착제(30) 상에 상기 디스플레이 패널(10)을 합착하는 3 단계 공정으로 이루어진다.
이때, 상기 점착제(30)는 일반적으로 아크릴, 실리콘, 에폭시, 우레탄 접착제 중 어느 하나에 광개시제를 포함하여 이루어진다.
이러한 종래의 디스플레이 장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 상기 디스플레이 패널(10)과 상기 커버부재(50)간에 일정 도포 폭과 높이를 유지하기 위해서 Tg(Glass Transition Temperature)가 0 내지 20℃으로 낮은 점착제(30)를 사용함으로써, 고온 고습에 노출될 경우에는 점착제(20)의 응집력이 임계점을 넘어 감소되어 점착력이 약화되는 문제가 발생한다.
둘째, 종래의 디스플레이 장치는 점착제(30)가 백 라이트 유닛(20)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 방지턱(51)을 형성해야 하기 때문에, 공정이 복잡해지는 문제가 발생한다.
셋째, 종래의 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10)이 자외선에 의해 경화가 완료된 점착제(30)와 물리적, 정전기적인 계면 결합력에 의해 고정되기 때문에, 고온 고압 조건에서는 물리적, 정전기적인 계면 결합력이 약화되어 점착력이 손실되는 문제가 발생한다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해 고안된 것으로서, 본 발명은 디스플레이 패널의 합착과 동시에 자외선 경화가 가능한 점착제를 사용함으로써, 고온 고습에서도 점착력이 약화되지 않고, 디스플레이 패널을 화학적 계면 결합으로 고정하여 고온 고압 조건에서도 신뢰성을 확보할 수 있는 디스플레이 장치 및 그의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 디스플레이 패널, 상기 디스플레이 패널 아래에 형성된 커버부재, 및 상기 디스플레이 패널과 상기 커버부재를 접착하는 점착제를 포함하고, 상기 점착제는 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물, 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물, 반응성 아크릴레이트 모노머, 광흡수 안료, 및 광중합 개시제를 포함하고, 상기 광중합 개시제는 심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위한 제1 개시제, 및 표면 경화성 향상을 위한 제2 개시제를 포함하고, 상기 제1 개시제와 상기 제2 개시제는 광흡수 파장대가 상이한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 커버부재 상에 점착제를 도포하는 동시에 자외선 가경화를 하는 제 1 공정, 및 상기 점착제 상에 디스플레이 패널을 합착하는 동시에 자외선 본경화를 하는 제 2 공정을 포함하고, 상기 점착제는 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물, 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물, 반응성 아크릴레이트 모노머, 광흡수 안료, 및 광중합 개시제를 포함하고, 상기 광중합 개시제는 심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위한 제1 개시제, 및 표면 경화성 향상을 위한 제2 개시제를 포함하고, 상기 제1 개시제와 상기 제2 개시제는 광흡수 파장대가 상이한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
이상과 같은 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
본 발명은 고온 고습에서도 신뢰성 확보가 가능한 점착제를 사용함으로써, 고온 고습에 노출될 경우 점착력이 약화되는 문제점을 개선할 수 있을 뿐만 아니라, 점착제가 백 라이트 유닛으로 유입되는 것을 방지하기 위한 방지턱을 형성할 필요가 없어 공정이 간소화 된다.
또한, 본 발명은 디스플레이 패널의 합착과 동시에 자외선 경화가 가능한 점착제를 사용함으로써, 디스플레이 패널이 화학적 계면 결합으로 고정되기 때문에, 고온 고압 조건에서 물리적, 정전기적인 계면 결합력이 약화되어 점착력이 손실되는 문제점을 개선할 수 있다.
또한, 커버부재 상에 점착제를 도포함과 동시에 자외선으로 경화한 후, 디스플레이 패널을 합착함과 동시에 자외선 경화를 함으로써, 종래의 도포, 경화, 및 합착의 3단계 공정을 2단계 공정으로 단순화 시킬 수 있다.
도 1은 디스플레이 장치를 나타내는 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 A-B 선의 단면을 나타내는 종래의 디스플레이 장치 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 종래의 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 4는 도 1의 A-B 선의 단면을 나타내는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제와 디스플레이 패널 합착시 점착제의 형태 변화를 설명하기 위한 실험 데이터이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법의 최적 경화 조건을 설명하기 위한 실험 데이터이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 고온 고습 하에서의 신뢰성을 나타내는 실험 데이터이다.
