KR102123686B1 - 광학 접착제용 광경화성 조성물, 이를 적용한 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

광학 접착제용 광경화성 조성물, 이를 적용한 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

아크릴계 광경화성 화합물 및 가소제를 포함하는 광학 접착제용 광경화성 조성물이고, 상기 아크릴계 광경화성 화합물은 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머, 중량평균분자량 50,000g/mol 이하의 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하고, 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 전체 중 5 중량% 이상 15 중량% 이하의 함량으로 포함되고, 상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 단관능성 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체 및 이관능성 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하고, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 25 ℃에서 점도가 5000 cps 내지 40000 cps 인 조성물을 제공한다.

Description

광학 접착제용 광경화성 조성물, 이를 적용한 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법{OPTICALLY CLEAR ADHESIVE PHOTO CURABLE COMPOSITION, IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME AND METHOD FOR PREPARING IMAGE DISPLAY DEVICE}
광학 접착제용 광경화성 조성물, 이를 적용한 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
텔레비젼, 컴퓨터, 모바일 등의 화상 표시 장치에 있어서, 화상 표시부 및 보호부 사이의 공간에 공기가 채워진 공기층이 존재하고, 이러한 공기층은 시인성을 현저히 저하시킬 수 있다. 이에, 예를 들어, 투명한 아크릴계 경화물 등을 충진하여 시인성을 향상시키고 있는데 통상적으로 화상 표시부 상에 투명한 경화물이 점착 필름 또는, 점착 시트의 형태로 점착되고, 이어서 보호부를 점착 필름 또는, 점착 시트 상에 점착시켜 화상 표시부 및 보호부의 사이에 투명한 경화물을 개재시키고 있다.
이러한 점착 필름 또는 점착 시트는 다양한 구조에 적용하는 것이 쉽지 않고, 점착시 기포를 제거하기 어려워 데코 필름 등에 의한 인쇄 단차를 흡수할 수 있는 단차 흡수성이 저하된다.
본 발명의 일 구현예는 고온고습의 신뢰성 조건에 취약한 대면적 패널에 적용시 황변 및 황테 발생을 억제하여 뛰어난 내구성을 구현할 수 있는 광학 접착제용 광경화성 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물을 적용한 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 화상 표시 장치를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 아크릴계 광경화성 화합물 및 가소제를 포함하는 광학 접착제용 광경화성 조성물을 제공한다. 상기 아크릴계 광경화성 화합물은 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머, 중량평균분자량 50,000g/mol 이하의 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하고, 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 전체 중 0 초과 15 중량% 이하의 함량으로 포함된다.
본 발명의 다른 구현예에서, 화상 표시부; 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물의 광경화물을 포함하는 접착층; 및 보호부를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 화상 표시부 상에 상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 도포하고, 이어서 도포된 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 상에 보호부를 밀착시키는 단계; 및 상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 광경화시켜 접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물을 적용한 화상 표시 장치는 고온고습의 신뢰성 조건에 취약한 대면적 패널에 적용시 황변 및 황테 발생을 억제하여 뛰어난 내구성을 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 화상 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치의 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에서, 아크릴계 광경화성 화합물 및 가소제를 포함하는 광학 접착제용 광경화성 조성물이고, 상기 아크릴계 광경화성 화합물은 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머, 중량평균분자량 50,000g/mol 이하의 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하고, 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 전체 중 0 초과 15 중량% 이하의 함량으로 포함된 광학 접착제용 광경화성 조성물을 제공한다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 LCD TV와 같은 대면적 화상 표시 장치에서 화상 표시부와 강화 유리와 같이 최외각의 투명 기판으로 형성되는 보호부를 접착하는 접착층을 형성할 수 있다.
