KR102211072B1 - 경화성 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 경화성 조성물, 및 이로부터 형성된 접착층을 포함하는 표시장치와 상기 표시장치에 대하여 재활용 공정을 수행하는 방법에 관한 것이다.

Description

경화성 조성물{A curable composition}
본 출원은 경화성 조성물에 관한 것이다. 구체적으로, 본 출원은 경화성 조성물, 및 이를 포함하는 표시장치와 상기 표시장치에 대하여 재활용 공정을 수행하는 방법에 관한 것이다.
도 1은 액정디스플레이 모듈(LCM: liquid crystal display module)을 포함하는 표시장치의 일부를 도시한 개략도이다. 이러한 표시장치 구성 중에서, LCM 외의 구성, 예를 들어 커버 글라스(cover glass)와 같은 구성이 파손되거나 불량인 경우에는, 고가의 LCM을 재활용하는 조치가 필요하다.
LCM을 재생 또는 재활용하는 공정에서는, 고온의 와이어 커팅을 이용하는 것이 일반적이다. 구체적으로, 진공 흡착되는 약 80 내지 110℃의 핫플레이트 상에, 커버 글라스가 아래를 향하도록 LCM을 포함하는 적층체를 수초 내지 수분 간 방치하고, 직경 약 50 ㎛ 의 와이어를 이용하여 OCR(optical celar resin)을 분리한다. 이후, LCM 표면에 남아 있는 OCR을 고온의 칼날로 긁어내고, 남아 있는 OCR은 세척제로 닦아낸다. 그리고, OCR이 제거된 LCM에 대하여 소정의 구동 검사를 실시하고, 구동검사가 통과된 LCM에 대해서는 새로운 OCR을 부착한 후 재사용하게 된다.
상기 과정 중, 고온의 칼날로 OCR을 긁어내는 공정은 LCM 손상과 제품 불량의 원인이 될 수 있다. 그리고, LCM 표면에 잔류하는 OCR은 세척제로도 잘 닦이지 않는 문제가 있다. 이러한 문제는, 관련 공정의 공정성을 저하시키고, LCM 재생에 관한 비용을 증가시킨다. 그리고, 상기와 같이 고온에서 진행되는 LCM 재생 공정은, 백라이트 유닛(BLU: back light unit)을 손상시키기도 한다.
본 출원의 일 목적은 LCM 재생 작업의 공정성을 개선하고, 비용을 절감할 수 있는 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 출원의 다른 목적은, LCM을 포함하는 표시장치 제조시, 사용자에게 우수한 시인성을 제공할 수 있게 하는 접착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 출원의 상기 목적 및 기타 그 밖의 목적은 하기 상세히 설명되는 본 출원에 의해 모두 해결될 수 있다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 경화성 조성물에 관한 것이다. 구체적으로 본 출원은 표시장치의 커버 글라스 구성을 액정 패널과 접합시키는데 사용되며, 경화 후 접착 상태에서 소위 OCR(optical celar resin)로 기능할 수 있는 경화성 조성물에 관한 것이다. 상기 경화는, 예를 들어, 자외선 파장 예를 들어, 약 150 nm 내지 350 nm 파장 범위의 광이 소정 세기와 강도로 조사되면서 이루어질 수 있다. 경화시 조사되는 광의 세기와 강도는 특별히 제한되지 않으며, 경화된 조성물이 OCR로 기능을 수행할 수 있는 수준에서 적절히 선택될 수 있다.