본 명세서에서 기술되는 "상에", "아래에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면, 하면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부되는 도면을 참고하여 상기 문제점을 해결하기 위해 고안된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명한다.
도 4는 도 1의 A-B 선의 단면을 나타내는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 단면도이다.
도 4에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(100), 백 라이트 유닛(200), 지지 케이스(240), 커버부재(250), 및 점착제(300)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(100)는 상부 기판(110), 액정층(미도시)을 사이에 두고 상부 기판(110)에 대향 합착된 하부 기판(120), 하부 기판(120) 후면에 형성된 하부 편광필름(130), 및 상부 기판(110) 전면에 형성된 상부 편광 필름(140)을 포함할 수 있다.
하부 기판(120)은 복수의 게이트 라인(미도시)과 복수의 데이터 라인(미도시)에 의해 교차되는 영역마다 형성된 복수의 화소(미도시)를 포함한다. 각 화소는 게이트 라인과 데이터 라인에 접속된 박막 트랜지스터(미도시) 및 박막 트랜지스터에 접속된 화소 전극, 및 화소 전극에 인접하도록 형성되어 공통 전압이 공급되는 공통 전극을 포함하여 구성될 수 있다. 이때, 공통 전극은 액정층의 구동 방식에 따라 상부 기판(110)에 형성될 수도 있다. 이러한, 하부 기판(120)은 각 화소에 인가되는 데이터 전압과 공통 전압의 차전압에 대응되는 전계를 형성하여 액정층의 광 투과율을 조절한다.
상부 기판(110)은 하부 기판(120)에 형성된 각 화소에 대응되는 컬러 필터를 포함하도록 구성되어 액정층을 사이에 두고 하부 기판(120)과 대향 합착된다. 이때, 상부 기판(110)에는 액정층의 구동 방식에 따라 공통 전압이 공급되는 공통 전극이 형성될 수 있다. 이러한, 상부 기판(110)은 액정층을 투과하여 입사되는 광을 컬러 필터로 필터링하여 소정의 컬러 광을 외부로 방출시킴으로써 디스플레이 패널(100)에 소정의 컬러 화상이 표시되도록 한다.
한편, 하부 기판(120) 및 상부 기판(110)의 구체적인 구성은 액정층의 구동 모드, 예를 들어, TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In plane switching) 모드, 및 FFS(Fringe field switching) 모드 등에 따라, 당업계에 공지된 다양한 형태로 형성될 수 있다.
하부 편광 필름(130)은 하부 기판(120)의 후면에 부착될 수 있다. 하부 편광 필름(130)은 하부 기판(120)의 후면에 부착되어 후술하는 백 라이트 유닛(200)으로부터 디스플레이 패널(100)에 조사되는 광을 편광시킨다.
상부 편광 필름(140)은 상부 기판(110) 전면에 형성되어 디스플레이 패널(100)을 통해 투과된 광을 편광시킨다.
한편, 도시하진 않았지만 상기 상부 편광 필름(140)의 상면에는 리타더 필름이 형성될 수 있다. 리타더 필름은 상기 상부 편광 필름(140) 전면 전체에 결합되며, 리타더 필름은 일정한 간격으로 형성된 복수의 제 1 리타더 패턴과 상기 복수의 제 1 리타더 패턴 사이마다 형성된 복수의 제 2 리타더 패턴을 포함할 수 있다.
리타더 필름은 상부 편광 필름(140) 전면에 결합되어 좌안 영상과 우안 영상을 분리한다. 이를 위해, 리타더 필름은 좌안 영상이 표시되는 디스플레이 패널(100)의 수직 또는 수평 라인에 중첩되도록 형성된 복수의 제 1 리타더 패턴과, 우안 영상이 표시되는 디스플레이 패널(100)의 수직 또는 수평 라인에 중첩되도록 복수의 제1 리타더 패턴 사이마다 형성된 복수의 제 2 리타더 패턴을 포함하여 구성된다. 이러한, 제 1 및 제 2 리타더 패턴은 디스플레이 패널(100)으로부터 외부로 방출되는 좌안 영상과 우안 영상의 광축을 서로 다른 광축으로 변환한다.
