KR102117568B1 - 윈도우 기판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 - Google Patents

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KR102117568B1
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Abstract

본 발명의 실시예들은 윈도우 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 적층되는 광학필름; 및 상기 베이스 필름 및 상기 광학필름 사이에 적층되며, 침수 점착력이 5N 이상인 점착층을 포함하여, 상기 점착층을 통해 광학필름이 베이스 필름과 결합될 수 있고, 고습 환경에서 굴곡, 접힘 등의 스트레스가 가해지는 경우에도 상기 점착층 및/또는 상기 광학필름의 박리, 크랙 등이 방지되며, 기포 발생에 의한 불량을 방지할 수 있는 윈도우 기판에 관한 것이다.

Description

윈도우 기판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치{WINDOW SUBSTRATE AND IMAGE DISPLAY APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 발명은 윈도우 기판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 복수의 층들이 적층된 윈도우 기판 및 이를 포함하는 화상 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 화상 이미지를 포함하는 정보를 표시할 수 있는 표시 장치가 활발히 개발되고 있다. 상기 표시 장치는 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치, 유기 발광 표시(organic light emitting display: OLED) 장치, 플라즈마 표시(plasma display panel: PDP) 장치 및 전계 방출 표시(field emission display: FED) device) 장치 등을 포함한다.
상기 표시 장치에 있어서, 예를 들면 LCD 패널 및 OLED 패널과 같은 표시 패널 상부에 외부 환경으로부터 상기 표시 패널을 보호하기 위한 윈도우 기판이 배치될 수 있다. 상기 윈도우 기판은 글래스 재질의 베이스 기판을 포함할 수 있으며, 최근 플렉시블 디스플레이가 개발되면서, 상기 베이스 기판으로서 투명 플라스틱 재질이 활용되고 있다.
상기 플렉시블 디스플레이는 접거나 굽힘이 가능하며, 박형화된 디스플레이 구현이 가능하다는 장점이 있으나, 외부 충격에 의한 손상, 및 구조물 또는 층간 박리에 대한 대책이 필요하다.
예를 들면, 상기 플렉시블 디스플레이에 적용되는 윈도우 기판 또는 윈도우 필름 적층체는 굴곡 특성 및 박형화에 대한 고려와 함께, 고온 및 고습 조건과 같은 가혹 환경 하에서 기계적 신뢰성 확보가 필요하다.
또한, 상기 윈도우 기판 또는 윈도우 필름 적층체에 점착층을 통해 다른 구조물 또는 부재들이 접합되는 경우, 상기 점착층의 플렉시블 디스플레이에 적합한 점착력 또는 밀착력이 확보될 필요가 있다.
한국공개특허 제2011-0111826호에는 아크릴계 수지 및 다관능성 가교제를 포함하는 터치 패널용 점착제 조성물이 개시되어 있으나 플렉시블 디스플레이에 요구되는 물성을 만족시키기에는 한계가 있다.
한국공개특허 제2011-0111826호
본 발명의 일 과제는 기계적 신뢰성 및 플렉시블 특성이 향상된 윈도우 기판을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 일 과제는 기계적 신뢰성 및 플렉시블 특성이 향상된 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 적층되는 광학필름; 및 상기 베이스 필름 및 상기 광학필름 사이에 적층되며, 침수 점착력이 5N 이상인 점착층을 포함하는, 윈도우 기판.
2. 위 1에 있어서, 상기 점착층의 침수 점착력은 10N 이상인, 윈도우 기판.
3. 위 1에 있어서, 상기 점착층의 상온 점착력은 15N 이상인, 윈도우 기판.
4. 위 3에 있어서, 상기 점착층의 상기 상온 점착력 및 상기 침수 점착력의 차이가 10N 이하인, 윈도우 기판.
5. 위 3에 있어서, 상기 점착층의 상기 상온 점착력 및 상기 침수 점착력의 차이가 5N 이하인, 윈도우 기판.
6. 위 1에 있어서, 상기 점착층의 전단 점착력은 50 내지 500N인, 윈도우 기판.
7. 위 1에 있어서, 상기 베이스 필름은 일면 및 타면을 포함하며, 상기 광학필름은 상기 일면 상에 적층되며, 상기 타면은 시인측으로 배치되는, 윈도우 기판.
8. 위 7에 있어서, 상기 광학필름은 편광층 또는 터치 센서층 중 적어도 하나를 포함하는, 윈도우 기판.
9. 위 7에 있어서, 상기 광학필름은 편광층 및 터치 센서층을 포함하는, 윈도우 기판.
10. 위 9에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층은 상기 베이스 필름의 상기 일면으로부터 순차적으로 배치된, 윈도우 기판.
11. 위 9에 있어서, 상기 터치 센서층 및 상기 편광층은 상기 베이스 필름의 상기 일면으로부터 순차적으로 배치된, 윈도우 기판.
12. 위 9에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층 사이에 형성된 추가 점착층을 더 포함하는, 윈도우 기판.
13. 위 12에 있어서, 상기 추가 점착층의 침수 점착력이 5N 이상인, 윈도우 기판.
14. 위 1에 있어서, 상기 베이스 필름은 윈도우 필름인, 윈도우 기판.
15. 위 1 내지 14 중 어느 하나의 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치.
16. 위 15에 있어서, 상기 윈도우 기판의 베이스 필름은 유연성 수지를 포함하며, 플렉시블 디스플레이 장치로 제공되는 화상 표시 장치.
본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 기판은 소정의 침수 점착력을 만족하는 점착층을 포함하며, 상기 점착층을 통해 광학필름이 베이스 필름 또는 윈도우 필름과 결합될 수 있다. 따라서, 고습 환경에서 굴곡, 접힘 등의 스트레스가 가해지는 경우에도 상기 점착층 및/또는 상기 광학필름의 박리, 크랙 등이 방지되며, 기포 발생에 의한 불량을 방지할 수 있다.
또한, 상기 점착층은 소정의 상온 점착력을 가지며 상기 침수 점착력과 결합되어 고온, 저온, 고습 등의 포괄적인 환경에서 일정한 수준의 내구성이 유지될 수 있다.
