KR102203064B1 - 자기 배열 접착층 및 이를 포함한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 이중 결합을 갖는 자외선 경화성 성분의 경화물과, 자기 배열성 첨가제를 포함하는 접착층 및 이 접착층이 커버 윈도우와 편광판 사이에 도포되어 있는 표시 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 접착층을 구성하는 자기 배열성 성분은 경화 과정에서 편광판 쪽으로 자기 배열되어, 편광판과의 접착력을 향상시킨다. 따라서 커버 윈도우와 편광판에 대한 접착력을 보다 강하게 확보할 수 있기 때문에 표시 장치가 외부의 충격이나 압력에 의해 변형되더라도 접착층이 표시 패널로부터 박리되는 것을 방지할 수 있으며, 외력이 표시 장치에 인가되었을 때 접착 계면에서 크랙이 발생하는 것을 방지하여 접착층 내부로 응력이 전달되어 응력을 방출할 수 있다.

Description

자기 배열 접착층 및 이를 포함한 표시 장치{ SELF-ALLIGNED ADHESIVE LAYER AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE ADHESIVE LAYER}
본 발명은 접착층 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 피-접착 표면에 대한 접착력이 향상된 접착층 및 이러한 접착층을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
디스플레이 기술이 발전하면서 액정표시장치(Liquid Crystal Display, CD)나 유기전계발광장치(Organic Light Emitting Device, OLED)와 같은 표시 장치들이 컴퓨터 모니터, TV 및 휴대폰 등에 적용되고 있다. 이러한 표시 장치는 크게 화상을 구현하는 표시 패널을 포함하고 있는데, 표시 패널이 외부의 압력에 의해 손상되는 것을 방지하기 위하여, 강화 유리 등으로 제조되는 커버 윈도우가 표시 패널의 일면 또는 전면을 감싸고 있다.
커버 윈도우와 표시 패널을 합착하기 위한 방법 중에서 직접 본딩(direct bonding)이 일반적으로 사용되고 있다. 직접 본딩 중에서도 엣지-컷(Edge-cut, EC) 방식은 광학 투명 레진(Optically Clear Resin, OCR) 또는 광학 투명 수지(Optically Clear Adhesive, CA)를 이용하여 가경화 및 본경화의 2단계를 통하여 OCR 등을 경화시켜 커버 글라스와, 표시 패널의 일면에 부착된 편광판을 합착시키는 공정이다.
도 1은 종래의 OCR을 사용하여 엣지-컷 방식에 의하여 커버 윈도우와 표시 패널의 일면에 부착된 편광판을 합착시키는 공정을 개략적으로 도시하고 있다. 먼저 도 1의 (a)에 도시한 것과 같이, 일부 영역이 블랙매트릭스와 같은 차광부(12)로 가리워져 있는 커버 윈도우(10)의 일면에 슬릿 코팅 등의 방법으로 OCR과 같은 접착제(20)를 도포한다. 이어서, 접착제(20)가 코팅된 커버 윈도우(10) 전면에 UV를 조사하여 가경화(경화율: 20~90%) 공정을 진행하여, 접착제(20)를 커버 윈도우(10)에 부착한다.
이어서, 도 1의 (b)에 도시한 것과 같이, 접착제(20)와 편광판(30)이 마주하도록 한 상태에서, 표시 패널(40)의 일면에 부착된 편광판(30)에 접착제(20)를 도포하여, 커버 윈도우(10)와 표시 패널(40)을 부착한 뒤, UV를 조사하는 본경화 공정을 진행하여 커버 윈도우(10)와 표시 패널(40)에 부착된 편광판(30)을 합착한다.
이처럼, 엣지-컷 방식은 커버 윈도우(10)에 도포된 접착제(20)를 UV 조사하는 가경화 공정으로 1차로 경화, 수축시킨 뒤, 표시 패널(40)과의 합착 및 본경화 공정에 의한 2차 경화가 진행된다. 표시 패널(40)에 부착되는 접착제(20)의 경화, 수축에 의하여 표시 패널(40)에 가해지는 응력(stress) 량이 감소되므로, 이러한 응력으로 인하여 야기되는 yellow mura와 같은 고질적인 불량을 해소할 수 있는 이점을 갖는다.
하지만, 종래 엣지-컷 방식에 사용되었던 OCR과 같은 접착제는 다음과 같은 문제점이 있다. 위에서 살펴본 것과 같이, 접착제(20)와 커버 윈도우(10)의 계면(22)은 접착제(20)가 액상 상태에서 경화되는 반면, 접착제(20)와 표시 패널(40) 사이의 계면(24)은 이미 가경화가 이루어진 반경화 상태에서 경화된다. 이에 따라, 커버 윈도우(10)와 접착제(20)의 계면(22)에서의 접착력에 비하여, 표시 패널(40)과 접착제(20)의 계면(24)에서의 접착력은 낮다.
이처럼, 표시 패널(40)과 접착제(20) 계면(24)에서의 접착력이 낮기 때문에, 표시 장치(40)에 환경 및 온도 변화로 인한 외부 압력이 가해지면, 상대적으로 접착력이 낮은 표시 패널(40)과 접착제(20)의 계면(24)에서 작용하는 응력으로 인하여 접착제(20)가 표시 패널(40)로부터 박리(delamination)되는 접착 파괴(adhesive failure)가 발생한다. 또한, 접착 계면(24)에서 크랙이 발생하게 되고, 표시 장치에 인가된 외부 압력이 접착제(20) 내부로 방출되지 못하게 된다. 이에 따라 외부에서 발생한 외부 압력이 전부 표시 패널에 작용하기 때문에 yellow mura가 야기될 수 있다.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 피착 대상물에 대한 강한 접착력을 균일하게 확보할 수 있는 접착층 및 이 접착층을 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 외부 응력에 대하여 접착 계면에서 크랙 발생을 억제할 수 있는 접착층 및 이 접착층을 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 외부에서 인가된 외부 압력을 접착층 내부로 방출하여 표시 패널로 적용되는 응력의 양을 줄일 수 있는 는 접착층 및 이 접착층을 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
전술한 목적을 가지는 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, C5~C8 사이클로알킬기, 에폭시기, C5~C20 아릴기로 치환되어 있는 자외선 경화성 성분의 경화에 의하여 생성된 바인더 수지와, 자기 배열성 첨가제를 포함하는 접착층을 제공한다.