통상적으로 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서, 화상 표시부 및 보호부의 사이에 투명한 아크릴계 경화물이 점착 필름 또는 점착 시트의 형태로 개재되는데 점착 필름 또는 점착 시트를 부착하는 과정에서 기포를 완전히 제거하는 것이 어려워 단차 흡수성이 저하되고, 대면적이나 다양한 형태의 구조에 적용하는 것이 쉽지 않다.
이에, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 액상으로 형성된 뒤, 화상 표시부 및 보호부의 사이를 상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물로 채운 후 광경화시켜 접착층을 형성한다. 이와 같이, 액상으로 적용함으로써, 기포 발생을 방지하여 단차 흡수성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 경화 수축률이 낮기 때문에, 상대적으로 소프트하여 변형이 취약하고, 특히, 고온고습의 신뢰성 조건에 취약한 LCD 화상 표시 장치에 적용하기에 적합하다.
액상의 접착제 조성물의 경화시 경화 수축률이 높은 경우, 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력이 증가하여 휨이 발생할 수 있고, 그에 따라 화상 표시부 상에 황변, 황테 또는 얼룩이 발생할 우려가 있다. 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 경화 수축률이 낮기 때문에, LCD 화상 표시 장치에 적용되어도, 휨 발생을 현저히 억제하고, 그에 따라, 황변, 황테 또는 얼룩이 발생되지 않을 수 있다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 경화 수축률이 낮기 때문에 상기 LCD 화상 표시 장치 이외에도, 경화 수축률이 문제되어 낮은 경화 수축률을 요하는 용도로 다양하게 적용될 수 있다.
이하, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물의 각 성분에 대하여 상세히 설명한다.
상기 아크릴계 광경화성 화합물은 광에 의해 광경화 반응하는 반응 싸이트인 아크릴레이트기를 포함하여 광경화 가능한 화합물을 의미하고, 이러한 아크릴레이트기를 1개 포함하는 단관능성 아크릴계 화합물을 모노머 형태로도 포함하고, 올리고머나 프리폴리머의 중합체 형태로도 포함한다. 따라서, 상기 아크릴계 광경화성 화합물은 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머와 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 모두 포함한다.
상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는, 구체적으로, (메타)아크릴산 에스테르계 모노머일 수 있고, 더욱 구체적으로, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 알킬(메타)아크릴레이트일 수 있고, 상기 알킬(메타)아크릴레이트의 알킬은 선형 또는 분지형 C1-C14 알킬일 수 있다.
상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 하나의 (메타)아크릴레이트기를 갖는 화합물이다.
예를 들어, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함할 수 있다.
일 구현예에서, 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 유리전이온도(Tg)가 약 -60 내지 약 100℃ 일 수 있다. 상기 범위의 유리전이온도(Tg)를 갖는 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머를 사용하여, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물의 경화시 소정의 수준의 낮은 경화 수축률을 구현할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 구체적으로 중량평균분자량 약 1,000g/mol 이하의 올리고머 형태이거나, 약 1,000g/mol 초과의 프리폴리머 형태일 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는, 전술한 바와 같이, 광에 의해 광경화 반응하는 반응 싸이트로 아크릴레이트기를 말단에 가진다. 예를 들어, 상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 1관능 내지 6관능의 아크릴레이트기를 가질 수 있다. 아크릴레이트기는 광경화에 의해 결합을 형성할 수 있는 싸이트로 작용하여 수축을 초래하므로, 전술한 경화 수축률을 낮추는 측면에서만 볼 때, 아크릴레이트기의 함량이 낮을수록 유리하므로, 상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 1관능 또는 2관능의 아크릴레이트기를 가질 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는, 예를 들어, 우레탄 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 에폭시 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 폴리에테르 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 폴리부타디엔 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체는 우레탄 수지에 아크릴레이트기를 부여하여 UV 경화될 수 있게 한 것으로서, 우레탄 결합과 아크릴레이트기를 갖는 화합물의 총칭이다. 우레탄 결합은 이소시아네이트계 화합물과 폴리올이 중합반응하여 형성될 수 있고, 예를 들어, 상기 우레탄 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체는 이소시아네이트계 화합물이 (메타)아크릴산히드록시알킬에스테르계 화합물과 반응하여 형성된 우레탄 결합을 포함하는 우레탄 화합물에, 아크릴레이트기를 말단에 도입하여 형성되고, 중량평균분자량 약 500 g/mol 내지 약 50000 g/mol 정도로 중합되어 형성된 올리고머 또는 프리폴리머일 수 있다. 요구되는 물성에 따라, 도입하는 아크릴레이트기를 조절할 수 있고, 2개 도입한 2관능성, 3개 도입한 3관능성, 6개 도입한 6관능성의 우레탄 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체를 제조할 수 있다.