상기 베이스 필름은 광학필름과 결합되어 윈도우 기판으로 제공되며, 상기 점착층에 의해 편광 특성이 가혹 환경에서도 유지되어 우수한 광학 특성을 구현할 수 있다. 또한, 상기 윈도우 기판은 터치 센서층을 포함할 수 있으며, 상기 점착층에 의해 터치 센서의 전기적 특성이 가혹 환경에서도 유지될 수 있다.
상기 윈도우 기판은 플렉시블 디스플레이 장치에 결합되어 구조물간 밀착력이 향상되며 가혹 환경에서도 유연성이 유지될 수 있는 고 신뢰성의 화상 표시 장치가 구현될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일부 실시예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들은 윈도우 기판에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베이스 필름; 상기 베이스 필름 상에 적층되는 광학필름; 및 상기 베이스 필름 및 상기 광학필름 사이에 적층되며, 침수 점착력이 5N 이상인 점착층을 포함하여, 상기 점착층을 통해 광학필름이 베이스 필름과 결합될 수 있고, 고습 환경에서 굴곡, 접힘 등의 스트레스가 가해지는 경우에도 상기 점착층 및/또는 상기 광학필름의 박리, 크랙 등이 방지되며, 기포 발생에 의한 불량을 방지할 수 있는 윈도우 기판에 관한 것이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조로 본 발명을 상세히 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명의 바람직한 실시예들을 제시하나, 이들 실시예들은 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예들에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<윈도우 기판>
도 1 내지 도 3은 본 발명의 구현예들에 따른 윈도우 기판을 나타내는 개략적인 단면도들이다. 상기 윈도우 기판은 예를 들면, 플렉시블 디스플레이와 같은 화상 표시 장치의 윈도우 기판 또는 광학 적층체로 적용될 수 있다. 예를 들면, 도 1 내지 도 3은 광학필름이 점착층 상에 적층된 윈도우 기판을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 상기 윈도우 기판은 베이스 필름(100), 점착층(110) 및 광학필름(120)을 포함한다.
베이스 필름(100)은 상기 윈도우 기판에 있어서, 윈도우 필름으로 제공될 수 있다. 베이스 필름(100)은 예를 들면, LCD 장치, OLED 장치, 터치 스크린 패널(TSP) 등에 적용되어 외부 충격에 대한 내구성, 사용자가 시인할 수 있는 투명성을 갖는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 베이스 필름(100)은 소정의 유연성을 갖는 플라스틱 물질을 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 윈도우 기판이 적용된 화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이 장치로 제공될 수 있다.
예를 들면, 베이스 필름(100)은 폴리에테르술폰(polyethersulphone: PES), 폴리아크릴레이트(polyacrylate: PAR), 폴리에테르 이미드(polyetherimide: PEI), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethyelenen napthalate: PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate: CAP) 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(100)은 서로 대향하는 일면(100b) 및 타면(100a)을 포함한다. 예를 들면, 일면(100b) 및 타면(100a)은 각각 베이스 필름(100)의 상면 및 저면에 해당할 수 있다.
베이스 필름(100)의 타면(100a)은 상기 윈도우 기판이 화상 표시 장치에 적용되는 경우 사용자의 시인측으로 배치될 수 있다. 예를 들면, 베이스 필름(100)의 타면(100a) 측으로 사용자에게 화상이 구현되며, 사용자의 명령(예를 들면, 터치를 통해)이 입력될 수 있다. 베이스 필름(100)의 일면(100b)은 예를 들면 표시 패널과 대향하며, 일면(100b) 상으로 상기 윈도우 기판의 추가 막들 및/또는 구조물들이 적층 또는 배치될 수 있다. 예를 들면, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(100)의 일면(100b) 상에 광학필름(120), 예를 들면 편광층(121) 및/또는 터치 센서층(123)을 포함할 수 있는 광학필름(120)이 배치될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 베이스 필름(100)의 일면(100b)의 주변부 상에 차광 패턴이 더 배치될 수 있다. 상기 차광 패턴은 예를 들면, 상기 윈도우 기판 또는 화상 표시 장치의 베젤부로 제공될 수 있다.
상기 베이스 필름(100)의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 바람직하게는 박형 플렉시블 디스플레이 장치 구현을 고려하여 약 20 내지 200㎛일 수 있다.
점착층(110)은 베이스 필름(100)의 일면(100b) 상에 부착 또는 적층될 수 있다. 예를 들면, 점착층(110)은 베이스 필름(100)의 실질적으로 전체 일면(100b) 상에 형성될 수 있다. 점착층(110)은 상기 차광 패턴의 표면을 함께 커버할 수 있다. 예를 들면, 점착층(110)은 베이스 필름(100) 및 광학필름(120) 사이에 적층 또는 배치될 수 있다.
점착층(110)의 재질은 특별히 한정되는 것은 아니나, 베이스 필름(100) 및 광학필름(120)과의 밀착력, 굴곡 특성 및/또는 유연성 확보를 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 점착층(110)은 아크릴레이트 계열의 감압성 점접착(pressure sensitive adhesive: PSA) 물질 또는 광학 투명 점접착(optically clear adhesive: OCA) 물질을 포함할 수 있다.
예를 들면, 점착층(110)은 당분야에 공지된 점착제 조성물로부터 형성될 수 있으며, 일부 실시예들에 있어서, 상기 점착제 조성물은 (메타)아크릴계 공중합체, 우레탄계 공중합체, 실리콘계 공중합체, 에폭시계 공중합체 등의 점착성 공중합체를 포함하는 OCA 조성물일 수 있다. 이 중 (메타)아크릴계 공중합체 또는 실리콘계 공중합체가 바람직하게 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 (메타)아크릴계 공중합체가 사용될 수 있다. 점착층(110)은 상기 점착제 조성물을 베이스 필름(100) 또는 광학필름(120)의 표면 상에 도포 후 경화하여 형성될 수 있다.
상기 실리콘계 공중합체 함유 점착제 조성물은 비닐기 함유오가노폴리실록산, 오가노하이드로겐폴리실록산, 비닐기 제거 폴리실록산, 폴리디메틸실리콘 하이드라이드 또는 이들의 조합의 실리콘계 공중합체 및 부가 반응 촉매가 함유된 것일 수 있다.
