KR102156470B1 - 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴딩(folding) 안정성이 우수한 점착제의 개발을 위해 폴딩 안정성에 영향을 주는 유변물성 유의인자를 도출하고 이를 통해 폴딩 안정성을 예측하는 방법에 관한 것으로서, 상기 유의인자로서 초기 스트레스(initial stress) 및 변형 회복률(strain recovery)을 측정하여 이로부터 예측 폴딩 안정성(예측 폴딩 횟수)을 계산함으로써 폴딩 안정성이 우수한 점착제를 선정할 수 있다.

Description

폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법 {SELECTION METHOD OF ADHESIVE AGENTS HAVING IMPROVED FOLDING STABILITY}
본 발명은 폴더블 디스플레이(foldable display)에 적합한 점착제의 선정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 폴더블 디스플레이의 폴딩(folding) 안정성에 영향을 미치는 점착제의 폴딩 안정성을 예측하는 방법에 관한 것이다.
유기 발광 표시장치와 같은 유연한 폴더블 디스플레이는 유연한 특성을 가지고 있고, 따라서 휴대의 편의성을 위해 이를 폴딩 가능한 장치로 만들 수 있다.
그런데, 이렇게 유연한 디스플레이라도 장기간 계속하여 폴딩과 언폴딩(unfolding)을 반복하다 보면 변형되는 문제가 생길 수 있다. 이러한 반복적인 변형 조건에 노출되는 폴더블 디스플레이에 있어서 이에 사용되는 점착제 역시 기존 접착제와 달리 반복되는 변형 조건에 동일하게 노출되기 때문에 폴더블 디스플레이의 개발과 함께 점착제의 개발도 필요한 실정이다.
이러한 점착제의 개발과 관련하여 적합한 물성을 확보하는 것이 쉽지 않은데 어떤 물성이 중요한 인자인지 파악하는 것이 매우 중요하다. 이를 해결하기 위해 폴더블 디스플레이의 폴딩 안정성에 영향을 주는 점착제의 주요 물성 인자를 파악하고 이를 통해 폴딩 안정성을 예측할 수 있는 방법이 요구되었다.
이와 관련해, 폴더블 디스플레이에 사용되는 점착제의 폴딩 안정성을 예측할 수 있는 방법을 다음과 같은 과정을 통해 개발할 수 있음을 알게 되었다:
① 다양한 조성으로 이뤄진 점착제 유변물성 평가
② 실제 패널 형태로 평가된 폴딩 안정성 평가 결과와 매칭
③ 폴딩 안정성과 관련된 유변물성 유의인자 도출
④ 유변물성 유의인자를 이용한 폴딩 안정성 예측식 유도
그러나, 지금까지는 폴딩 안정성과 관련된 점착제의 물성 인자와 폴딩 안정성 예측식에 대한 만족할 만한 결과가 없었다.
본 발명자들은 폴더블 디스플레이 점착제의 중요 물성과 관계성이 높은 인자를 도출하고 이를 통해 폴딩 안정성을 예측할 수 있음을 밝혀냈다.
본 발명의 목적은 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 개발을 위해 폴딩 안정성에 영향을 주는 유변물성 유의인자를 도출하고 이를 통해 폴딩 안정성을 예측하는 것이다.
종래 기술에 따르면 폴더블 디스플레이의 기존 점착제의 물성 평가에는 전단(shear) 방향의 물성이 주로 사용되었으나, 본 발명자들은 폴더블 디스플레이의 점착제에는 적합하지 않다는 것을 확인하였다. 이는 폴딩 시 발생하는 변형이 주로 연신(stretching) 방향으로 발생하기 때문이며, 이에 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 이용한 연신 물성 평가 결과가 실제 폴딩 테스트 결과와 관계성을 갖는 것을 확인하였다. 또한, 이를 통해 도출된 관계성이 높은 유의인자 두 가지를 조합하여 폴딩 안정성 예측식을 유도하게 되었다.
한 실시양태에서, 본 발명은 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정을 위해 폴딩 안정성에 영향을 주는 유변 물성 유의인자를 도출하고 이를 통해 폴딩 안정성을 예측하는 방법을 제공한다.
한 실시양태에서, 상기 유변 물성 유의인자는 초기 스트레스(initial stress) 및 변형 회복률(strain recovery)일 수 있다.