상기 이소시아네이트계 화합물의 구체적인 예로는 헥사메틸렌 디이소시아네이트 (Hexamethylene diisocyanate, HMDI), 이소포론 디이소시아네이트 (Isophorone diisocyanate, IPDI)와 같은 지방족 이소시아네이트계 화합물 또는 톨루엔 디이소시아네이트 (Toluene diisocyanate, TDI), 메틸렌 다이페닐 디이소시아네이트 (methylene diphenyl diisocyanate, MDI)와 같은 방향족 이소시아네이트계 화합물 등을 들 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산히드록시알킬에스테르계 화합물의 구체적인 예로는 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등일 수 있고, 이들의 조합이 사용될 수 있다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물에서, 아크릴계 광경화성 화합물로서 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머를 포함하여 수축률을 조절하고, Tg에 따라 접착력과 경도를 조절할 수 있으며, 점도를 낮출 수 있다. 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 분자량이 상대적으로 작기 때문에 그 함량이 증가할수록 수축률일 증가하므로, 적절히 낮추어 수축률을 낮출 수 있다.
또한, 상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하여 유전율을 조절할 수 있으며, 또한, 관능기의 수와 분자량에 따라 접착력, 경도, 탄성율을 조절할 수 있다. 구체적으로, 상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 중합 구조 중 폴리올의 화학적 특성에 따라 접착제의 유전율을 결정하게 되고, 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머에 비하여 분자량이 높기 때문에 수축률에는 큰 영향을 미치지는 않는다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 전체 중 0 초과 15 중량% 이하의 함량, 구체적으로, 약 5 내지 약 15 중량% 또는 약 2 내지 약 8 중량%로 포함하여, 상대적으로 낮은 함량으로 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머를 포함한다.
광학용 투명 접착제용 조성물 중 모노머의 함량이 높아지면 접착력은 향상되지만 경화 수축률이 커지기 때문에, 상기 범위의 함량비로 상기 아크릴계 광경화성 화합물이 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머와 상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하도록 구성함으로써, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물의 경화시 소정의 수준, 예를 들어, 대면적의 LCD 화상 표시 장치에 적용하기 적합한 수준의 낮은 경화 수축률을 구현하면서도, 우수한 접착력을 구현할 수 있다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 상기 범위의 함량으로 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머를 사용하여, 낮은 경화 수축률을 구현하면서도, 우수한 접착력을 구현하고자 하고, 이러한 목적에 부응하기 위해, 별도의 다관능성 가교제는 포함하지 않는 것이 좋다. 왜냐하면, 다관능성 가교제는 상기 범위의 함량으로 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머의 작용을 방해하기 때문이다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 상대적으로 높은 수준의 함량으로 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함함으로써 광경화에 의해 결합을 형성할 수 있는 관능기 또는 광경화 반응 싸이트가 적어 경화 수축률을 더욱 감소시킬 수 있다. 이러한 광학 접착제용 광경화성 조성물이 광경화되어 형성된 접착제는 유연성이 적절하면서 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력을 더욱 저감시킬 수 있다.