또한, 실리콘계 공중합체 함유 점착제 조성물은 상기 윈도우 기판의 박리, 크랙 등의 불량 유발 가능성을 최소화 하면서도 내구성을 강화하고 컬 특성, 굽힘 특성과 같은 플렉시블 특성을 유지한다는 측면에서 점착부여제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면 상기 점착부여제는 비닐벤질알코올, 비닐벤질아민, 비닐페닐이소시아네이트 등을 포함할 수 있고, 바람직하게는 비닐벤질알코올을 포함할 수 있다. 상기 점착부여제는 실리콘계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부로 상기 실리콘계 공중합체 함유 점착제 조성물에 포함될 수 있고, 바람직하게는 6 내지 12중량부 포함될 수 있다.
이러한 실리콘계 공중합체 함유 점착제 조성물 각 성분의 함량은 점착제 조성물로서 역할 수행 및 상용성을 만족할 수 있는 정도로 적절히 조절할 수 있다.
상기 부가 반응 촉매는 경화반응을 촉진하기 위한 것으로 하이드로실릴화 촉매 구체적으로 백금, 로듐, 루테늄, 팔라듐, 오스뮴 또는 이리듐 금속 및 이들의 유기금속 화합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 백금족 금속 및 이들의 배합물을 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 공중합체 함유 점착제 조성물은 예를 들면, (메타)아크릴계 공중합체, 가교제 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (메타)아크릴계 공중합체는 (메타)아크릴레이트 단량체를 포함하여 중합될 수 있다. 여기서 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 (메타)아크릴레이트를 의미한다.
상기 (메타)아크릴레이트 단량체는 당분야의 점착제 조성물에 일반적으로 사용될 수 있는 것이라면 특별하게 제한되지 않으며, 예를 들면 탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체일 수 있다.
탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체로는 n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
탄소수 1 내지 12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체는 (메타)아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100중량부에 대하여 77 내지 99.5중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 함량이 77중량부 미만인 경우 점착력이 충분하지 못하고 박리력 항진 문제가 발생할 수 있으며, 99.5중량부 초과인 경우 응집력이 저하되어 내구성이 떨어질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 (메타)아크릴계 공중합체는 상기 (메타)아크릴레이트 단량체와 공중합 가능한 가교성 단량체를 더 포함하여 중합될 수 있다.
가교성 단량체로는 예컨대 히드록시기를 갖는 단량체, 카르복시기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체, 3차 아민기를 갖는 단량체 등을 들 수 있다.
구체적으로 상기 히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르, 10-히드록시데실비닐에테르 등을 들 수 있다.
상기 카르복시기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
상기 아미드기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-3차부틸아크릴아미드, 3-히드록시프로필(메타)아크릴아미드, 4-히드록시부틸(메타)아크릴아미드, 6-히드록시헥실(메타)아크릴아미드, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시에틸헥실(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴아미드가 바람직하다.
상기 3차 아민기를 갖는 단량체로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 가교성 단량체는 (메타)아크릴계 공중합체 100중량부 기준으로 0.05 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 1 내지 8중량부인 것이 좋다. 함량이 상기 범위 내인 경우 점착제의 응집력 및 내구성이 우수하다.
또한, 상기 단량체들 이외에 당분야에 공지된 다른 중합성 단량체가 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예컨대 10중량부 이하로 더 포함될 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제(예를 들면, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 등), 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 50만 내지 200만, 바람직하게 50만 내지 170만, 보다 바람직하게는 80만 내지 170만인 것이 점착층의 내구성 및 신뢰성 향상 측면에서 좋다.
상기 가교제는 밀착성 및 내구성을 더욱 개선하고, 고온에서의 신뢰성 및 점착제의 형상을 유지시킬 수 있다.
본 발명의 가교제는 내구성 개선의 측면에서 구체적으로 이소시아네이트계 가교제를 포함할 수 있으며, 상기 (메타)아크릴계 공중합체와 우수한 상용성을 가지며 형성된 점착층의 내구성 및 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기 가교제는 예를 들면, 이소시아네이트계 가교제일 수 있다.
이소시아네이트계 가교제로는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1당량에 디이소시아네이트 화합물 3당량을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3당량을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3당량 중 2당량으로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1당량의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물; 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 가교제는 그 기능을 다 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부, 바람직하게는 0.02 내지 2중량부로 포함될 수 있다. 함량이 0.1중량부 미만이면 부족한 가교도로 인해 응집력이 작게 되어 점착 내구성 및 절단성의 물성을 해칠 수 있으며, 10중량부 초과이면 과다 가교 반응에 의한 잔류 응력 완화에 문제가 발생할 수 있다.
상기 가교제는 상기 이소시아네이트계 가교제 외에도 당분야에 공지된 가교제를 더 포함할 수 있으며, 예를 들면 에폭시계, 금속킬레이트계, 다관능 아크릴레이트계, 옥사졸린계 등이 제한 없이 사용될 수 있으며, 이들은 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
또한, 상기 이소시아네이트계 가교제에 추가적으로 멜라민 유도체, 예를 들면, 헥사메티롤멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등; 폴리에폭시 화합물, 예를 들면, 비스페놀 A와 에피클로로히드린 축합체형의 에폭시 화합물; 폴리옥시알킬렌폴리올의 폴리글리시딜에테르, 글리세린 디- 또는 트리글리시딜에테르, 및 테트라글리시딜크실렌디아민 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 가교제를 더 첨가하여 함께 사용할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 점착제 조성물은 필요에 따라 실란커플링제를 더 포함할 수 있다.
실란커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 비닐클로로실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, p-스티릴트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 치환된 아세트아미드기 함유 실란등을 들 수 있으나, 내구성 과 리워크성을 동시에 만족시키기 위해서는 치환된 아세트아미드기 함유 실란을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
실란커플링제는 고형분 함량을 기준으로 공중합체 100중량부에 대하여 0.01 내지 10중량부로 포함될 수 있으며, 바람직하게 0.1 내지 2중량부로 포함되는 것이 좋다. 함량이 10중량부 초과인 경우 내구성이 저하될 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물은 용도에 따라 요구되는 점착력, 응집력, 점성, 탄성률, 유리전이온도 등을 조절하기 위하여, 점착성 부여 수지, 산화방지제, 부식방지제, 대전방지제, 레벨링제, 표면윤활제, 소포제, 충전제, 광안정제, 반응 개시제, 용제 등의 첨가제를 더 함유할 수 있다.