상기 자기 배열성 첨가제는 상기 바인더 수지에 비하여 비중이 작다.
상기 자기 배열성 첨가제는 이소프렌(isoprene)계, 피퍼릴렌(piperylene)계, 사이클로펜타디엔(cyclopentadiene), 사이클로펜텐(cyclopentene) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
이때, 상기 바인더 수지의 60~100%는 제 1 영역에 위치하고 있으며, 상기 자기 배열성 첨가제의 60~100%는 상기 제 1 영역의 반대 영역인 제 2 영역에 배열된다.
상기 바인더 수지는 C1~C20 알킬기, C2~C10 알케닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기 및 C1~C20 알콕시알릴기로 치환되어 있는 지방족 (메타)아크릴레이트 수지, 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 수지, 에폭시(메타)아크릴레이트 수지, C5~C20 아릴(메타)아크릴레이트 수지, 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 표시 패널과, 상기 표시 패널의 외측에 배치되는 커버 윈도우와, 상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되는 편광판과, 상기 편광판과 상기 커버 윈도우 사이에 도포되는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, C5~C8 사이클로알킬기, 에폭시기, C5~C20 아릴기로 치환되어 있는 자외선 경화성 성분의 경화에 의하여 생성된 바인더 수지와, 자기 배열성 첨가제를 포함하고, 상기 접착층 중에 상기 자기 배열성 첨가제는 상기 표시 패널에 근접할수록 농도가 높아지는 표시 장치를 제공한다.
예를 들어, 상기 접착층 중에서 상기 바인더 수지의 60~100%는 상기 커버 윈도우와의 계면 쪽에 위치하고, 상기 자기 배열성 첨가제의 60~100%는 상기 편광판과의 계면 쪽에 배열될 수 있다.
본 발명에 따라 생성된 광학 투명성 접착층은 경화 과정에서 자기 배열성 첨가제가 표시 패널이 부착되는 계면으로 이동하여 자기 배열된다. 따라서, 본 발명의 접착층에서, 커버 윈도우와의 계면은 액상에서 부착되고, 표시 패널과의 계면은 반경화 상태에서 부착되더라도, 표시 패널 영역으로 자기 배열된 자기 배열성 첨가제로 인하여 이들 계면에서의 균일하고 강력한 접착력을 확보할 수 있다.
따라서 외부 환경적인 요인에 의한 외부 압력이 있다고 하더라도 강력한 접착력에 의하여 접착 파손이 일어나지 않기 때문에, 표시 패널로부터 박리 문제를 해소할 수 있다.
아울러, 외부 압력에 의해서도 접착층의 계면에서 크랙이 발생하지 않기 때문에 외부에서 인가된 외부 압력이 접착층 내부로 방출된다. 이처럼, 외부에서 인가된 외력이 표시 패널에 전부 작용하지 않고 접착층에의 응력을 통하여 수용할 수 있으므로, 외력에 의한 yellow mura와 같은 고질적인 불량을 미연에 방지할 수 있는 이점을 갖는다.
도 1은 종래 엣지-컷 방식에 의하여 커버 글라스와 표시 패널의 편광판을 부착하는 공정을 개략적으로 도시한 것으로, (a)는 액상 접착제를 커버 윈도우에 부착하여 가경화하는 단계를 나타내고, (b)는 가경화된 접착제를 표시 패널에 부착된 편광판에 부착한 뒤 본경화하는 단계를 나타낸다.
도 2a는 본 발명에 따른 액상 접착제 조성물을 커버 윈도우에 도포한 상태를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 본 발명에 따른 액상 접착제 조성물이 도포된 커버 윈도우에 UV를 조사하여 가경화하여 접착층을 형성하는 초기 단계를 개략적으로 도시한 것으로, 우측 상단에서는 가경화 초기 단계에서 접착층을 구성하는 주요 성분들의 배열 상태를 개략적으로 도시하고 있다.
도 2c는 커버 윈도우에 UV를 조사하여 가경화하는 후기 단계를 개략적으로 도시한 것으로, 우측 상단에서는 가경화 후기 단계에서 접착층을 구성하는 주요 성분들의 배열 상태를 개략적으로 도시하고 있다.
도 3은 커버 윈도우에서 가경화가 완료된 본 발명의 접착층을 표시 패널의 일면에 부착된 편광판에 부착하여, 커버 윈도우가 편광판을 통하여 표시 패널에 합착된 상태를 개략적으로 도시한 것이다. 우측 상단에 본경화 단계에서 접착층을 구성하는 주요 성분들의 배열 상태를 개략적으로 도시하고 있다.
도 4는 본 발명에 따른 접착층이 커버 윈도우 및 편광판 사이에 개재되어 있는 전체적인 표시 장치 중에서 특히 표시 패널의 구성을 더욱 상세하게 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 C5 이소프렌계 자기 배열성 첨가제가 포함된 자기 배열 접착층을 가경화 한 상태에서 커버 윈도우-편광판의 표면을 FT-IR ATR 기기로 분석한 결과를 도시한 그래프이다.
도 6은 비교예에 따라 터핀계 첨가제 성분이 포함된 접착층을 가경화 한 상태에서 커버 윈도우-편광판의 표면을 FT-IR ATR 기기로 분석한 결과를 도시한 그래프이다.
도 7은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 C5 이소프렌계 자기 배열성 첨가제가 포함된 자기 배열 접착층에 의해 합착된 커버 윈도우-편광판에 대한 전단 응력 측정 결과를 도시한 사진이다.
도 8은 비교예에 따라 페놀계 첨가제 성분이 포함된 접착층에 의해 합착된 커버 윈도우-편광판에 대한 전단 응력 측정 결과를 도시한 사진이다.
이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 설명한다.