상기 경화성 조성물은 (메타)아크릴산 에스테르 모노머 및 우레탄 올리고머를 포함할 수 있으며, 조성물이 경화된 후에, 하기 설명되는 표시장치 및 그 재생 공정에 적합한 특성을 갖도록 구성될 수 있다. 구체적으로, 상기 경화성 조성물은 수리 문제로 인해 액정 패널로부터 커버 글라스를 제거하는 공정이 저온에서도 이루어질 수 있도록 하기 때문에, 전술한 종래 기술의 문제를 방지할 수 있다. 본 출원에서 상기 공정이 수행되는 「저온」이란 0℃ 이하의 온도를 의미하는 것으로, 예를 들어, -20℃ 이하, -30℃ 이하 또는 -40℃ 이하, 그리고 -70℃ 이상, -60℃ 이상, 또는 -50℃ 이상의 온도를 의미할 수 있고, 바람직하게는 -50℃ 내지 -20℃ 또는 -40℃ 내지 -20℃ 범위일 수 있다.
본 출원에서, 상기 경화성 조성물은, 경화 후 -40 ˚C에서 측정된 저장 탄성률이 1.0 × 108 Pa 이상을 만족하는 조성물일 수 있다. 구체적으로, 상기 조성물의 경화 후 저장탄성률은 1.5 × 108 Pa 이상, 2.0 × 108 Pa 이상, 2.5 × 108 Pa 이상, 3.0 × 108 Pa 이상, 3.5 × 108 Pa 이상, 4.0 × 108 Pa 이상, 4.5 × 108 Pa 이상, 5.0 × 108 Pa 이상, 5.5 × 108 Pa 이상 또는 6.0 × 108 Pa 이상일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 본 출원의 LCM 재생 공정이 수행되는 저온에서 접착층 계면의 택(tack)이 충분히 저하될 수 있고, 그에 따라 전술한 종래 기술의 문제 없이 LCM으로부터 OCR을 분리할 수 있다. 상기 - 40 ˚C에서 측정된 저장 탄성률의 상한은 특별히 제한되지는 않으나, LCM 재생 공정에서의 적합성이나 하기 설명되는 상온 저장탄성률과의 관계를 고려할 때, 예를 들어 9.0 × 108 Pa 이하일 수 있다.
또한, 상기 경화성 조성물은, 그 경화물이 포함되는 표시장치의 시인성 저하를 방지하고자, 경화 후 상온에서 측정된 저장 탄성률이 90,000 Pa 이하를 만족하는 조성물일 수 있다. 본 출원에서 「상온」이란, 특별히 가온되지 않은 상태로서, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 예를 들면, 약 25℃, 약 23℃, 약 20℃, 약 18℃, 또는 약 15℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다. 일반적으로, 저온에서의 저장탄성률이 증가할 경우 상온에서의 저장탄성률 역시 증가하는 경향이 있다. 그러나, 액정패널과 부착되는 경화성 조성물의 경화층이 갖는 상온 저장탄성률이 증가한다는 것은 상기 경화층의 경화 수축률이 높다는 것과 상관이 있고, 경화 수축률이 높을 경우에는 경화된 조성물이 경화 전과 비교할 때 보다 크게 수축되면서 액정디스플레이 패널의 셀 갭(cell gap)이 증가하는 결과를 가져올 수 있다. 상기와 같은 셀 갭의 증가는, 접착층 테두리에 황변이 발생한 것과 유사한 시인성 저하를 유발한다. 그러나, 본 출원에서는, 경화 후 소정의 상온 저장탄성률을 만족하는 경화성 조성물이 사용되기 때문에, 전술한 셀 갭 증가에 따른 표시장치의 시인성 저하 문제를 방지할 수 있다. 특별히 제한되지는 않으나, 상기 접착층의 상온 저장탄성률의 하한은, 예를 들어, 10,000 Pa 또는 15,000 Pa 일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 경화성 조성물은, 조성물에 포함되는 전체 구성의 함량을 기준으로, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머 15 내지 35 중량부 및 상기 우레탄 올리고머 30 내지 70 중량부를 포함할 수 있다. 본 출원에서 중량부란, 각 성분간 중량의 비율을 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기와 같이 접촉 조성물이 (메타)아크릴산 에스테르 모노머 15 중량부 내지 35 중량부 및 우레탄 올리고머 30 내지 70 중량부를 포함한다는 것은, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머와 우레탄 올리고머의 중량을 기준으로 한 비율이 15 내지 35 : 30 내지 70인 경우를 의미할 수 있다. 상기 함량 범위를 만족하는 경우, 상기 언급된 저장탄성률뿐 아니라 적절한 접착 또는 점착력을 확보할 수 있다.