또한 상기 점착제 조성물은 경화제, 광개시제, 커플링제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 경화제는 다관능성 (메타)아크릴레이트로서 헥산디올디아크릴레이트 등의 2관능 (메타)아크릴레이트; 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트의 3관능 (메타)아크릴레이트; 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능 (메타)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능 (메타)아크릴레이트; 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 6관능 (메타)아크릴레이트를 포함할 수 있지만 이에 제한되지 않는다.
상기 광개시제는 점착제의 내부 및 표면 경화를 촉진시키며, 당 분야에서 공지된 것이라면 그 종류가 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 티오크산톤계, 인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계, 옥심계 중 하나 이상을 사용할 수 있으며, 구체적으로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)일 수 있다.
상기 경화는 그 방법은 특별히 제한되지 않으나, 자외선을 이용한 광경화를 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물의 도포 방법은 당 분야에서 공지된 방법이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 바코터, 에어 나이프, 그라비아, 리버스 롤, 키스 롤, 스프레이, 블레이드, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 베이스 필름(100) 또는 광학필름(120)과의 접합 전에 점착층(110)을 표면 처리하여 밀착성을 향상시킬 수도 있다.
표면처리 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 코로나 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사, 전자빔 조사 또는 정착제(anchoring agent) 도포 등과 같은 방법으로 점착 필름의 표면을 활성화시킬 수 있다. 일 실시예에 있어서, 점착층(110)의 적어도 일면을 코로나 처리하여 조도를 생성할 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 점착층(110)은 2매의 기재필름이 점착층(110)의 양면에 부착된 점착 시트의 형태로 제공될 수 있다. 예를 들면, 상기 점착 시트로부터 1매의 기재필름을 박리한 후 점착층(110)을 베이스 필름(100) 상에 접합하고, 나머지 1매의 기재필름을 박리하여 광학필름(120)과 접합함으로써, 예를 들면 윈도우 기판이 제조될 수 있다.
상기 기재필름으로서 폴리올레핀계 필름, 폴리에스테르계 필름, 아크릴계 필름, 스티렌계 필름, 아미드계 필름, 폴리염화비닐 필름, 폴리염화비닐리덴 필름, 폴리카보네이트 필름 등을 들 수 있으며, 이들은 실리콘계, 불소계, 실리카 분말 등에 의해 적절히 이형 처리된 것일 수도 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 점착층(110)은 약 5N 이상의 침수 점착력을 가질 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "침수 점착력"은 광학필름(120)이 결합된 상기 윈도우 기판을 소정 크기로 절단한 후(예를 들면, 25mm Ⅹ 250mm로 절단하고), 60℃의 물에 4시간 동안 전체적으로 침수 시킨 후 꺼내어 측정되는 박리력(예를 들면, 300m/분으로 180o) 을 의미한다.
본 발명의 실시예들에 따른 윈도우 기판은 침수 점착력이 5N 이상인 점착층(110)을 포함함으로써, 고온, 고습의 가혹 조건에서도 광학필름(120)의 박리, 크랙 등의 불량 유발 없이 컬 특성, 굽힘 특성과 같은 플렉시블 특성을 유지할 수 있다. 상기 침수 점착력이 약 5N 미만이면 고습 조건에서 굽힘 또는 접힘과 같은 외부 스트레스 인가 시 광학필름(120) 및/또는 베이스 필름(100)의 박리 또는 크랙이 야기되고, 구조물 들 상에 기포가 발생하여 화상 표시 장치의 표시 품질을 열화시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점착층(110)의 침수 점착력은 약 10N 이상일 수 있으며, 이 경우 상기 윈도우 기판은 가혹 조건에서도 내구성 등 기계적 물성, 및 플렉시블 특성이 보다 향상될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 점착층(110)의 상온 점착력은 약 15N 이상일 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "상온 점착력"은 광학필름(120)이 결합된 상기 윈도우 기판을 소정 크기로 절단한 후(예를 들면, 25mm Ⅹ 250mm로 절단하고), 상온(23℃)에서 고정한 다음 측정되는 박리력(예를 들면, 300m/분으로 180o) 을 의미한다.
상기 상온 점착력이 약 15N 미만인 경우, 외부 충격 또는 화상 표시 장치의 내부 온도 증가 발생 시, 광학필름(120)의 박리, 들뜸이 충분히 억제되지 않을 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 점착층(110)의 상기 상온 점착력 및 침수 점착력의 차이는 약 10N 이하일 수 있으며, 바람직하게는 5N 이하일 수 있다. 상기 상온 점착력 및 침수 점착력의 차이가 예를 들면, 10N를 초과하는 경우, 습도, 온도 등과 같은 외부 환경 변화 시, 박리력 또는 점착력의 편차가 심화되어 윈도우 기판에 포함된 구조물들의 변형, 뒤틀림 등이 야기될 수 있다. 상기 상온 점착력 및 침수 점착력의 차이가 약 5N 이하로 유지되는 경우, 상기 환경 변화에도 윈도우 기판 또는 화상 표시 장치의 외관 및 물성의 균일성이 보다 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 점착층(110)의 전단 점착력은 50 내지 500N일 수 있다.
본 명세서에서 "전단 점착력"이란 예를 들면, 점착층(110)의 양 끝단을 고정한 후 인장력을 증가시키면서 평행하게 잡아당겼을 때 점착층(110)이 파단되는 하중 또는 힘으로 정의하며, 상기 파단, 균열, 크랙 등이 발생하기까지 점착층(110)이 연신되는 길이를 파단 거리로 정의한다.