백 라이트 유닛(200)은 도광판(210), 반사 시트(220), 및 광학 부재(230)를 포함한다.
도광판(210)은 평판 형태(또는 쐐기 형태)로 형성되어 광원(미도시)으로부터 입사되는 광을 디스플레이 패널(100) 쪽으로 진행시킨다. 이때, 광원은 형광 램프 또는 발광 다이오드를 포함하도록 구성될 수 있다.
반사 시트(220)는 도광판(210)의 후면에 배치되어 도광판(210)으로부터 입사되는 광을 디스플레이 패널(100) 쪽으로 반사시킨다.
광학 부재(230)는 도광판(210) 상에 배치되어 도광판(210)으로부터 디스플레이 패널(100) 쪽으로 진행하는 광의 휘도 특성을 향상시킨다. 이를 위해, 광학 부재(230)는 하부 확산 시트, 하부 프리즘 시트, 상부 프리즘 시트, 및 상부 확산 시트 중 적어도 하나의 확산 시트 및 프리즘 시트를 포함하여 구성될 수 있다.
지지 케이스(240)는 커버부재(250)에 수납되면서 백 라이트 유닛(200)을 수납하다. 이를 위해, 지지 케이스(240)는 백 라이트 유닛(200)을 지지하는 지지 플레이트(243), 및 지지 플레이트(243)의 가장자리 부분으로부터 수직하게 절곡된 지지 측벽(245)을 포함하여 구성된다.
커버부재(250)는 상기 디스플레이 패널(100)을 지지하고, 상기 디스플레이 패널(100) 및 상기 백 라이트 유닛(200)의 위치를 안내한다. 이를 위해 커버부재(250)는 수평부(251), 및 측벽부(253)로 구성될 수 있다.
상기 수평부(251)는 수평하게 연장되어 상기 지지 케이스(250)의 지지 측벽(243)에 의해 지지될 수 있다. 상기 수평부(251)는 후술하는 점착제(300)에 의해 상기 디스플레이 패널(100)과 접착되는 부분이다.
한편, 도시하진 않았지만 필요에 따라 수평부(251)는 점착제(300)를 수용하기 위한 소정의 홈이 형성될 수 있다. 또한 상기 소정의 홈은 점착제(300)와 상기 수평부(251)의 접착력을 강화시키기 위해 접착면적을 넓히기 위해 사용될 수 있다. 경우에 따라 상기 소정의 홈은 복수의 돌출 또는 함몰 구조로 형성될 수 있다.
점착제(300)는 상기 디스플레이 패널(100) 및 상기 커버부재(250) 사이에 주입되어 상기 디스플레이 패널(100) 및 상기 커버부재(250)를 결합한다.
이때, 상기 점착제(300)의 상부는 유리로 이루어진 하부 기판(120)과 접착하거나 도시하지는 않았지만 하부 편광 필름(130)과 접착할 수 있고, 상기 점착제(300)의 하부는 폴리카보네이트, 스테인레스강, 아연도금강판 중 어느 하나로 이루어진 상기 커버부재(250)와 접착할 수 있다.
상기 점착제(300)는, 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물, 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물, 반응성 아크릴레이트 모노머, 광흡수 안료, 및 광중합 개시제를 포함할 수 있다.
상기 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물은 에폭시(메타)아크릴레이트 올리고머, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 올리고머, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리알킬렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산변성2관능(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산변성3관능(메타)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌아크릴레이트, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르의 글리시딜기에(메타)아크릴산을 부가시킨 에폭시(메타)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌아크릴레이트, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르의 글리시딜기에 (메타)아크릴산을 부가시킨 에폭시(메타)아크릴레이트, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르의 글리시딜기에 에틸렌글리콜이나 프로필렌글리콜을 부가시킨 화합물에 (메타)아크릴로일옥시기를 도입한 화합물 중 어느 하나일 수 있다.
이때, 상기 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물은 상기 점착제(300)와 상기 디스플레이 패널(100) 합착시 상기 점착제(300)가 흡출되는 것을 방지하기 위해서 10 내지 60 중량%로 이루어지고, 관능기 수는 4 내지 16개이며, 바람직하게는 10개 이상의 관능기를 가지는 구조가 적합하다.