먼저 본 발명의 일 측면에 따른 접착층에 대해서 설명한다. 본 발명에 따른 접착층은 바인더 수지와 자기 배열성 첨가제를 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 접착층을 구성하는 바인더 수지는 광학 투명 수지(Optically Clear Resin; OCR)로 사용되는 바인더 수지일 수 있다. 접착층을 구성하는 바인더 수지는 접착층 중에 대략 35~90 중량부를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한, 중량부는 배합, 첨가되는 각 성분 사이의 상대적인 중량 비율을 의미한다. 바인더 수지의 함량이 전술한 범위를 충족하는 경우, 본 발명의 접착층은 피착물에 대하여 강한 접착력을 유지할 수 있으며, 적절한 모듈러스 값을 확보할 수 있다.
예를 들어, 바인더 수지는 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, C5~C8 사이클로알킬기, 에폭시기, C5~C20 아릴기로 치환되어 있는 자외선 경화성 성분의 경화에 의하여 생성될 수 있다. 바람직하게는, 상기 바인더 수지는 C1~C20 알킬기, C2~C10 알케닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기 및 C1~C20 알콕시알릴기로 치환되어 있는 지방족 (메타)아크릴레이트 수지; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 수지; 에폭시(메타)아크릴레이트 수지; C5~C20 아릴(메타)아크릴레이트 수지; 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
접착층을 구성하는 바인더 수지는 각각의 바인더 수지의 단위 유닛인 경화성 성분의 열경화 및/또는 자외선 경화와 같은 경화 공정에 의하여 얻어질 수 있다. 예시적으로, 바인더 수지의 단위 유닛인 자외선 경화성 성분은 이중 결합, 예를 들어 에틸렌성 이중 결합을 갖는 올리고머를 포함하고, 선택적으로 (메타)아크릴레이트계 모노머와 같이 에틸렌성 이중 결합을 갖는 모노머를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 달리 언급하지 않는 한 "(메타)아크릴레이트"는 아크릴레이트와 (메트)아크릴레이트를 통칭한다.
에틸렌성 이중 결합을 갖는 올리고머는 아크릴 관능기가 2개 이하인 (메타)아크릴레이트 올리고머, 알릴알콕시레이트 및 이들의 조합일 수 있다. 3개 이상의 관능기를 갖는 올리고머를 사용하는 경우, 경화시 수축률이 지나치게 커서 yellow mura와 같은 불량을 야기할 수 있다. 올리고머는 접착제 조성물의 softness와 같은 물성을 제어하는 것으로, 특히 후술하는 자기 배열성 첨가제 성분과의 상용성이 우수한 것을 사용하는 것이 좋다.
예시적으로, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 올리고머는 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, 에폭시기, C5~C20 아릴기 중 적어도 어느 하나를 갖는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 및/또는 C1~C20 알콕시기를 갖는 알릴알콕시레이트계(allyl alkoxylate) 올리고머일 수 있다. 바람직하게는, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 올리고머는 C1~C10 알킬기, C2~C10 알케닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C10 알콕시알킬기 또는 C1~C10 알콕시알릴기를 갖는 (메타)아크릴레이트계 올리고머 및/또는 C1~C10 알콕시기를 갖는 알릴알콕시레이트계 올리고머를 포함한다.
구체적으로, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 올리고머를 구성하는 성분으로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, iso-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, iso-부틸(메타)아크릴레이트, tert-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 C1~C20의 알킬(메타)아크릴레이트; 부타디엔(메타)아크릴레이트, 헥사디엔(메타)아크릴레이트, 옥타디엔(메타)아크릴레이트, 옥타디엔(메타)디아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 C2~C20의 알케닐(메타)아크릴레이트; 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜메틸에테르(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜메틸에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜에틸에테르(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 C1~C20 알콕시(메타)아크릴레이트; 2-하이드록시-에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-프로필(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-부틸(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-부톡시에틸(메타)아크릴레이트, 트리메톡시부틸(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 C1~C20 알콕시알킬(메타)아크릴레이트; 알릴프로폭시레이트, 알릴모노프로폭시레이트 올리고머 등에서 1종 이상 선택되는 알릴알콕시레이트; 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 디사이클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 C5~C8 사이클로알킬(메타)아크릴레이트; 에폭시(메타)아크릴레이트, 에폭시사이클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 에폭시(메타)아크릴레이트; 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택되는 아릴(메타)아크릴레이트 올리고머; 및 이들의 조합을 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.
예시적인 실시형태에서, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 올리고머 성분으로서 분자량이 상이한 2가지 이상의 올리고머 성분을 병용하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 분자량이 500 ~ 900인 제 1 올리고머와, 분자량이 1000 ~ 10000, 바람직하게는 1000 ~ 5000 범위인 제 2 올리고머를 병용하여 물성을 효과적으로 제어할 수 있다. 선택적으로, 분자량이 500 ~ 3000인 제 1 올리고머와, 분자량이 4000 ~ 50000인 제 2 올리고머를 병용할 수도 있다.
예시적인 실시형태에서, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 자외선 경화성 성분인 이들 올리고머는 본 발명의 접착층을 제조하기 위한 액상 접착제 조성물 중에 30 ~ 70 중량부, 바람직하게는 40 ~ 60 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 액상 접착제 조성물 중에 올리고머의 함량이 30 중량부 미만이면 점도 감소로 인하여 후술하는 모노머의 함량이 증가되어 물성을 제어하기 곤란하다. 반면 올리고머의 함량이 70 중량부를 초과하면 점도가 지나치게 높아져서 경화 반응 속도 및 점도 조절에 문제가 발생할 수 있다.
선택적으로 액상 접착제 조성물의 다른 자외선 경화성 성분으로서 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더욱 포함할 수 있다. 자외선 경화성 성분으로서 모노머는 반응 속도 및 점도를 조절하기 위한 것으로, 이 모노머는 2개 이하의 아크릴 관능기를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, (메타)아크릴레이트계 모노머는 C5-C20의 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기 또는 C1~C20 알콕시기로 치환되어 있는 지방족 (메타)아크릴레이트 모노머; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 모노머; C1-C10 아릴(메타)아크릴레이트, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 바람직하게는 C10~C20의 알킬기로 치환된 지방족 (메타)아크릴레이트 모노머; 치환되지 않거나 C1~C5의 알킬기로 치환되어 있는 C6~C7 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 모노머; 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.