상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 경화성 조성물이 경화될 경우, 점착 또는 접착 특성과 투명성을 부여할 수 있는 구성으로서, 그 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, (메타)아크릴산 에스테르 모노머로는 알킬 (메타)아크릴레이트 모노머가 사용될 수 있다. 이때, 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 40, 1 내지 30 또는 1 내지 20의 알킬기 일 수 있고, 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형의 알킬기일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 경화성 조성물은 직쇄형, 분지쇄형 및 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 모노머 중 2 이상의 모노머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물은 직쇄형 알킬기 또는 분지쇄형 알킬기를 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트 외에, 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트를 더 포함할 수 있다. 상기 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트는 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기를 갖는 모노머일 수 있다. 탄소수 3 내지 15의 시클로알킬기를 갖는 모노머의 일례로는, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 또는 디시클로펜타디엔(메타)아크릴레이트를 들 수 있으며, 이들 중 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다. 또한, 상기 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타)아크릴레이트와 함께 사용될 수 있는 모노머로는 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, 또는 도데실 (메타)아크릴레이트 등을 예로 들 수 있으며, 이들 중 하나 이상의 모노머가 사용될 수 있다. 상기와 같이, 직쇄형 또는 분지쇄형의 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 모노머와 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 모노머를 병용할 경우, 하기 설명되는 표시장치용 접착층에 요구되는 응집력, 신장률, 또는 모듈러스와 같은 제반 물성을 확보할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 경화성 조성물은, 전체 알킬 (메타) 아크릴레이트 성분 중에서 85 중량부 이하 또는 80 중량부 이하로, 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 또한, 상기 경화성 조성물은 전체 알킬 (메타) 아크릴레이트 성분 중에서 40 중량부 이상 또는 50 중량부 이상으로, 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 접착 조성물이, 알킬 (메타) 아크릴레이트 전체 성분의 함량을 기준으로 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 50 내지 80 중량부 포함하는 경우, 상기 구성을 제외한 직쇄형 또는 분지쇄형의 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 모노머 성분은 20 내지 50 중량부 사용될 수 있다. 상기 함량 범위로 고리형 알킬기를 갖는 (메타) 아크릴레이트 모노머를 사용할 경우, 상기 언급된 상온 모듈러스를 확보하는데 유리하다.
상기 우레탄 올리고머는, (메타)아크릴산 에스테르 모노머만이 조성물에 사용될 경우와 비교할 때, 경화된 경화성 조성물에 적절한 택(tack)을 부여할 수 있다. 특히, 상기 올리고머는, 경화된 경화성 조성물에 전술한 모듈러스와 우수한 접착 특성을 부여할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 우레탄 올리고머는 5,000 내지 40,000 범위의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 범위의 분자량을 만족하는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 사용할 경우, 본 출원 경화성 조성물이 사용되는 용도에 적합한 모듈러스, 신장률, 접착력, 및 점도 등을 확보할 수 있다. 우레탄 아크릴레이트계 올리고머의 중량평균분자량은 하기 실시예에서 설명되는 방법에 따라 측정될 수 있다.
또 하나의 예시에서, 상기 경화성 조성물은, 상기 중량평균분자량 범위를 만족하는 우레탄 올리고머를 2 이상 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물은, 약 5,000 이상 10,000 이하 범위의 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머, 약 10,000 초과 내지 20,000 이하의 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머, 약 20,000 초과 내지 30,000 이하인 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머, 및 약 30,000 초과 내지 40,000 이하인 우레탄 올리고머 중에서 선택되는 2 이상의 올리고머를 포함할 수 있다. 상기와 같이 분자량이 상이한 2 종 이상의 올리고머를 함께 사용하는 경우, 적절한 응집력, 신장률, 및 접착력을 확보할 수 있다.