일 실시예에 따른 윈도우 기판에 포함되는 점착층(110)은 50 내지 500N의 전단 점착력을 가지므로, 상기 윈도우 기판은 플렉시블 장치에 요구되는 굴곡 특성을 확보하면서도 외부로부터의 인장력 또는 전단력에 의해 발생될 수 있는 박리, 크랙, 균열이 최소화될 수 있다. 점착층(110)의 전단 점착력이 50N 미만일 때는 외부 인장력 등에 견딜 수 있는 강도가 부족할 수 있고, 500N 초과일 때는 점착층(110)이 딱딱하여 유연성이 부족할 수 있다. 바람직하게는, 상기 윈도우 기판의 강도 및 유연성을 동시에 우수하게 구현한다는 측면에서 점착층(110)의 전단 점착력은 80 내지 300N일 수 있다.
전술한, 침수 점착력, 상온 점착력, 전단 점착력의 범위 만족을 위해서는 전술한 점착층(110) 또는 이의 형성을 위한 점착제 조성물의 성분, 분자량, 조성 등을 적절히 조절함으로써 달성할 수 있다.
점착층(110)의 두께는 특별하게 제한되지 않으나, 윈도우 기판의 투과율 및 점착층(110)의 점탄성을 고려하여 약 10 내지 100㎛일 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 80㎛일 수 있다.
광학필름(120)은 베이스 필름(100) 상에 적층되며, 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이, 베이스 필름(100)의 일면(100b) 상에 적층될 수 있다. 예를 들면, 광학필름(120)은 베이스 필름(100) 및 광학필름(120) 사이에 적층된 점착층(110)을 매개로 베이스 필름(100) 상에 부착 또는 적층될 수 있다.
일부 실시예에 따르면, 광학필름(120)은 편광층(121), 터치 센서층(123) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 광학 필름(120)은 편광층(121) 및 터치 센서층(123)을 포함할 수 있으며, 예를 들면 도 1에 도시된 바와 같이, 편광층(121) 및 터치 센서층(123)의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 구체적으로 편광층(121) 및 터치 센서층(123)은 베이스 필름(100)의 일면(100b)으로부터 순차적으로 배치될 수 있다.
편광층(121)은 편광자 단일층 또는 상기 편광자의 적어도 일면에 투명 보호 필름이 접합된 적층체일 수 있다.
상기 편광자는 고분자 수지 및 이색성 물질을 함유하는 고분자 수지로부터 형성될 수 있다.
상기 고분자 수지는 예를 들면, 사이클로올레핀 폴리머(COP) 및/또는 폴리비닐알코올계 수지를 포함할 수 있다. 상기 폴리비닐알코올계 수지는 바람직하게는, 폴리아세트산 비닐계 수지를 비누화하여 얻은 폴리비닐알코올계 수지일 수 있다. 폴리아세트산 비닐계 수지로는 아세트산 비닐의 단독 중합체인 폴리아세트산 비닐 이외에, 아세트산 비닐과 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다. 아세트산 비닐과 공중합 가능한 다른 단량체로는 불포화 카르복시산계, 불포화 술폰산계, 올레핀계, 비닐에테르계, 암모늄기를 갖는 아크릴아미드계 단량체 등을 들 수 있다.
상기 투명 보호 필름으로서 투명성, 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성, 등방성 등에서 우수한 필름이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌이소프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지; 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스 등의 셀룰로오스계 수지; 폴리카보네이트계 수지; 폴리메틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸(메타)아크릴레이트 등의 아크릴계 수지; 폴리스티렌, 아크릴로니트릴-스티렌 공중합체 등의 스티렌계 수지; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 시클로계 또는 노보넨 구조를 갖는 폴리올레핀, 에틸렌-프로필렌 공중합체 등의 폴리올레핀계 수지; 염화비닐계 수지; 나일론, 방향족 폴리아미드 등의 아미드계 수지; 이미드계 수지; 폴리에테르술폰계 수지; 술폰계 수지; 폴리에테르에테르케톤계 수지; 황화 폴리페닐렌계 수지; 비닐알코올계 수지; 염화비닐리덴계 수지; 비닐부티랄계 수지; 알릴레이트계 수지; 폴리옥시메틸렌계 수지; 에폭시계 수지 등과 같은 열가소성 수지로 형성된 필름을 들 수 있으며, 상기 열가소성 수지의 블렌드물로 구성된 필름도 사용할 수 있다. 또한, (메타)아크릴계, 우레탄계, 아크릴우레탄계, 에폭시계, 실리콘계 등의 열경화성 수지 또는 자외선 경화형 수지로 된 필름을 이용할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 편광층(121)은 액정 화합물의 코팅층으로 형성될 수도 있다. 또한, 편광층(121)은 상기 액정 화합물을 포함하는 액정층을 포함하며, 상기 액정층에 배향성을 부여하기 위한 배향층을 더 포함할 수 있다.
편광층(121)의 두께는 특별하게 제한되지 않으나, 윈도우 기판의 플렉시블 특성 및 기계적 내구성을 고려하여 약 20 내지 200㎛일 수 있다.
터치 센서층(123)은 베이스 필름(110)의 타면(100a) 또는 저면을 통해 입력된 사용자의 터치 신호를 전기적 신호로 변환하기 위한 전극 패턴들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 전극 패턴은 서로 교차하게 배열되는 제1 센싱 전극들 및 제2 센싱 전극들을 포함할 수 있다.
또한, 터치 센서층(123)은 상기 제1 및 제2 센싱 전극들을 서로 절연시키기 위한 절연층을 더 포함할 수 있다. 터치 센서층(123) 내에는 상기 제1 및 제2 센싱 전극들과 연결되는 주변 배선들이 더 형성되며, 상기 주변 배선들은 상기 차광 패턴과 중첩될 수 있다.
도 1을 참조하면, 광학필름(120)은 편광층(121)의 어느 일면에 적층된 터치 센서층(123)을 더 포함할 수 있다. 터치 센서층(123)은 추가 점착층 또는 제2 점착층(122)을 통해 편광층(121) 상에 적층될 수 있다. 제2 점착층(122)는 편광층(121) 및 터치 센서층(123) 사이에 형성될 수 있다. 이하에서는, 도 1에서 설명된 점착층(110)은 제1 점착층으로 지칭한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 터치 센서층(123) 및 편광층(121) 사이에는 제2 점착층(122)이 형성될 수 있다. 제2 점착층(122)은 제1 점착층(110)과 실질적으로 동일하거나 유사한 PSA 계열 물질 또는 OCA 계열 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 있어서, 제2 점착층(122) 역시 상술한 점착층의 침수 점착력, 상온 점착력, 전단 점착력 범위를 만족할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 점착층(122)은 약 5N 이상의 침수 점착력을 가지며, 바람직하게는 약 10N 이상의 침수 점착력을 가질 수 있다. 또한, 제2 점착층(122)은 약 15N 이상의 상온 점착력을 가질 수 있다. 제2 점착층(122)의 상기 상온 점착력 및 침수 점착력의 차이는 약 10N 이하일 수 있으며, 바람직하게는 5N 이하일 수 있다.