지방족(메타)아크릴레이트 모노머의 비제한적인 예는 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 아밀(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, iso-옥틸(메타)아크릴레이트, n-노닐(메타)아크릴레이트, iso-노닐(메타)아크릴레이트, n-데실(메타)아크릴레이트, iso-데실(메타)아크릴레이트, n-도데실(메타)아크릴레이트, iso-도데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, iso-스테아릴(메타)아클레이트와 같은 스테아릴(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타아크릴레이트 등과 같은 지방족 (메타)아크릴레이트; 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 등과 같은 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트; 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등과 같은 아릴 (메타)아크릴레이트를 포함한다.
자외선 경화성 성분으로서 이들 모노머는 액상 접착제 조성물 중에 5~20 중량부의 비율로 포함된다. 모노머의 함량이 5 중량부 미만이면 조성물의 점도가 지나치게 낮아져서 접착제 조성물을 코팅할 때 균일한 코팅이 곤란하다. 또한 모노머의 함량이 20 중량부를 초과하면 경화 반응 속도가 느려질 수 있다.
전술한 자외선 경화성 성분의 중합 반응을 유도할 수 있도록 액상 접착제 조성물에는 광개시제가 포함된다. 예를 들어 광개시제는 UV와 같은 적절한 전원의 조사에 의한 광중합 반응을 유도할 수 있는 임의의 광개시제를 사용할 수 있다. 예를 들어, Irgacure 184, Irgacure 819 및 이들의 조합으로 구성될 수 있는 상업적 광개시제를 사용할 수 있지만, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 광개시제가 이들 제품으로만 한정되는 것은 결코 아니다.
예를 들어 사용가능한 광개시제로서 1) 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논 등의 아세토페논계 광개시제, 2) 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등의 벤조페논계 광개시제, 3) 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤 등의 티오크산톤계 광개시제, 4) 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 광개시제, 5) 4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 등의 트리아진계 광개시제를 들 수 있다.
광개시제는 액상 접착제 조성물 중에 0.01 ~ 5.0 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 광개시제의 함량이 0.01 중량부 미만이면, 경화 반응 속도가 지나치게 느려지거나 개시 역할을 수행하지 못하여 경화 효율이 떨어진다. 광개시제의 함량이 5.0 중량부를 초과하면 경화에 참여하지 못한 광개시제의 고리(ring) 구조 특성으로 인하여 황변 현상이 초래될 수 있다.
한편, 본 발명의 접착층은 자기 배열성 첨가제(self-assembly additive)를 포함한다. 바람직한 실시형태에 따르면, 자기 배열성 첨가제로서, 폴리머 형태로 된 뒤에 수소화(hydrogenation) 반응을 통하여 컬러를 감소시키고 열, 산소 및 자외선 등에 대한 안정성이 개선된 수소화된(hydrogenated) C5 자기 배열성 첨가제를 사용할 수 있다. 바람직하게는 자기 배열성 첨가제로서 전술한 자외선 경화성 성분의 경화에 의해 합성되는 고분자 소재에 비하여 비중이 낮은 자기 배열성 첨가제를 사용할 수 있다.
사용될 수 있는 자기 배열성 첨가제는 예를 들어 이소프렌(isoprene), 피퍼릴렌(piperylene), 사이클로펜타디엔(cyclopentadiene), 사이클로펜텐(cyclopentene) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 특히 바람직하게는 이소프렌, 트랜스-1,3-펜타디엔, 시스-1,3-펜타디엔, 2-메틸-2-부텐 및 이들의 조합이다.
이들 자기 배열성 첨가제는 UV 경화 과정에서 전술한 자외선 경화성 성분이 네트워크 구조의 가교결합을 형성함에 따라 비중 차이에 의하여 네트워크 구조에서 특정 영역으로 이동하여 자기 배열된다. 예를 들어, 이들 자기 배열성 성분은 경화 과정을 통하여, 접착층 중에서 편광판이 부착되는 표시 패널의 계면 쪽으로 이동하여 자기 배열되므로, 가경화 상태에서 접착제로 사용되는 바인더 수지에 의하여 부착되는 피착 대상물인 편광판과의 접착력을 향상시키는 데 기여할 수 있다. 예시적으로, 접착층 중에 자기 배열성 첨가제는 0.1~20 중량부의 비율로 배합되는 것이 좋다.
선택적으로, 본 발명의 접착층은 접착제의 모듈러스(modulus) 값을 낮출 수 있도록 적절한 가소제(plasticizer) 성분이 포함된다. 사용될 수 있는 가소제 성분으로는 접착층의 모듈러스를 낮출 수 있는 임의의 성분을 포함한다. 예를 들어, 가소제 성분으로서 디옥틸프탈레이트(DOP)계, 디옥틸아미페이트(DOA)계, 트리크레실포스테이트(TCP), 디옥틸아졸레이트(DOZ)계, 에스테르(Esther)계, 폴리이소프렌계 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 가소제 성분은 접착층 중에 30~70 중량부의 비율로 배합된다.
자기 배열성 첨가제 성분의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 특정 계면으로 이동하는 자기 배열성 첨가제의 양이 적어서 피착 대상물에 대한 접착력 향상을 기대하기 어렵다. 반면, 가소제 성분의 함량이 30 중량부 미만이면 접착층의 모듈러스 값이 지나치게 높아질 우려가 있다. 또한 자기 배열성 첨가제의 20 중량부를 초과하고/초과하거나 가소제 성분의 함량이 70 중량부를 초과하면 접착층 중에 경화성 성분의 함량이 낮아져서 경화 반응 속도가 느려질 수 있다. 또한, 경화 밀도가 낮은 고분자 매트릭스 내의 비반응 성분인 자기 배열성 첨가제 및 가소제 성분이 많아져서 접착 불량이 발생할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태에 따르면, 접착층을 구성하는 바인더 수지의 60% 이상, 예를 들어 70% 이상은 접착층 중 제 1 영역, 예를 들어 커버 윈도우와의 계면 영역에 위치한다. 반면, 자기 배열성 첨가제의 60% 이상, 예를 들어 70% 이상은 접착층 중 제 1 영역의 반대 영역, 예를 들어 접착층 중 화상 표시 소자에 부착된 편광판과의 계면 영역에 위치할 수 있다.