또 하나의 예시에서, 상기 경화성 조성물은 약 5,000 이상 10,000 이하 범위의 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머를 포함하고, 그 외에 분자량이 10,000을 초과하는 우레탄 올리고머를 1 종 이상 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 약 5,000 내지 10,000 범위의 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머의 함량은, 우레탄 올리고머 전체 함량으로 기준으로, 55 내지 85 중량부 일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물은, 우레탄 올리고머 전체 함량을 기준으로, 중량평균분자량이 약 5,000 내지 10,000 범위인 우레탄 올리고머 55 내지 75 중량부를 포함하고, 그 외에, 분자량이 10,000 초과 내지 40,000 이하인 우레탄 올리고머 중에서 1 종 이상의 올리고머를 25 내지 45 중량부 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 우레탄 올리고머는 관능성 올리고머일 수 있다. 구체적으로, 상기 우레탄 올리고머로는, 아크릴레이트기를 관능기로서 포함하는 우레탄 아크릴레이트계 올리고머가 사용될 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는, 말단에 수산기를 갖는 폴리올 성분과 이소시아네이트 성분이 반응하여 형성된 우레탄기 함유 중합단위 및 아크릴레이트계 모노머 유래의 중합단위를 포함할 수 있다. 본 출원에서 「중합단위」란, 하나 인상인 소정의 단량체가 중합되어 형성된 수지, 중합체 또는 중합 반응물의 주쇄나 측쇄 등에 상기 소정의 단량체가 중합되어 포함되어 있는 상태를 의미할 수 있다.
상기 우레탄 아크릴레이트계 올리고머는 단관능 또는 다관능 올리고머일 수 있다. 이때, 「단관능」은 아크릴레이트기 또는 그 유래의 관능기를 1개 포함하는 것을 의미하며, 상기 「다관능」은 아크릴레이트기 또는 그 유래의 관능기를 2개 이상 포함하는 것을 의미한다. 상기 관능기를 조절하는 방법은 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 당업자에 의해 적절히 수행될 수 있다. 보다 높은 관능성의 올리고머는 응집력과 모듈러스를 높일 수 있고, 보다 낮은 관능성의 올리고머는 적절한 접착력을 제공하는데 기여할 수 있다. 이러한 관능성 올리고머와 함께 사용되는 비관능 우레탄 올리고머의 경우, 상온 모듈러스가 과도하게 증가하는 것을 방지하고 경화성 조성물의 점도를 낮출 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 접착 조성물은 비관능성 우레탄 올리고머를 포함하고, 그 외에 상기 비관능성 우레탄 올리고머와는 중량평균분자량이 상이한 1 이상의 관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 비관능성 우레탄 올리고머의 함량은, 우레탄 올리고머 전체 함량으로 기준으로, 55 내지 85 중량부 일 수 있다. 예를 들어, 상기 경화성 조성물은, 우레탄 올리고머 전체 함량을 기준으로, 비관능성 우레탄 올리고머 55 내지 75 중량부를 포함하고, 그 외에, 단관능 또는 다관능인 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 중에서 1 종 이상의 올리고머를 25 내지 45 중량부 포함할 수 있다
상기 경화성 조성물은 히드록시기 함유 모노머를 더 포함할 수 있다. 상기 히드록시기 함유 모노머는 조성물이 경화된 후 형성된 접착층 계면에서의 접착능을 개선하는 구성일 수 있다. 히드록시기 함유 모노머의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 히드록시펜틸(메타)아크릴레이트, 히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 히드록시옥틸(메타)아크릴레이트, 히드록시데실(메타)아크릴레이트, 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 경화성 조성물이 히드록시기 함유 모노머를 포함하는 경우, 조성물에 포함되는 전체 구성의 함량을 기준으로, 상기 히드록시기 함유 모노머는 1 내지 15 중량부 포함될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 조성물은 개시제를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 광조사에 의해 광경화를 개시하는 광중합 개시제를 포함할 수 있다. 