한 실시양태에서, 본 발명은 폴더블 디스플레이 점착제의 연신 물성 측정(Stress Relaxation & Recovery)에서 DMA를 이용하여 점착제의 초기 스트레스 및 변형 회복률을 측정한 후, 아래 수학식 1에 대입하여 예측 폴딩 안정성 값을 계산함으로써 폴더블 디스플레이에 적합한 점착제를 선정하는 방법을 제공한다:
[수학식 1]
예측 폴딩 안정성 = 1.587 × 1019(변형 회복률-4.722)(초기 스트레스-1.304)
한 실시양태에서, 상기 점착제의 연신 물성은 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 이용하여 -20℃의 온도에서 12%의 변형률 하에 변형 시간 10분 및 회복 시간 20분으로 측정할 수 있다. 이러한 조건은 실험에 따라 달라질 수 있으며, 변형 시간 및 회복 시간은 보통 회복 시간이 변형 시간의 2배 이상이 되도록 설정할 수 있다.
한 실시양태에서, 상기 예측 폴딩 안정성 값(예측 폴딩 횟수)은 40000 이상이다. 폴딩 안정성은 초기 스트레스 및 변형 회복률 두 인자가 조합되어 나오는 값으로서, 상기 두 인자 중 단독 인자만으로는 예측이 되지 않는다. 초기 스트레스 및 변형 회복률은 상기 폴딩 안정성 예측식에서의 폴딩 안정성 값이 40000 이상이 되도록 하는 값이다. 한 실시양태에서, 초기 스트레스는 7000 내지 25000Pa일 수 있고, 변형 회복률은 70 내지 99%일 수 있다. 다른 실시양태에서, 초기 스트레스는 12000 내지 20000Pa, 예를 들어, 12000 내지 15000Pa일 수 있고, 변형 회복률은 80% 내지 90%, 예를 들어, 80 내지 87%일 수 있다.
한 실시양태에서, 상기 초기 스트레스 및 변형 회복률의 조합 인자와 폴딩 안정성과의 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 0.95의 관계성을 갖는다.
본 발명에 따르면, 폴더블 디스플레이 점착제의 물성 인자로서 초기 스트레스 및 변형 회복률을 측정하여 이로부터 폴딩 안정성을 계산함으로써 폴딩 안정성의 예측 정확도를 높여 폴딩 안정성이 우수한 점착제를 선정할 수 있다.
도 1은 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 이용한 점착제의 초기 스트레스 및 변형 회복률의 측정값으로부터 계산된 예측 폴딩 안정성과 실제 폴딩 안정성과의 관계성을 나타낸 것으로, 예측값과 실측값의 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 0.95이다.
이하에서는, 본 발명의 양태를 보다 구체적으로 설명하기로 한다.
본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 안되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 개발을 위해 폴딩 안정성에 영향을 주는 유변물성 유의인자를 도출하고 이를 통해 폴딩 안정성을 정확하게 예측하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 폴더블 디스플레이 점착제의 연신 물성 측정(Stress Relaxation & Recovery)에서 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 이용하여 점착제의 초기 스트레스 및 변형 회복률을 측정한 후, 아래 수학식 1에 대입하여 예측 폴딩 안정성 값을 계산함으로써 폴더블 디스플레이에 적합한 점착제를 선정하는 방법을 제공한다:
[수학식 1]
예측 폴딩 안정성 = 1.587 × 1019(변형 회복률-4.722)(초기 스트레스-1.304)
한 실시양태에서, 상기 점착제의 연신 물성은 DMA(dynamic mechanical analyzer)를 이용하여 -20℃의 온도에서 12%의 변형률 하에 변형 시간 10분 및 회복 시간 20분으로 측정할 수 있다. 이러한 조건은 실험에 따라 달라질 수 있으며, 변형 시간 및 회복 시간은 보통 회복 시간이 변형 시간의 2배 이상이 되도록 설정할 수 있다.
한 실시양태에서, 상기 예측 폴딩 안정성 값(예측 폴딩 횟수)은 40000 이상이다. 폴딩 안정성은 초기 스트레스 및 변형 회복률 두 인자가 조합되어 나오는 값으로서, 상기 두 인자 중 단독 인자만으로는 예측이 되지 않는다. 초기 스트레스 및 변형 회복률은 상기 폴딩 안정성 예측식에서의 폴딩 안정성 값이 40000 이상이 되도록 하는 값이다. 한 실시양태에서, 초기 스트레스는 7000 내지 25000Pa일 수 있고, 변형 회복률은 70 내지 99%일 수 있다. 다른 실시양태에서, 초기 스트레스는 12000 내지 20000Pa, 예를 들어, 12000 내지 15000Pa일 수 있고, 변형 회복률은 80% 내지 90%, 예를 들어, 80 내지 87%일 수 있다.