계속해서 액상 접착제 조성물의 도포 및 이 조성물의 경화로 인해 생성된 접착층이 커버 윈도우 및 편광판 사이에 개재되어 있는 표시 장치에 대해서 첨부하는 도면을 참조하면서 설명한다. 도 2a에 도시된 것과 같이, 일부 영역에 차광부(112)로 차폐되어 있는 커버 글라스(110)의 일면에 액상 접착제 조성물이 도포되어 액상 접착층(120)을 형성한다. 커버 윈도우(110)는 후술하는 표시 패널(200)에서 화상이 표시되는 측의 바깥에 위치하여, 표시 패널(200)의 이미지를 그대로 투과하는 동시에 외부 충격이나 응력으로부터 표시 패널(200)을 보호한다. 커버 윈도우(110)는 강화 유리나 강화 플라스틱 등의 소재로부터 예를 들어 인 몰드 라미네이션(in mold lamination) 방법으로 사출 성형될 수 있다.
액상 접착제 조성물은 다양한 코팅 방식을 통해 커버 윈도우(110)의 일면에 코팅될 수 있는데, 예를 들어 슬릿 코팅을 이용하여 대략 100 ~ 200 ㎛의 두께로 코팅되어 액상 접착층(120)을 형성한다. 이 상태에서 아직 UV에 의한 경화 반응이 진행되지 않았으므로, 액상 접착층(120)을 구성하는 경화성 성분인 모노머, 올리고머 및 자기 배열성 첨가제들은 커버 윈도우 계면(122)과 표시 패널 계면(124)을 포함하는 전체 영역에 균일하게 분산되어 있다.
이어서, 도 2b에 도시한 것과 같이, 적절한 광원을 이용하여 커버 글라스(110)에 코팅된 액상 접착층(120)으로 UV가 조사되는 가경화 공정이 수행된다. 예를 들어, 가경화 반응을 수행하기 위하여 적절한 파장(365 nm 등)의 LED 조명을 이용할 수 있다. 가경화 반응에 의하여 올리고머 성분 및 모노머 성분과 같은 자외선 경화성 성분 사이에서 네트워크 구조의 가교결합을 형성하는 경화 반응이 수행된다. 가경화 반응 초기에는 자외선 경화성 성분 사이의 네트워크 구조가 상대적으로 헐겁게 형성되어 있기 때문에, 도 2b의 우측 도면에 도시한 것과 같이, 가경화 반응 초기의 접착층(120)에서 자기 배열성 첨가제는 자외선 경화성 성분의 네트워크 구조 사이에 위치할 수 있다.
그러나, 자기 배열성 첨가제가 자외선 경화성 성분의 모든 네트워크 구조 사이에 위치하는 것이 아니며, 자외선 경화성 성분의 일부 네트워크 구조 사이에는 자기 배열성 첨가제가 위치하지 않는 이른바 'free volume'이 형성될 수 있다. 이러한 free volume은 자외선 경화성 성분과 자기 배열성 첨가제의 상용성이나 상대적으로 함량이 적은 자기 배열성 첨가제가 자외선 경화성 성분의 모든 네트워크 구조 사이를 점유하지 못하기 때문이다.
가경화 반응이 계속되어 예를 들어 경화율이 50%를 초과하는 가경화 반응의 후기 단계로 진입하면, 접착층(120)에서 올리고머 및/또는 모노머와 같은 경화성 성분 사이의 가교결합이 보다 치밀하게 형성된다. 이들 경화성 성분이 보다 치밀한 네트워크 구조를 형성함에 따라, 보다 치밀해진 네트워크 구조 사이에 자기 배열성 첨가제가 위치할 수 없다. 다시 말하면, 경화가 진행될수록 자외선 경화성 성분의 네트워크 구조 사이의 free volume이 작아져서, 자기 배열성 첨가제는 free volume의 외부로 빠져나가게 된다. 즉, 자기 배열성 첨가제는 도 2b의 우측 상단에 도시되어 있는 free volume을 통하여 다른 영역으로 이동하여야 한다. 그런데, 본 발명의 예시적인 실시예에 따르면 자기 배열성 첨가제로 사용된 C5 자기 배열성 성분의 비중(대략 0.6 ~ 0.7)은 경화성 성분의 경화 공정에 의하여 얻어지는 바인더 수지의 비중(대략 0.9 ~ 1.1)에 비하여 낮다.
도 2c의 우측 상단에 도시한 것과 같이, 가경화 공정의 지속적인 진행에 의하여 경화성 성분 사이의 네트워크 가교결합이 치밀하게 형성됨에 따라, 바인더 수지와 자기 배열성 첨가제 사이의 비중의 차이로 인하여, 자기 배열성 첨가제와 경화 생성물인 바인더는 각각 별개의 영역에 배열, 위치한다. 즉, 접착층(120)에서 자기 배열성 첨가제는 상단의 제 1 영역, 즉 표시 패널 계면(124)에 자기 배열된다. 반대로, 접착층(120)에서 경화성 성분의 경화에 의하여 얻어지는 바인더 수지는 하단의 제 2 영역, 즉 커버 윈도우 계면(122)에 위치하게 된다. 예를 들어, 가경화 공정의 진행에 의하여 접착층(120)에서 전체 자기 배열성 첨가제의 60% 이상, 예를 들어 70% 이상은 표시 패널 계면(124) 영역에 집중적으로 배열되고, 전체 바인더 수지의 60% 이상, 예를 들어 70% 이상은 커버 윈도우 계면(122)쪽 영역에 집중적으로 위치할 수 있다. 다시 말하면, 자기 배열성 첨가제는 표시 패널(200) 쪽에 근접할수록 그 농도 및/또는 밀도가 높아지도록 자기 배열된다. 계속해서 도 3은 전술한 가경화 공정에 의하여 커버 윈도우(110)의 일면에 부착된 접착층(120)을 통하여, 편광판(300)이 부착된 표시 패널(200)과 커버 윈도우(110)을 합착하는 공정을 개략적으로 도시하고 있다. 가경화 공정이 완료되어 커버 윈도우 계면(122)에 커버 윈도우(110)가 부착된 접착층(120)의 상단과 하단을 바꾸고, 일면에 편광판(300)이 부착된 표시 패널(200)에 부착한다. 이어서 적절한 광원, 예를 들어 금속 할라이드를 사용한 본경화 공정을 진행하여, 접착층(120)을 완전히 경화시킨다.