상기 가소제는 말단에 아크릴기 등의 광반응성 관능기를 포함하지 않아야 하면서, 상기 아크릴계 광경화성 화합물과 상용성을 가지는 화합물을 사용한다. 이러한 조건을 만족하는 공지된 화합물을 사용할 수 있고, 구체적으로, 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 아크릴계 광경화성 화합물 중 상대적으로 낮은 함량의 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머를 포함함에 따라, 상기 가소제는 반대로 상대적으로 함량을 높일 수 있다. 다만, 가소제의 함량이 지나치게 높아지게 되면, 제품에 적용된 이후 가소제가 표면으로 이동하는 이동(migration) 현상이 일어나 표면에 접착제의 찐(residual adhesive), 오물 등이 발생하여 표면 외관 및 접착 성능이 저하될 우려가 있고, 대면적 화상 표시 장치에 적용하게 되면 적절한 점도를 구현해야 되기 때문에, 적절한 점도를 구현할 수 있는 수준으로 가소제의 함량이 결정될 수 있다.
일 구현예에서, 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머 대 상기 가소제의 중량비는 약 1:3 내지 약 1:20 일 수 있다. 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물이 상기 함량비로 상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머와 상기 가소제를 포함함으로써, 예를 들어, LCD 화상 표시 장치에 적용하기 적합한 수준의 낮은 경화 수축률을 구현하면서도, 우수한 접착력을 구현하고, 대면적의 화상 표시 장치에도 적절히 적용할 수 있다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 광개시제는 예를 들어, α-히드록시케톤계 화합물(ex. IRGACURE 184, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, DAROCUR 1173; Ciba Specialty Chemicals(제)); 페닐글리옥실레이트(phenylglyoxylate)계 화합물(ex. IRGACURE 754, DAROCUR MBF; Ciba Specialty Chemicals(제)); 벤질디메틸케탈계 화합물(ex. IRGACURE 651; Ciba Specialty Chemicals(제)); α-아미노케톤계 화합물(ex. IRGACURE 369, IRGACURE 907, IRGACURE 1300; Ciba Specialty Chemicals(제)); 모노아실포스핀계 화합물(MAPO)(ex. DAROCUR TPO; Ciba Specialty Chemicals(제)); 비스아실포스펜계 화합물(BAPO)(ex. IRGACURE 819, IRGACURE 819DW; Ciba Specialty Chemicals(제)); 포스핀옥시드계 화합물(ex. IRGACURE 2100; Ciba Specialty Chemicals(제)); 메탈로센계 화합물(ex. IRGACURE 784; Ciba Specialty Chemicals(제)); 아이오도늄염(iodonium salt)(ex. IRGACURE 250; Ciba Specialty Chemicals(제)); 및 상기 중 하나 이상의 혼합물(ex. DAROCUR 4265, IRGACURE 2022, IRGACURE 1300, IRGACURE 2005, IRGACURE 2010, IRGACURE 2020; Ciba Specialty Chemicals(제)) 등일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 광학용 접착 조성물이 표면 윤활제, 레벨링제, 연화제, 산화 방지제, 노화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 중합 금지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 예를 들어, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 살리실산계, 또는 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있고, 상기 산화 방지제로는 예를 들어, 힌더드 페놀계, 황계, 또는 인계의 산화 방지제 등을 사용할 수 있으며, 상기 광안정제는 예를 들어, 힌더드 아민계 광안정제 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 이 기술분야에서 공지된 종류를 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 사용할 수 있다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 대면적 화상 표시 장치에서 대면적의 화상 표시부와 보호부를 접착하는 접착제로 사용되기 위해서 점도가 조절될 필요가 있다.
구체적으로, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물의 점도는, 약 25℃에서 약 2,000cps 내지 약 40,000cps일 수 있고, 더욱 구체적으로는 약 3,000cps 내지 약 20,000cps일 수 있다. 상기 범위 내의 점도를 가짐으로써 대면적에 적용하여도 상기 화상 표시부 및 상기 보호부의 밀착시 넘쳐 흐르지 않으면서도 이들을 우수한 수준으로 접착시킬 수 있다.