제2 점착층(122)이 상기 범위의 점착력 변수들을 만족함에 따라, 고온, 고습의 가혹 환경에서도 터치 센서층(123)의 크랙, 박리 등의 불량이 방지되며, 이에 따라 원하는 터치 감도, 전기적 특성이 유지될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 윈도우 기판을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 2를 참조하면, 광학필름(120)은 편광층(121) 및 터치 센서층(123)을 포함하고, 베이스 필름(100)의 일면(100b)으로부터 터치 센서층(123) 및 편광층(121)이 순차적으로 배치될 수 있다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면, 터치 센서층(123)이 사용자의 시인 측 또는 터치 입력면에 보다 근접하게 배치될 수 있다. 따라서, 터치 센싱 및 신호 전달의 감도가 보다 향상될 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 구성과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조 부호가 사용되며 그 설명이 생략될 수 있다.
도 1을 참조로 설명한 바와 같이, 터치 센서층(123) 및 편광층(121) 사이에 추가 점착층 또는 제2 점착층(122)이 형성될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 윈도우 기판을 개략적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 광학필름(120) 상에는 보호 필름(130)이 더 형성될 수 있다. 보호 필름(130)은 터치 센서층(123)에 포함된 전극 패턴들 또는 편광층(121)을 보호하며, 윈도우 기판 또는 화상 표시 장치의 투과율과 같은 광학 특성 향상을 위해 추가될 수 있다.
보호 필름(130)은 예를 들면, 셀룰로오스 에스테르(예: 셀룰로오스 트리아세테이트, 셀룰로오스 프로피오네이트, 셀룰로오스 부티레이트, 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트, 및 니트로셀룰로오스), 폴리이미드, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리아릴레이트, 폴리에테르-이미드, 폴리메틸메타아크릴레이트, 폴리에테르 케톤, 폴리비닐알코올, 폴리염화비닐 계열의 투명 수지 필름을 포함할 수 있다. 상술한 재질은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 보호 필름(130)은 점착층을 통해 광학필름(120), 예를 들면 편광층(121) 또는 터치 센서층(123) 상에 부착될 수 있으며, 상기 점착층은 상술한 점착력 변수들을 만족하는 재질로 형성될 수 있다.
<화상 표시 장치>
본 발명의 실시예들은 전술한 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
예를 들면, 표시 패널 상에 도 1 내지 도 3을 참조로 설명한 윈도우 기판이 결합되어 화상 표시 장치가 제공될 수 있다. 이에 따라, 상기 화상 표시 장치에 편광판 및/또는 터치 센서층이 결합되어 광학 특성 및 정보 표시 특성이 함께 구현될 수 있다.
상기 화상 표시 장치는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device)뿐만 아니라, 플라즈마표시장치(Plasma Display Panel device), 전계발광표시장치(Electro Luminescent Display device), 유기발광다이오드표시장치(Organic Light-Emitting Diode Display device) 등 각종 디스플레이 장치를 포함할 수 있다.
상술한 윈도우 기판의 점착층에 의해 편광판 및 터치 센서층을 포함하는 각종 부재 또는 구조물들의 기계적 신뢰성이 향상되며, 상기 화상 표시 장치가 플렉시블 디스플레이 장치인 경우 보다 효과적으로 기계적 불량이 야기되지 않으면서, 접힘, 굽힘 등의 동작이 구현된 박형 디스플레이가 구현될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1: (메타)아크릴계 공중합체의 제조
제조예 1-1: (메타)아크릴계 공중합체의 제조(A-1)
질소 가스가 환류되며, 온도 조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트 95중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트 5중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트 400중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소 가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 혼합한 후, 반응 개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07중량부를 투입하고, 약 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량 약 100만의 (메타)아크릴계 공중합체(A-1)를 제조하였다.
제조예 1-2: (메타)아크릴계 공중합체의 제조(A-2)
n-부틸 아크릴레이트 99중량부 및 4-히드록시부틸아크릴레이트 1중량부를 사용한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 중량평균분자량 약 100만의 (메타)아크릴계 공중합체(A-2)를 제조하였다.
제조예 1-3: (메타)아크릴계 공중합체의 제조(A-3)
반응 시간을 약 4시간으로 한 것을 제외하고는 제조예 1과 동일한 조성 및 방법으로 중량평균분자량 약 50만의 (메타)아크릴계 공중합체(A-3)를 제조하였다.
제조예 2: 윈도우 기판의 제조
(1) 점착제 조성물의 제조
하기 표 1의 성분을 혼합하여 실시예 및 비교예의 점착제 조성물을 제조하였다. 예를 들면, 실시예 1 내지 6, 비교예 1 및 2는 아크릴계 공중합체 함유 점착제 조성물이고, 실시예 7 및 8, 비교예 3은 실리콘계 공중합체 함유 점착제 조성물이다.
(2) 점착 시트의 제조
실시예 또는 비교예의 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 이형 필름 상에 두께가 50㎛가 되도록 도포하고 100℃에서 1분 동안 건조시켜 점착층을 형성하였다.
(3) 윈도우 기판의 제조
편광층으로서 두께가 80㎛인 COP(Cyclo olepin polymer) 기재를 준비하고, 베이스 필름으로서 두께가 38㎛인 PET 필름을 준비하였다. 이후, 제조된 점착 시트의 이형 필름을 박리한 후, 편광판-점착층-베이스 필름 순으로 적층하여 윈도우 기판 샘플들을 제조하였다.
(4) 침수 점착력의 측정
상기 샘플들에 포함된 점착층들의 침수 점착력을 측정하여 실시예들 및 비교예들로 분류하였다.