여기서, 표시 패널(200)은 액정표시패널, 유기전계발광소자(OLED) 등 화상을 표시할 수 있는 임의의 표시 패널을 포함할 수 있다. 도 4에서는 예를 들어 횡전계 방식의 액정표시패널로 이루어진 표시 장치(400)를 도시하고 있는데, 이에 대해서 살펴본다.
도 4에 도시한 것과 같이, 표시 패널(200)은 제 1 기판(201)과 제 2 기판(202)이 대향적으로 마주하고 있으며, 이들 기판(201, 202) 사이에 액정층(230)이 개재되어 있다. 제 1 기판(201)과 제 2 기판(202)은 플라스틱 또는 유리로 제조될 수 있으며, 제 1 기판(201)의 상부에 다수의 전극 및 배선이 적층된다.
제 1 기판(201)의 상부에 적층되는 다수의 전극 및 배선에 대해서 보다 구체적으로 살펴보면, 제 1 기판(201)의 상부에 일방향으로 다수의 게이트 배선(미도시)이 연장되어 있으며, 이러한 다수의 게이트 배선(미도시)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하며 제 2 방향으로 다수의 데이터 배선(270)이 형성되어 있다. 게이트 배선(미도시)의 일단에 연결되어 비-표시영역에 게이트패드(미도시)가 형성되고, 데이터 배선(270)의 일단에 연결되어 비-표시영역에 데이터패드(미도시)가 형성된다.
다수의 화소영역(P) 각각에는 게이트 전극(262)과, 게이트 절연막(263)과, 액티브층(266a)과 오믹콘택층(266b)을 포함하는 반도체층(266)과, 소스 및 드레인 전극(272, 274)으로 이루어지는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. 게이트 전극(262)은 게이트 배선(미도시)에 연결되며, 제 1 기판(201) 상에 형성된다. 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(262) 상에, 무기 절연물질, 예를 들어 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)일 수 있는 무기 절연물질로 이루어지는 게이트 절연막(263)이 형성된다.
게이트 절연막(263) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(266a)과, 액티브층(266a) 상에 형성되며 액티브층(266a)의 중앙을 노출시키고 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(266b)이 형성되어 있다. 액티브층(266a)과 오믹콘택층(266b)은 반도체층(266)을 이룬다.
반도체층(266) 상에는 서로 이격하여 액티브층(266a)의 중앙을 노출시키는 소스 전극(272)과 드레인 전극(274)이 형성되어 있다. 소스 전극(272)은 반도체층(266) 상에 위치하며 데이터 배선(270)에서 연장되며, 드레인 전극(274)은 반도체층(266) 상에서 소스 전극(272)과 이격하여 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)는 스위칭 영역(TrA)에 위치하고 있다.
또한, 게이트 절연막(263) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(170)이 게이트 배선(미도시)과 교차하여 형성되고 있다. 데이터 배선(270)은 화소영역(P)에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(272)으로부터 연장된다. 한편, 도면으로 표시하지는 않았으나, 하나의 예시적인 실시형태에서, 게이트 절연막(263) 상에는 공통배선(미도시)이 데이터 배선(270)에 평행한 제 2 방향을 따라 형성되어, 게이트 배선(미도시)과 교차하고 있다. 대안적인 실시형태에서, 공통배선(미도시)은 게이트 배선(미도시)과 평행하게 게이트 배선(미도시)과 동일층에 형성될 수도 있다.
한편, 데이터 배선(270), 소스 전극(272), 드레인 전극(274) 및 공통배선(미도시)을 덮는 제 1 보호층(164)이 형성된다. 이 제 1 보호층(164)에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(174)을 노출시키는 드레인 콘택홀(175)이 형성되어 있다. 이 제 1 보호층(264)은 산화실리콘(SiOx)나 질화실리콘(SiNx)로 제조되는 무기 절연막 또는 포토아크릴로 제조되는 유기 절연막일 수 있다. 제 1 보호층(264)은 화소전극(276)을 형성하는 과정에서 오믹콘택층(266b)이 손상되는 것을 방지한다.
또한, 각각의 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(274)과 드레인 콘택홀(275)을 통해 접촉하여 전기적으로 연결되는 제 1 전극으로서의 화소전극(276)이 제 1 보호층(264) 상에 형성되어 있다. 화소전극(276)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 각각의 화소영역(P) 내에서 판 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)일 수 있다. 도면으로 도시하지 않았지만, 제 1 보호층(264)의 상부의 비-표시영역에는 화소전극(276)과 동일한 투명 도전성 소재로 제조되는 게이트 패드 전극 및 데이터 패드 전극이 형성되는데, 게이트패드 전극은 게이트패드 콘택홀(미도시)을 통하여 게이트패드에 전기적으로 연결되고, 데이터패드 전극은 데이터패드 콘택홀(미도시)을 통하여 데이터패드에 전기적으로 연결된다.
화소전극(276) 상부에는 제 2 층간 절연막인 제 2 보호층(280)이 형성되어 있다. 이 제 2 보호층(280)은 무기 절연막 또는 유기 절연막일 수 있다.
한편, 상기 제 2 보호층(280) 상에는 상기 판 형태의 화소전극(276)과 중첩하며 다수의 슬릿 형태의 홀(개구부, 292)을 갖는 공통전극(290)이 형성되어 있다. 화소전극(276)과 마찬가지로 제 2 전극으로서의 공통전극(290)은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다. 공통전극(290)은 다수의 화소영역(P)이 형성된 표시영역 전면에 형성된다. 판 형태의 제 1 전극일 수 있는 화소전극(276)과 개구부(292)를 갖는 제 2 전극일 수 있는 공통전극(290) 사이에 전압이 인가되면, 프린지 필드(fringe field)가 형성되어 액정이 구동됨으로써, 투과 효율이 향상되고 고품질의 영상이 표시된다.