일 구현예에서, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 액상의 무용제 타입으로 사용하여, LCD 화상 표시 장치의 화상 표시부와 보호부를 접착시키는 액상 접착제로서 적용시 효과적으로 경화 수축률을 감소시켜 황변, 황테 또는 얼룩 발생을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치(100)의 개략적인 단면도이다.
본 발명의 다른 구현예에서, 화상 표시부(110); 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물을 광경화시켜 형성한 접착층(130); 및 보호부(120)를 포함하는 화상 표시 장치(100)를 제공한다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물에 대한 상세한 설명은 전술한 바와 같다.
상기 화상 표시부(110)가 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)일 수 있고, 예를 들어, 상기 화상 표시부(110)의 최상부층이 편광 필름일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 보호부(120)가 유리 기판 또는, 투명 플라스틱 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 보호부(120)의 테두리에는 차광부(121)가 형성될 수 있다.
상기 접착층(130)이 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)의 사이에 개재되고, 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 화상 표시부(110)의 최상부층인 편광 필름의 상부에 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물을 도포하고, 이어서 도포된 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 상에 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 덮어 밀착시켜 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120) 사이의 빈 공간을 상기 광학용 접착 조성물로 채운 이후 액상의 상태에서 광경화시켜 상기 접착층(130)을 형성할 수 있다.
상기 광학용 점접착 조성물의 도포 방법은 예를 들어, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 및, 바 코팅법 중 하나를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 약 2,000mJ/cm2 내지 약 6,000mJ/cm2의 광량 조건으로 광경화시킬 수 있다. 상기 범위 내의 광량으로 광경화시킴으로써 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)를 우수한 수준으로 접착시킬 수 있으면서 경화 수축률을 낮은 수준으로 구현할 수 있다.
상기 광경화가 예를 들어, 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광학 접착제용 광경화성 조성물의 경화 수축률이 예를 들어, 약 3.0% 이하일 수 있고, 또한 예를 들어, 약 1% 내지 약 2.5%일 수 있다. 상기 범위 내의 낮은 경화 수축률을 가짐으로써 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)에 발생하는 응력을 더욱 저감시킴과 동시에 전술한 바와 같이 가소제의 함량을 감소시킬 수 있어, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 접착 성능을 구현할 수 있다.
일반적으로 이러한 경화 수축률이 증가할수록 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)에 발생하는 응력이 증가할 수 있고, 이와 같이 응력이 증가하면 휨 현상이 발생하여 황변, 황테 또는 얼룩이 발생할 수 있다.
또한, 상기 접착층(130)의 두께가 약 50㎛ 내지 약 300㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 우수한 접착력을 구현함과 동시에 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120) 간의 간극을 충분히 메울 수 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치(100)은 상기 보호부(120) 등을 고정시키는 고정 지그(140)를 더 포함할 수도 있다. 상기 고정 지그(140)는 이 기술분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치의 제조 방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 화상 표시부 상에 상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 도포하고, 이어서 보호부를 도포된 광학용 접착 조성물 상에 밀착시키는 단계; 및 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 접착층을 형성하는 단계;를 포함하는 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 화상 표시 장치의 제조 방법에서, 화상 표시부 상에 상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 도포하고, 이어서 도포된 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 상에 보호부를 덮어 밀착시키는 단계(S1); 및 상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 광경화시키는 단계(S2);를 포함하는 화상 표시 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 화상 표시부, 상기 보호부 및 상기 광학용 접착 조성물은 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에서 전술한 바와 같다.
*65이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예)
실시예 1
중량평균 분자량이 15,000g/mol인 단관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 25 중량%, 중량평균 분자량이 15,000g/mol인 이관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 15 중량%, 라우릴아크릴레이트 모노머 (유리전이온도 -30℃) 5 중량%, 폴리부타디엔 가소제 35 중량% 및 테르펜계 점착증진제 20 중량%의 총 100 중량부와, 광개시제 1.5 중량부, 산화방지제 1 중량부를 혼합 및 교반하여 25℃에서 점도가 5000 cps인 광학 접착제용 광경화성 조성물을 제조하였다.