상기 침수 점착력은 상기 편광판이 결합된 윈도우 기판을 25mm Ⅹ 250mm로 절단하고 60℃의 물에 4시간 동안 전체적으로 침수 시킨 후 꺼내어 고정한 후 상기 점착층과 편광판 사이에 칼을 넣고 오토 그라프를 이용하여 측정 속도 300m/분으로 180o의 박리력을 가할 때 측정되는 힘으로 정의하였다.
하기 표 1에 실시예 및 비교예의 윈도우 기판의 구성을 나타낸다.
(5) 전단 점착력의 측정
실시예 및 비교예들의 윈도우 기판의 양 끝단을 UTM 오토그라프에 고정하였다. 이후, 1mm/min의 속도로 인장력을 증가시키면서 평행하게 잡아당겨 점착층이 파단되는 힘 및 파단 거리를 측정하였고, 최대 응력점 및 탄성률을 측정하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3
점착제 조성물 공중합체
(중량부)		 A-1 100 100 100 - - - - - - - -
A-2 - - - 100 100 100 - - - - -
A-3 - - - - - - - - 100 100 -
A-4 - - - - - - 100 100 - - 100
A-5 - - - - - - 30 30 - - 30
가교제
(중량부)		 B-1 0.03 - - 0.03 - - - - - - -
B-2 - 0.03 - - 0.03 - - - 0.1 - -
B-3 - - 0.03 - - 0.03 - - - 0.1 -
부가반응촉매
(중량부)		 C-1 - - - - - - 0.5 0.5 - - 0.5
점착부여제 D-1 - - - - - - 10 5 - - -
용매 E-1 400 400 400 400 400 400 - - 400 400 -
E-2 - - - - - - 200 200 - - 200
침수 점착력(N) 19.28 15.94 13.51 7.59 5.7 5.4 11.4 6.7 4.8 4.2 4.1
전단 점착력(N) 153 84 95 203 112 254 157 124 115 97 86
파단 거리(mm) 3.0 2.1 2.2 6.1 3.1 6.5 3.8 3.2 3.2 2.8 2.9
A-1: 제조예 1에 의해 제조된 아크릴계 공중합체
A-2: 제조예 2에 의해 제조된 아크릴계 공중합체
A-3: 제조예 3에 의해 제조된 아크릴계 공중합체
A-4: 비닐기 제거 폴리실록산(DMS-V05, GELIST 사 제조)
A-5: 폴리디메틸실리콘 하이드라이드(HMS-H11, GELIST 사 제조)
B-1: 트리메틸올프로판 및 크실릴렌 디이소시아네이트(XDI)의 어덕트체
B-2: 트리메틸올프로판 및 톨릴렌 디이소시아네이트(TDI)의 어덕트체
B-3: 트리메틸올프로판 및 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI)의 어덕트체
C-1: 백금-디비닐테트라메틸디실록산 복합체
D-1: 비닐벤젠알코올
E-1: 에틸 아세테이트
E-2: 톨루엔
실험예 1: 침수 점착력에 따른 기포 및 박리 발생 여부 평가
실시예들 및 비교예들에 따른 윈도우 기판들에 분당 30회의 굴곡 속도로 60℃에서 굴곡반경을 3R 로 하여 상기 윈도우 기판의 양 단부에 물리적 힘을 가하였다. 이후, 상기 윈도우 기판들의 각 층들 사이에서 박리(또는 들뜸) 또는 기포 발생 여부가 평가되었다. 평가 결과는 하기의 표 2에 나타낸다.
구분 침수점착력
(단위: N)		 박리/들뜸 발생 여부 기포 발생 여부
실시예 1 19.28 1만회 반복 후 박리/들뜸 없음 기포 없음
실시예 2 15.94 1만회 반복 후 박리/들뜸 없음 기포 없음
실시예 3 13.51 1만회 반복 후 박리/들뜸 없음 기포 없음
실시예 4 7.59 1만회 반복 후 매우 약한 들뜸 발생 약간의 기포 발생
실시예 5 5.7 1만회 반복 후 약한 들뜸 발생 약간의 기포 발생
실시예 6 5.4 1만회 반복 후 약한 들뜸 발생 약간의 기포 발생
실시예 7 11.4 1만회 반복 후 약한 들뜸 발생 약간의 기포 발생
실시예 8 6.7 1만회 반복 후 약한 들뜸 발생 약간의 기포 발생
비교예 1 4.8 5천회 반복 후 박리/들뜸 발생 기포 다수 발생
비교예 2 4.2 5천회 반복 후 박리/들뜸 발생 기포 다수 발생
비교예 3 4.1 3천회 반복 후 박리/들뜸 발생 기포 다수 발생
실험예 2: 상온 점착력에 따른 기포 및 박리 발생 여부 평가
상기 실시예들 중, 윈도우 기판들의 침수 점착력의 범위가 5N 이상인 샘플들(샘플 1 내지 샘플 3)을 선정하였고, 상온 점착력을 측정하였다.
상기 상온 점착력은 상기 편광판이 결합된 윈도우 기판을 25mm Ⅹ 250mm로 절단하고 고정한 후 상기 점착층과 편광판 사이에 칼을 넣고 오토 그라프를 이용하여 측정 속도 300m/분으로 180o의 박리력을 가할 때 측정되는 힘으로 정의하였다.
또한, 상기 윈도우 기판 샘플들에 대한 상온 점착력 및 침수 점착력의 차이를 함께 측정하였다. 이후, 실험예 1에서와 동일한 방법으로 굴곡에 의한 박리/기포 발생 여부를 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
구분 상온 점착력
(단위: N)		 상온 점착력-침수 점착력
(단위: N)		 박리/들뜸 발생 여부 기포 발생 여부
샘플 1 23.76 4.48 1만회 반복 후 박리/들뜸 없음 기포 없음
샘플 2 16.82 9.23 1만회 반복 후 매우 약한 들뜸 발생 기포 없음
샘플 3 19.92 12.33 1만회 반복 후 약한 들뜸 발생 약간의 기포 발생
실험예 3: 굴곡 특성 평가
각 실시예 및 비교예의 윈도우 기판을 면상체 무부하 U자 접기시험기(DLDMLH-FS, YUASA SYSTEM 사 제조)에 고정시킨 후, IEC 62715 평가 표준에 따라 굴곡 특성을 평가하였다.