상기 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물은 상기 점착제(300)의 점도를 조절하기 위해서 10 내지 50 중량%로 이루어진다.
상기 반응성 아크릴레이트 모노머는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(TMPTA), 헥사메틸렌 다이아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트(TPGDA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA), 이소보닐 아크릴레이트(IBOA), 아크릴로일 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 중 어느 하나일 수 있다.
이와 같은 반응성 아크릴레이트 모노머는 5 내지 40 중량%로 이루어지고, 자외선에 의한 경화 속도를 조절한다.
상기 광흡수 안료는 상기 디스플레이 패널(100)과 상기 커버부재(250) 결합 시, 상기 백 라이트 유닛(200)에서 출광되는 광의 측면 방향 누출을 방지하기 위해서 블랙(black) 색상을 가지는 카본 블랙 입자 일 수 있다. 또한 상기 광흡수 안료는 빛의 진행을 차단하기 위해서 카본 블랙 입자와 판상 입자를 혼합할 수 있다. 이때, 판상 입자는
Figure 112013069412101-pat00001
가 사용될 수 있다.
또한, 광흡수 안료가 카본 블랙 입자인 경우 자외선 경화시 점착제(300) 내부로의 자외선 조사가 어려울 수 있기 때문에, 카본 블랙 입자와 블루안료를 혼합하거나 폴리스타이렌 비드 형태의 입자 또는
Figure 112013069412101-pat00002
무기계 입자인 확산 입자를 혼합함으로써 점착제(300) 내부로 자외선 조사를 용이하게 하여 자외선 경화를 효율적으로 할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 제1 개시제와 제2 개시제가 혼합되어 0.01 내지 8 중량% 이루어진다.
상기 제1 개시제는 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀(TPO)이고, 상기 제2 개시제는 2-하이드록시-1-4-[4-(2-하이드록시-2-메틸프로피오닐)-벤질]페닐-2-2-메틸프로판-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-몰포리닐)페닐]-1-부타논, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀(TPO), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판, 벤조페논(BP) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 개시제일 수 있다. 이때, 상기 광흡수 안료는 60 내지 90 중량%로 이루어진 제1 개시제와 10 내지 40 중량%로 이루어진 제2 개시제가 혼합된다.
상기 제1 개시제는 심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위해 사용되고, 상기 제2 개시제는 표면 경화성 향상을 위해 사용된다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제와 디스플레이 패널 합착시 점착제의 형태 변화를 설명하기 위한 실험 데이터이다.
도 5a는 커버부재 상에 종래의 점착제를 도포한 후 디스플레이 패널을 합착시 10Kgf 가압 조건에서의 점착제의 형상 변화를 나타내는 실험 데이터이고, 도 5b는 커버부재 상에 본 발명의 일실시예에 따른 점착제를 도포한 후 디스플레이 패널을 합착시 10Kgf 가압 조건에서의 점착제의 형상 변화를 나타내는 실험 데이터이다.
도 5a 및 도 5b에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제는 디스플레이 패널 합착 후에 높이는 (-)0.104mm, 폭은 (+)0.035의 변화가 생긴다. 이에 반하여, 종래의 점착제는 디스플레이 패널 합착 후에 높이는 (-)0.180mm, 폭은 (+)0.227mm의 변화가 생겨서, 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제는 종래의 점착제에 비하여 높이 및 폭 변화가 적어 형상성을 향상 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에 있어서, 상기 점착제(300)는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 산화 안정제, 접착 촉진제, 칙소 증진제 중 어느 하나 상으로 이루어질 수 있다.
상기 산화 안정제는 자외선에 의해 색이 누렇게 변하는 것을 방지하기 위해 페놀계, 인계, 황계, 아민계 등이 사용될 수 있다.
상기 접착 촉진제는 점착성을 향상시키기 위해서, 로진계 또는 탄화수소계 등이 사용될 수 있다.
칙소 증진제는 일반적으로 사용되는 실리카(Fumed silica) 입자가 대표적으로 사용될 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
우선, 도 6a에서 알 수 있듯이, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 커버부재(250) 상에 디스펜서를 이용하여 점착제(300)를 도포하는 동시에 자외선(UV)에 의해 점착제(300)를 가경화하는 제 1 공정을 한다.