실시예 2
실시예 1에서, 라우릴아크릴레이트 모노머를 10 중량%로 하고, 폴리부타디엔 가소제를 30 중량%로 한 점을 제외하고 실시예 1과 동일하게 광학용 투명 접착제용 조성물을 제조하였다.
실시예 3
실시예 1에서, 라우릴아크릴레이트 모노머를 15 중량%로 하고, 폴리부타디엔 가소제를 25 중량%로 한 점을 제외하고 실시예 1과 동일하게 광학용 투명 접착제용 조성물을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1에서, 중량평균 분자량이 15,000g/mol인 단관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 25 중량%, 라우릴아크릴레이트 모노머 (유리전이온도 -30℃) 20 중량%, 폴리부타디엔 가소제 35 중량% 및 테르펜계 점착증진제 20 중량%의 총 100 중량부로 조절한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 광학용 투명 접착제용 조성물을 제조하였다.
비교예 2
실시예 1에서, 중량평균 분자량이 15,000g/mol인 단관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 25 중량%, 라우릴아크릴레이트 모노머 (유리전이온도 -30℃) 30 중량%, 폴리부타디엔 가소제 25 중량% 및 테르펜계 점착증진제 20 중량%의 총 100 중량부로 조절한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 광학용 투명 접착제용 조성물을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1-3 및 상기 비교예 1-2에 따른 광학용 투명 접착제용 조성물을 각각 LCD의 최상부층인 편광 필름 상에 도포한 후 도포된 광학용 투명 접착제용 조성물의 상부에 유리 기판을 덮고, 이어서, 메탈 할라이드 램프(Dymax, 5000 EC)를 사용하여 3000mJ/cm2으로 광경화시켜 접착층을 형성함으로써 상기 접착층을 매개로 상기 편광 필름 및 상기 유리 기판이 접착된 화상 표시 장치를 제조하였다.
상기 각각의 접착층은 두께가 200㎛였고, 이들 각각의 물성을 평가하여 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 1: 경화 수축률 평가
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-2에서 제조된 광학용 투명 접착제용 조성물을 사용하여 상기와 같이 제조된 화상 표시 장치에 대하여 경화수출률을 하기 방법으로 평가하였다.
측정방법: 25℃에서, 상기 광학용 투명 접착제용 조성물의 비중 및 이들의 광경화물의 비중을 측정하고, 이들을 하기 계산식 1에 대입하여 계산하였다:
[계산식 1]
경화 수축률(%) = (B-A)/B×100
상기 계산식 1에서, 상기 A는 광경화 이전 조성물의 비중이고, 상기 B는 상기 광학용 투명 접착제용 조성물이 광경화되어 형성된 경화물의 비중이다.
평가 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 2: E형 경도 평가
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-2에서 제조된 광학용 투명 접착제용 조성물을 사용하여 상기와 같이 제조된 화상 표시 장치에 대하여 E형 경도를 하기 방법으로 평가하였다.
이형필름 사이에 지름 2cm, 두께 6mm 테프론 틀을 놓고 액상 점착제를 도포한다. 메탈 할라이드 램프(Dymax, 5000 EC)를 사용하여 3,000mJ/cm2 광량으로 앞뒤에 빛을 조사한다. 테프론 틀에서 고상 점착제를 분리한 후에 상온이 되도록 식힌 후, ASKER E형 경도계로 경도를 측정한다.
평가 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
실험예 3: 신뢰성 평가
상기 실시예 1-3 및 비교예 1-2에서 제조된 광학용 투명 접착제용 조성물을 사용하여 상기와 같이 제조된 화상 표시 장치에 대하여 신뢰성을 하기 방법으로 평가하였다.