굴곡 특성은 고온(60℃, 90% RH) 조건 또는 저온(-20℃) 조건에서 1만회의 폴딩을 수행하여 하기 평가 기준으로 평가하였고, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
○: 적층체에 기포, 박리, 크랙등의 불량모드가 관찰되지 않음
△: 적층체에 미세한 불량모드가 육안으로 미미하게 시인됨
×: 적층체의 폴딩부분에 육안으로 확연한 불량모드가 시인됨
실험예 4: 전단 점착력 및 파단 거리 평가
실시예 및 비교예들의 윈도우 기판의 양 끝단을 UTM 오토그라프에 고정하였다. 이후, 1mm/min의 속도로 인장력을 증가시키면서 평행하게 잡아당겨 점착층이 파단되는 힘 및 파단 거리를 측정하였고, 최대 응력점 및 탄성률을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3
굴곡 특성 고온(60℃, 90% RH) ○ ○ ○ ○ ○ △ △ △ × × ×
저온(-20℃) ○ ○ ○ △ △ ○ ○ △ × × ×
전단 점착력(N) 153 84 95 203 112 254 157 124 115 97 86
파단 거리(mm) 3.0 2.1 2.2 6.1 3.1 6.5 3.8 3.2 3.2 2.8 2.9
최대점 응력(kPa) 157 131 150 145 152 179 152 174 143 138 140
탄성률(kPa) 2846 2175 2555 3041 2745 3248 2210 2781 2548 2486 2089
표 2을 참조하면, 점착층의 침수 점착력이 5N 이상인 실시예들의 경우, 굴곡 특성 평가에서 1만회의 폴딩 후에도 박리 또는 기포 발생이 없거나, 약한 정도의 박리 또는 기포 발생이 이루어짐을 확인할 수 있다. 그러나 비교예의 경우 5만회의 반복 후 기재 간의 박리/들뜸 및 기포가 발생하여 플렉시블 특성이 좋지 못하고 장치 적용에 적절치 못함을 확인할 수 있다.
또한, 표 3를 참조하면, 상온 점착력 및 침수 점착력의 차가 10N 이하 일수록 굴곡 특성이 우수함을 확인할 수 있다.
또한, 표 4를 참조하면, 침수 점착력 및 전단 점착력이 모두 우수한 범위에 있는 실시예 1 내지 3은 저온 및 고온 조건에서의 굴곡 특성 평가에서 모두 우수한 성능을 보임을 확인할 수 있다. 또한, 침수 점착력 또는 전단 점착력이 실시예 1 내지 3 보다 조금 좋지 않은 실시예 4 내지 8의 경우 실시예 1 내지 3보다는 다소 성능이 감소되지만, 비교예 1 내지 3보다는 월등히 성능이 좋은 것을 확인할 수 있다.
또한, 표 4를 참조하면, 실시예들의 윈도우 기판은 굴곡 특성이 우수하면서도 대체적으로 높은 전단 점착력을 가지고, 이러한 전단 점착력에서도 양호한 파단 거리를 가짐을 알 수 있으며, 우수한 최대점 응력 및 탄성률을 가짐을 알 수 있다. 특히 실시예 1 내지 3의 경우 굴곡 특성과 전단 점착력 및 파단 거리가 우수한 수준을 보임을 알 수 있다. 그러나, 비교예들의 윈도우 기판은 굴곡 특성이 매우 좋지 않고, 대체적으로 전단 점착력이 낮으며, 파단 거리가 짧아 실시예들보다 성능이 좋지 못함을 알 수 있었다.
100: 베이스 필름 110: 점착층/제1 점착층
120: 광학필름 121: 편광층
122: 추가 점착층/제2 점착층 123: 터치 센서층
130: 보호 필름

Claims (16)

  1. 베이스 필름;
    상기 베이스 필름 상에 적층되는 광학필름; 및
    상기 베이스 필름 및 상기 광학필름 사이에 적층되며, 침수 점착력이 10N 이상인 점착층을 포함하며,
    상기 침수 점착력은 60℃의 물에 4시간 동안 전체적으로 침수 시킨 후 측정 속도 300m/분으로 180o의 박리력을 가할 때 측정되는 힘으로 정의되는, 윈도우 기판.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 점착층의 상온 점착력은 15N 이상인, 윈도우 기판.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 점착층의 상기 상온 점착력 및 상기 침수 점착력의 차이가 10N 이하인, 윈도우 기판.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 점착층의 상기 상온 점착력 및 상기 침수 점착력의 차이가 5N 이하인, 윈도우 기판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 점착층의 전단 점착력은 50 내지 500N인, 윈도우 기판.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스 필름은 일면 및 타면을 포함하며,
    상기 광학필름은 상기 일면 상에 적층되며, 상기 타면은 시인측으로 배치되는, 윈도우 기판.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 광학필름은 편광층 또는 터치 센서층 중 적어도 하나를 포함하는, 윈도우 기판.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 광학필름은 편광층 및 터치 센서층을 포함하는, 윈도우 기판.
  10. 청구항 9에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층은 상기 베이스 필름의 상기 일면으로부터 순차적으로 배치된, 윈도우 기판.
  11. 청구항 9에 있어서, 상기 터치 센서층 및 상기 편광층은 상기 베이스 필름의 상기 일면으로부터 순차적으로 배치된, 윈도우 기판.
  12. 청구항 9에 있어서, 상기 편광층 및 상기 터치 센서층 사이에 형성된 추가 점착층을 더 포함하는, 윈도우 기판.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 추가 점착층의 침수 점착력이 5N 이상인, 윈도우 기판.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 베이스 필름은 윈도우 필름인, 윈도우 기판.
  15. 청구항 1, 3 내지 14 중 어느 한 항의 윈도우 기판을 포함하는 화상 표시 장치.
  16. 청구항 15에 있어서, 상기 윈도우 기판의 베이스 필름은 유연성 수지를 포함하며, 플렉시블 디스플레이 장치로 제공되는 화상 표시 장치.
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