다음, 도 6b에서 알 수 있듯이, 상기 점착제(300) 상에 디스플레이 패널(100)을 합착하는 동시에 자외선(UV)에 의해 점착제(300)를 본경화하는 제 2 공정을 한다.
이때, 상기 점착제(300)는 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물, 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물, 반응성 아크릴레이트 모노머, 광흡수 안료, 제1 개시제와 제2 개시제가 혼합된 광중합 개시제, 첨가제를 포함하고, 상기 제1 개시제는 심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위해 사용되고, 상기 제2 개시제는 표면 경화성 향상을 위해 사용된다.
상기 제 1 공정에 의하여 점착제(300) 심부는 경화되는 반면에, 점착제(300)의 표면은 미 반응되어 반응기인 COOH기가 존재하게 된다. 이때 제 2 공정에 의하여 디스플레이 패널(100) 합착과 동시에 측면에서 자외선에 의해 본경화를 하게 되면 표면 반응기인 COOH가 활성화 되어 상기 디스플레이 패널(100)과 화학 결합을 형성하게 된다.
도 7a 내지 7c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법의 최적 경화 조건을 설명하기 위한 실험 데이터이다.
도 7a는 60℃/90%의 고온 고습 하에서 본경화가 3000mJ/cm2일 때의 가경화의 접착 신뢰성을 나타내는 실험 데이터이고, 도 7b는 60℃/90%의 고온 고습 하에서 가경화가 200mJ/cm2일 때의 본경화의 접착 신뢰성을 나타내는 실험 데이터로서, 가로 축은 조사 광량이고, 세로 축은 접착 시간이다. 이때 접착 시간은 150g의 추를 적용하여 접착이 분리되는 시간을 측정한 것이다.
도 7a에서 알 수 있듯이, 200mJ/cm2 이후로 급격히 접착 시간이 떨어지므로, 상기 제 1공정은 100 내지 500mJ/cm2의 범위이고, 바람직하게는 200mJ/cm2로 가경화하는 것이 적합하다.
또한, 도 7b에서 알 수 있듯이, 4000mJ/cm2 이전에 급격히 접착 시간이 떨어지므로, 상기 제 2공정은 3000 내지 5000mJ/cm2의 범위이고, 바람직하게는 4000mJ/cm2로 본경화하는 것이 적합하다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 고온 고습 하에서의 신뢰성을 나타내는 실험 데이터이다.
도 8은 50℃/80%의 고온 고습 하에서 커버부재 상에 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제를 도포하는 동시에 200mJ/cm2로 점착제(300) 가경화 후, 상기 점착제(300) 상에 디스플레이 패널(100)을 합착하는 동시에 4000mJ/cm2로 점착제(300)를 본경화하는 경우의 신뢰성을 측정한 것이다.
도 8에서 알 수 있듯이, 종래의 점착제를 이용한 디스플레이 장치는 종래 점착제를 적용한 후 3시간 후에 디스플레이 패널과 분리되는 반면에, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는 500시간이 경과해도 디스플레이 패널이 분리되지 않아, 50℃/80%의 고온 고습 하에서도 신뢰성이 확보된다.
이에 따라, 고온 고습 하에서도 점착제(300) 신뢰성이 유지됨에 따라 유동성이 증가되지 않아서, 상기 점착제(300)가 백 라이트 유닛으로 유입되는 것을 방지하기 위한 방지턱(미도시)을 형성할 필요가 없어 공정이 간소화 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은 커버부재 상에 점착제를 도포함과 동시에 자외선(UV)으로 경화한 후, 디스플레이 패널을 합착함과 동시에 자외선(UV) 경화를 함으로써, 종래의 도포, 경화, 및 합착의 3단계 공정을 2단계 공정으로 단순화시킬 수 있다.