측정방법: 상기 각각의 화상 표시 장치가 제조된 시점으로부터 60℃, 90% 상대 습도의 고온고습에서, 적어도 240 시간 동안 방치하고, 이어서 상기 각각의 화상 표시 장치를 구동시킨 후 상기 유리 기판의 테두리부를 육안으로 관측하여 황색으로 변색이 일어난 부분이 있는지 여부를 관찰하였고, 색이 황색으로 변색되어 황변 현상이 발생한 경우를 "○"로 표시하고, 발생하지 않은 경우를 "×"로 표시하였다.
평가 결과는 하기 표 1에 기재하였다.
경화 수축률(%) E형 경도 신뢰성 평가(황테 발생)
실시예 1 0.7 5 ×
실시예 2 0.9 7 ×
실시예 3 1.2 8 ×
비교예 1 2.1 12 ○
비교예 2 3.2 15 ○
상기 표 1에서, 실시예 1-3 에서 경화 수축률이 낮음을 확인하였고, E형 경도 값으로 판단할 때 부드러운(soft) 특성을 나타내고 있고, 또한, 그에 따라 신뢰성 평가에서도 황테가 발생하지 않아 우수한 결과를 얻을 수 있었다.실시예 1의 결과가 가장 우수하여, 광학 접착제용 광경화성 조성물 중 모노머의 함량이 적을수록 황변 현상이 방지되는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (17)

  1. 아크릴계 광경화성 화합물 및 가소제를 포함하는 광학 접착제용 광경화성 조성물이고,
    상기 아크릴계 광경화성 화합물은 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머, 중량평균분자량 50,000g/mol 이하의 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하고,
    상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 (메타)아크릴산 에스테르계 모노머이고, 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 전체 중 5 중량% 이상 15 중량% 이하의 함량으로 포함되고,
    상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 단관능성 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체 및 이관능성 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체를 포함하고,
    상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 25 ℃에서 점도가 5000 cps 내지 40000 cps인
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머는 유리전이온도(Tg)가 -60 내지 100℃ 인
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 알킬(메타)아크릴레이트이고, 상기 알킬(메타)아크릴레이트의 알킬은 선형 또는 분지형 C1-C14 알킬인
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴레이트계 광경화성 중합체는 우레탄 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 에폭시 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 폴리에테르 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체, 폴리부타디엔 (메타)아크릴레이트 광경화성 중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 가소제는 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나를 포함하는
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 단관능성 아크릴계 광경화성 모노머 대 상기 가소제의 중량비는 1:3 내지 1:20인
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    광개시제를 더 포함하는
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광개시제는 히드록시케톤계 화합물, 페닐글리옥실레이트계 화합물, 벤질디메틸케탈계 화합물, α-아미노케톤계 화합물, 모노아실포스핀계 화합물, 비스아실포스펜계 화합물, 포스핀옥시드계 화합물, 메탈로센계 화합물, 아이오도늄염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나를 포함하는
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 윤활제, 레벨링제, 연화제, 산화 방지제, 노화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 중합 금지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 하나의 첨가제를 더 포함하는
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광학 접착제용 광경화성 조성물은 액상의 무용제 타입인
    광학 접착제용 광경화성 조성물.
  13. 화상 표시부; 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 광학 접착제용 광경화성 조성물의 광경화물을 포함하는 접착층; 및 보호부를 포함하는 화상 표시 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 50㎛ 내지 300㎛인
    화상 표시 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 화상 표시부가 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)인
    화상 표시 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 보호부가 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판인
    화상 표시 장치.
  17. 화상 표시부 상에 제12항에 따른 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 도포하고, 이어서 도포된 상기 광학 접착제용 광경화성 조성물 상에 보호부를 밀착시키는 단계; 및
    상기 액상의 광학 접착제용 광경화성 조성물을 광경화시켜 접착층을 형성하는 단계;
    를 포함하는 화상 표시 장치의 제조 방법.
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