한 실시양태에서, 상기 초기 스트레스 및 변형 회복률의 조합 인자와 폴딩 안정성과의 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 0.95의 관계성을 갖는다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다. 아래에 기재한 실시예는 오로지 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 요지에 따라 본 발명의 범위가 이들 실시예에 의해 제한되지 않는다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
<실시예>
본 실시예에서는 폴더블 디스플레이 점착제의 연신 물성을 측정하고 이로부터 폴딩 안정성을 예측하여 적합한 점착제를 선정하는 것에 대해 상세히 기재한다.
(1) 시료의 준비
다음의 조성(중량비)을 갖는 점착제 시료 6종을 준비하였다.
시료 A: 에틸헥실 아크릴레이트(ethylhexyl acrylate, EHA) 98, 아크릴산(acrylic acid, AA) 2, 시트르산(citric acid, CA)(가교제) 0.03
시료 B: EHA 98, AA 2, CA 0.5
시료 C: EHA 94, AA 6, CA 0.03
시료 D: EHA 97.5, AA 2.5, CA 0.03
시료 E: 부틸 아크릴레이트(butyl acrylate, BA) 98, AA 2, CA 0.03
시료 F: BA 94, AA 6, CA 0.03
(2) 점착제 연신 물성의 측정조건(DMA, Stress Relaxation & Recovery)
상기 6종의 점착제에 대해 각각 다음의 조건하에서 실제 폴딩 테스트를 하여 연신 물성을 측정하였다.
온도: -20℃
변형률: 12%
시간: 변형 10분, 회복 20분
(3) 유변물성 유의인자 도출
DMA를 이용한 Stress Relaxation 테스트를 통해 폴딩 안정성과 관련된 유변물성 유의인자로서 초기 스트레스 및 변형 회복률을 도출하였다.
(4) 폴딩 안정성 예측
유변물성 유의인자인 초기 스트레스와 변형 회복률을 조합하여 예측 폴딩 안정성값을 아래 수학식 1에 따라 계산하였다:
[수학식 1]
예측 폴딩 안정성 = 1.587 × 1019(변형 회복률-4.722)(초기 스트레스-1.304)
DMA를 이용한 점착제의 초기 스트레스 및 변형 회복률의 측정값으로부터 계산된 예측 폴딩 안정성과 실제 폴딩 안정성과의 상관계수를 확인하였다. 초기 스트레스 및 변형 회복률의 조합 인자와 폴딩 안정성과의 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)는 0.95이었다.
아래 표 1에 점착제 시료 6종의 실제 폴딩 테스트 결과(횟수)와 예측 폴딩 테스트 결과(횟수)를 기재하였다.
점착제 시료 실제 폴딩
횟수		 예측 폴딩
횟수		 변형 회복률 초기
스트레스		 적합성
A 60000 53000 85.2 12941 ○
B 15000 13000 99.8 21987.1 ×
C 15000 12000 88.4 35099.7 ×
D 30000 41000 86.6 14864.7 ○
E 5000 7000 93.9 40874.3 ×
F 10000 6000 95.3 47026.2 ×
위의 표를 근거로, 폴딩 안정성 값이 40000 이상인 점착제 시료 A 및 D가 우수한 점착제임을 알 수 있다.
따라서, 본 발명의 방법에 따라 폴더블 디스플레이 점착제들의 초기 스트레스 및 변형 회복률 값으로부터 폴딩 안전성 값을 계산함으로써 폴딩 안정성이 우수한 점착제를 선정할 수 있다.
이상에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시양태를 기술하였으나, 이는 예시적인 것이며 당업계의 통상의 지식을 가진 자라면 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아니고 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시양태가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (6)

  1. DMA(dynamic mechanical analyzer)를 이용하여 점착제의 연신 물성으로서 초기 스트레스 및 회복률을 측정한 후, 아래 수학식 1에 대입하여 예측 폴딩 안정성 값(예측 폴딩 횟수)을 계산하는 것을 포함하는, 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법:
    [수학식 1]
    예측 폴딩 안정성 = 1.587 × 1019(변형 회복률-4.722)(초기 스트레스-1.304)
  2. 제1항에 있어서, 상기 예측 폴딩 안정성 값이 40000 이상인, 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 초기 스트레스 및 변형 회복률은 상기 폴딩 안정성 예측식에서의 폴딩 안정성 값이 40000 이상이 되도록 하는 값인 것인, 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 초기 스트레스가 7000 내지 25000Pa이고 상기 변형 회복률이 70% 내지 99%인 것인, 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 초기 스트레스가 12000 내지 15000Pa이고 상기 변형 회복률이 80% 내지 87%인 것인, 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 초기 스트레스 및 변형 회복률의 조합 인자와 폴딩 안정성과의 피어슨 상관계수(Pearson correlation coefficient)가 0.95의 관계성을 갖는 것인, 폴딩 안정성이 우수한 점착제의 선정방법.
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