100: 디스플레이 패널
200: 백 라이트 유닛
250: 커버부재
300: 점착제

Claims (10)

  1. 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널 아래에 형성된 커버부재; 및
    상기 디스플레이 패널과 상기 커버부재를 접착하는 점착제를 포함하고,
    상기 점착제는,
    다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물;
    폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물;
    반응성 아크릴레이트 모노머;
    광흡수 안료; 및
    광중합 개시제를 포함하고,
    상기 광중합 개시제는
    심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위한 제1 개시제, 및 표면 경화성 향상을 위한 제2 개시제를 포함하고, 상기 제1 개시제와 상기 제2 개시제는 광흡수 파장대가 상이한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 개시제의 광흡수 파장대는 100 내지 500mJ/cm2의 범위이고, 상기 제2 개시제의 광흡수 파장대는 3000 내지 5000mJ/cm2의 범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물은 10 내지 60 중량%로 이루어지고,
    상기 폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물은 10 내지 50 중량%로 이루어지고,
    상기 반응성 아크릴레이트 모노머는 5 내지 40 중량%로 이루어지고,
    상기 광흡수 안료는 0.1 내지 5 중량%로 이루어지고,
    상기 광중합 개시제는 0.01 내지 8 중량%로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 광흡수 안료는 60 내지 90 중량%로 이루어진 제1 개시제와 10 내지 40 중량%로 이루어진 제2 개시제가 혼합된 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물의 관능기 수는 4 내지 16개인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물은 에폭시(메타)아크릴레이트 올리고머, 우레탄(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르(메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 올리고머, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리알킬렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산변성2관능(메타)아크릴레이트, 이소시아누르산변성3관능(메타)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌아크릴레이트, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르의 글리시딜기에(메타)아크릴산을 부가시킨 에폭시(메타)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌아크릴레이트, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르의 글리시딜기에 (메타)아크릴산을 부가시킨 에폭시(메타)아크릴레이트, 비스페놀플루오렌디글리시딜에테르의 글리시딜기에 에틸렌글리콜이나 프로필렌글리콜을 부가시킨 화합물에 (메타)아크릴로일옥시기를 도입한 화합물 중 어느 하나이고,
    상기 반응성 아크릴레이트 모노머는 트라이메틸올프로판 트라이아크릴레이트(TMPTA), 헥사메틸렌 다이아크릴레이트(HDDA), 트리프로필렌 글리콜 다이아크릴레이트(TPGDA), 하이드록시에틸 아크릴레이트(HEA), 하이드록시프로필 아크릴레이트(HPA), 하이드록시부틸 아크릴레이트(HBA), 이소보닐 아크릴레이트(IBOA), 아크릴로일 모르폴린(ACMO), 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트(THFA) 중 어느 하나이고,
    상기 광흡수 안료는 카본 블랙 입자이고,
    상기 제1 개시제는 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀(TPO)이고,
    상기 제2 개시제는 2-하이드록시-1-4-[4-(2-하이드록시-2-메틸프로피오닐)-벤질]페닐-2-2-메틸프로판-1-온, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-(다이메틸아미노)-1-[4-(4-몰포리닐)페닐]-1-부타논, 비스(2,4,6-트라이메틸벤조일)페닐포스핀옥사이드, 2,4,6-트라이메틸벤조일다이페닐포스핀(TPO), 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판, 벤조페논(BP) 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 개시제로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    첨가제를 더 포함하고,
    상기 첨가제는 산화 안정제, 접착 촉진제, 칙소 증진제 중 어느 하나 이상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 점착제의 상부는 유리 또는 편광 필름으로 이루어진 상기 디스플레이 패널과 접착하고,
    상기 점착제의 하부는 폴리카보네이트, 스테인레스강, 아연도금강판 중 어느 하나로 이루어진 상기 커버부재와 접착하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.
  9. 커버부재 상에 점착제를 도포하는 동시에 자외선 가경화를 하는 제 1 공정; 및
    상기 점착제 상에 디스플레이 패널을 합착하는 동시에 자외선 본경화를 하는 제 2 공정을 포함하고,
    상기 점착제는,
    다관능기 하이퍼브랜치 아크릴레이트 화합물;
    폴리카보네이트 폴리올로 합성된 2관능 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 화합물;
    반응성 아크릴레이트 모노머;
    광흡수 안료; 및
    광중합 개시제를 포함하고,
    상기 광중합 개시제는
    심부 경화성 향상 및 표면 경화성 억제를 위한 제1 개시제, 및 표면 경화성 향상을 위한 제2 개시제를 포함하고, 상기 제1 개시제와 상기 제2 개시제는 광흡수 파장대가 상이한 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 개시제의 광흡수 파장대는 100 내지 500mJ/cm2의 범위이고, 상기 제2 개시제의 광흡수 파장대는 3000 내지 5000mJ/cm2의 범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
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