도면으로 도시하지는 않았으나 컬러 필터 기판일 수 있는 제 2 기판(202)의 하부에는 각각의 화소영역(P)에 대응되는 개구부를 갖는 차광부재인 블랙매트릭스가 형성되고, 블랙매트릭스의 하부와 블랙매트릭스의 개구부를 통하여 노출된 제 2 기판(202)의 하부에는 컬러필터층이 형성된다. 컬러필터층(미도시)은 화소영역(P)에 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터를 포함한다. 또한, 컬러필터층(미도시)과 액정층(230) 사이에는 컬러필터층(미도시)의 보호 및 표면을 평탄화하기 위하여 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 등과 같은 소재의 오버코트층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
한편, 제 2 기판(202)의 외측에 특정 빛만을 선택적으로 투과하는 편광판(300)이 부착된다. 도면으로 도시하지는 않았지만, 제 1 기판(201)의 외측에도 편광판(미도시)가 부착된다. 아울러 횡전계형 액정 표시 패널(200)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 이의 배면에서 빛을 공급하는 백라이트 유닛이 구비될 수 있다. 제 2 기판(202)의 외측에 부착된 편광판(300)과 커버 윈도우(110) 사이에 개재된 접착층(120)을 통하여 커버 윈도우(110)와 표시 패널(200)은 합착된다.
별도로 도시하지는 않았지만, 터치 스크린 패널이 편광판(300)과 커버 윈도우(120) 사이, 편광판(300)과 표시 패널(200) 사이(on-cell type) 또는 표시 패널(200) 내부(in-cell type)에 위치할 수 있다.
종래 광학 투명 접착제의 경우에 커버 윈도우의 계면은 액상에서 경화되는 반면, 표시 패널 계면은 반경화 상태에서 경화되므로 표시 패널 계면의 접착력이 약하였다. 하지만, 본 발명의 접착층(120)은 특히 편광판(300)에 대한 점착력이 우수한 자기 배열성 첨가제가 가경화 공정에 의하여 표시 패널 계면(124) 쪽에 집중적으로 배열되어 있다.
비록 표시 패널 계면(124)이 반경화 상태에서 본경화 공정이 수행되더라도, 액상 상태에서부터 경화 공정이 수행된 커버 윈도우 계면(122)과 거의 동일한 접착력을 가지게 된다. 따라서 외부 충격 등으로 인하여 접착층(120)이 편광판(300)이 부착된 표시 패널(200)에서부터 박리되는 것을 방지할 수 있고, 외부에서 인가된 응력을 접착층(120) 내부로 방출할 수 있는 이점을 갖게 된다.
이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 발명으로 한정되는 것은 아니다.
실시예 1: 자기 배열성 첨가제를 이용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
자외선 경화성 성분으로서 분자량이 각각 500 ~ 900, 1000 ~ 2000인 부타디엔 아크릴레이트 올리고머 40 중량%, 이소보닐 아크릴레이트와 라우릴 아크릴레이트가 배합된 모노머 15 중량%, 수화된 C5 이소프렌계 수지인 자기 배열성 첨가제 10 중량%, 광개시제로서 Irgacure 184(4.5 중량%)와 Irgacure 819(0.5 중량%), 폴리이소프렌 수지인 가소제 30 중량%를 배합한 접착제 조성물을 제조하였다. 이를 커버 윈도우 상에 150 ㎛의 두께로 도포하고, 365 nm 파장의 LED를 광원으로 하여 100 mJ/㎠의 광량으로 가경화를 수행하였다. 이어서 커버 윈도우에 가경화 부착된 접착제를 편광판에 합착하고, 금속 할라이드를 광원으로 하여 2000 mJ/㎠의 광량으로 본경화를 수행하여, 접착제를 완전히 경화시켰다.
실시예 2: 1개의 광개시제만을 사용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
실시예 1과 비교하여 광개시제로 Irgacure 184를 단독으로 4.5 중량% 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 커버 윈도우와 편광판을 합착하였다.
실시예 3: 1개의 광개시제만을 사용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
실시예 1과 비교하여 광개시제로 Irgacure 819를 단독으로 0.5 중량% 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 커버 윈도우와 편광판을 합착하였다.
비교예 1: 올리고머로 우레탄 아크릴레이트를 사용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
실시예 1과 비교해서 경화성 올리고머로 우레탄 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 커버 윈도우와 편광판을 합착하였다.
비교예 2: 모노머로 부틸아크릴레이트를 사용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
실시예 1과 비교해서 경화성 모노머로 tert-부틸아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 커버 윈도우와 편광판을 합착하였다.
비교예 3: 페놀계 첨가제를 사용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
실시예 1과 비교해서 자기 배열성 첨가제를 대신하여 페놀계 첨가제를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 커버 윈도우와 편광판을 합착하였다.
비교예 4: 터핀계 첨가제를 사용하여 커버 윈도우 -편광판 합착
실시예 1과 비교해서 자기 배열성 첨가제를 대신하여 터핀계(terpenes) 첨가제를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 커버 윈도우와 편광판을 합착하였다.
실험예 1: 기본적 물성 평가
위 실시예 1-3 및 비교예 1-4에서 각각 제조된 접착제에 대한 액상 Haze, 경화 후 모듈러스 값을 측정하였다. 측정 결과는 하기 표 1에 표시되어 있다.
접착제에 대한 물성 평가
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
Haze OK OK OK NG(불투명) NG(불투명) OK NG
모듈러스
(Pa)		 < 105 < 105 < 105 < 105 > 106 > 106 > 106
기타 Hardness ↑ 내열성↓,
황변 발생
실험예 2: 표면 성분 분석
실시예 1 및 비교예 4에서 각각 제조된 액상 접착제 조성물을 커버 윈도우에 도포하고 가경화한 뒤, 접착제 표면 성분을 분석하기 위하여 FT-IR ATR(Fourier Transform Infrared spectroscopy Attenuated total reflection)을 수행하였다. 도 5는 실시예 1에 따라 C5 이소프렌 계열의 자기 배열성 첨가제를 사용한 접착제 조성물을 커버 윈도우에 도포하고 UV 가경화 한 뒤, 편광판에 부착한 상태에서 FT-IR ATR을 수행한 분석 결과이고, 도 6은 비교예 4에 따라 터핀 계열의 첨가제를 사용한 접착제를 커버 윈도우에 도포하고 UV 가경화 한 뒤, 편광판에 부착한 상태에서 FT-IR ATR을 수행한 분석 결과이다.
도 5 및 도 6에서 접착제를 가경화하기 위하여 UV가 조사된 방향으로서, 편광판이 부착된 계면이 전면(Front)이고, 그 반대 방향으로서 커버 윈도우가 부착된 계면이 배면(Back)이다. 다른 성분과 비교해서 자기 배열성 첨가제 특유의 탄소-탄소 이중 결합은 대략 1700 cm-1의 파장에서 분석되는데, 터핀 계열의 첨가제는 전면과 배면 모두에서 균일하게 탄소-탄소 이중 결합 피크가 나타나 터핀 계열의 첨가제는 UV 경화에 의해서도 특정 영역으로 배열되지 않았다. 하지만, 본 발명에 따라 사용된 이소프렌 계열의 자기 배열성 첨가제는 UV가 조사되는 계면, 즉 편광판이 부착되는 전면에 집중적으로 배열된 것을 확인하였다.
실험예 3: 전단 강도 측정
실시예 1의 자기 배열성 첨가제가 포함된 접착제와, 비교예 3의 페놀계 첨가제가 포함된 접착제가 완전히 경화되어 합착된 커버 글라스-편광판에 대한 전단 강도(shear strength)를 측정하였다. 전단 강도는 Instron UTM을 사용하였으며 0.5 inch/min의 조건에서 수행하였다. 실시예 1의 자기 배열성 첨가제가 포함된 접착제에 의해 합착된 커버 글라스-편광판에 대한 측정 결과는 도 7에, 비교예 3의 페놀계 첨가제가 포함된 접착제에 의해 합착된 커버 글라스-편광판에 대한 측정 결과는 도 8에 도시되어 있다. 비교예 3의 경우 접착제와 피-접착 대상인 편광판의 계면에서 박리(delamination)가 일어나는 접착 파괴(계면 파괴, adhesive failure)가 관찰되었다. 반면, 실시예 1의 경우 OCR은 박리되지 않고 단순히 접착제의 내부에서만 파손되는 응집 파괴(cohesive failure)만이 일어나, 비교예와 비교해서 피-접착 대상에 대한 접착이 양호하다는 것을 확인하였다.
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시형태 및 실시예에 기재된 기술 사상으로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 추고할 수 있을 것이다. 하지만, 그와 같은 변경과 변형은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 더욱 분명해질 것이다.
110: 커버 윈도우 112: 차광부
120: 접착층 122: 커버 윈도우 계면(제 2 영역)
124: 표시 패널 계면(제 1 영역) 200: 표시 패널
201: 제 1 기판 202: 제 2 기판
300: 편광판 400: 표시 장치

Claims (10)

  1. C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, C5~C8 사이클로알킬기, 에폭시기, C5~C20 아릴기로 치환되어 있는 자외선 경화성 성분의 경화에 의하여 생성된 바인더 수지와;
    자기 배열성 첨가제
    를 포함하는 접착층.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 자기 배열성 첨가제는 상기 바인더 수지에 비하여 비중이 작은 접착층.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 자기 배열성 첨가제는 이소프렌(isoprene)계, 피퍼릴렌(piperylene)계, 사이클로펜타디엔(cyclopentadiene), 사이클로펜텐(cyclopentene) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 접착층.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바인더 수지의 60~100%는 제 1 영역에 위치하고 있으며, 상기 자기 배열성 첨가제의 60~90%는 제 1 영역의 반대 영역인 제 2 영역에 배열되는 접착층.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 C1~C20 알킬기, C2~C10 알케닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기 및 C1~C20 알콕시알릴기로 치환되어 있는 지방족 (메타)아크릴레이트 수지; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 수지; 에폭시(메타)아크릴레이트 수지; C5~C20 아릴(메타)아크릴레이트 수지; 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 접착층.
  6. 표시 패널과;
    상기 표시 패널의 외측에 배치되는 커버 윈도우와;
    상기 표시 패널과 상기 커버 윈도우 사이에 배치되는 편광판과;
    상기 편광판과 상기 커버 윈도우 사이에 도포되는 접착층을 포함하고,
    상기 접착층은 C1~C20 알킬기, C2~C20 알케닐기, C2~C20 알키닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기, C1~C20 알콕시알릴기, C5~C8 사이클로알킬기, 에폭시기, C5~C20 아릴기로 치환되어 있는 자외선 경화성 성분의 경화에 의하여 생성된 바인더 수지와, 자기 배열성 첨가제를 포함하고,
    상기 접착층 중에 상기 자기 배열성 첨가제는 상기 표시 패널에 근접할수록 농도가 높아지는 표시 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 자기 배열성 첨가제는 상기 바인더 수지에 비하여 비중이 작은 표시 장치.
  8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 자기 배열성 첨가제는 이소프렌(isoprene)계, 피퍼릴렌(piperylene)계, 사이클로펜타디엔(cyclopentadiene), 사이클로펜텐(cyclopentene) 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 표시 장치.
  9. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 접착층 중에서 상기 바인더 수지의 60~100%는 상기 커버 윈도우와의 계면 쪽에 위치하고, 상기 자기 배열성 첨가제의 60~100%는 상기 편광판과의 계면 쪽에 배열되어 있는 표시 장치.
  10. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 C1~C20 알킬기, C2~C10 알케닐기, C1~C20 알콕시기, C1~C20 알콕시알킬기 및 C1~C20 알콕시알릴기로 치환되어 있는 지방족 (메타)아크릴레이트수지; 치환되지 않거나 C1-C10 알킬기, C2-C10 알케닐기, C2-C10의 알키닐기, 또는 C1-C10 알콕시기로 치환되어 있는 C5-C8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트 수지; 에폭시(메타)아크릴레이트 수지; C5~C20 아릴(메타)아크릴레이트 수지; 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 표시 장치.
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