예를 들어, 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2, 2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-하이드록시-사이클로헥실-페닐케톤, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논 또는 이들의 조합이 사용될 수 있다. 또한, 이들 외에도 시판 중인 제품인 Darocure 1173 이나 Igacure 819 등도 사용될 수 있다. 조성물에 포함되는 전체 구성의 함량을 기준으로, 상기 개시제는 0.01 내지 5 중량부 포함될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 경화성 조성물은 점착성 부여제(tackifier)를 더 포함할 수 있다. 상기 점착성 부여제의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 공지된 다양한 종류의 점착성 부여제가 사용될 수 있다. 예를 들어, 로진 에스테르 수지 또는 그 수소 첨가물; 방향족 탄화수소 수지 또는 그 수소 첨가물; 지방족 탄화수소 수지 또는 그 수소 첨가물; 테르펜 수지 또는 그 수소 첨가물; 등의 성분을 포함하는 점착성 부여제가 사용될 수 있다. 상기 점착성 부여제는 조성물에 포함되는 전체 구성의 함량을 기준으로, 10 내지 30 중량부 포함될 수 있다. 상기 구성의 조성물에 점착성 부여제를 사용할 경우, 전술한 저온 재생 공정에 적합한 저온에서의 높은 저장 탄성률과 시인성을 저해하지 않는 상온에서의 낮은 저장 탄성률을 확보하는데 유리하다.
하나의 예시에서, 본 출원의 경화성 조성물은 상기 구성 외에 별도의 가소제를 포함하지 않을 수 있다. 일반적으로 가소제는 조성물에 유연성과 탄성을 부여하기 위하여 사용될 수 있으나, 가소제를 포함할 경우, 저온에서의 저장 탄성률이 저하되기 때문에, LCM으로부터 OCR을 제거하는 분리 공정의 공정성 개선이라는 본 출원의 목적을 달성하는데 부적합 할 수 있기 때문이다.
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 표시장치에 관한 것이다. 상기 표시장치는 액정디스플레이 모듈(LCM: liquid crystal display module), 접착층, 및 사용자 시인측에 위치한 투명 기판을 순차로 포함한다. 상기 액정디스플레이 모듈(LCM)은 액정디스플레이 패널(liquid crystal display pannel)과 백라이트 유닛(back light unit)을 포함하는 적층체일 수 있다. 이때, 상기 백라이트 유닛과 접하는 액정디스플레이 패널 일면의 반대 일면 상에 위치한 점착층을 매개로, 투명 기판과 액정디스플레이 패널이 서로 접착될 수 있다.
상기 접착층은 소위 광학 투명 레진(OCR: optical clear resin)으로 기능할 수 있는 조성물 또는 그 경화물을 포함하는 층일 수 있다. 상기 접착층은, 전술한 경화성 조성물로부터 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 접착층은, 상기 조성물이 포함하는 각 성분 유래의 중합단위를 포함할 수 있다.
상기 접착층은 전술한 소정의 저장탄성률을 가질 수 있다. 그에 따라, 본 출원의 표시장치는, OCR 형성을 위한 경화가 이루어진 뒤에도 경화성 조성물의 수축으로 인한 시인성 저하 문제를 예방할 수 있다. 또한, 투명 기판이 파손되는 등의 이유로 LCM으로부터의 OCR을 분리하는 경우에도 해당 공정이 저온에서 이루어질 수 있게 되어, 백라이트의 손상을 방지하고, 하기 설명되는 재생 또는 재활용 공정의 공정성을 개선할 수 있다. 상기 접착층의 두께는 예를 들어, 50 내지 500 ㎛ 범위이나, 이에 특별히 제한되는 것은 아니다.
상기 표시장치에 사용되는 투명 기판은 유리 또는 수지 성분을 포함할 수 있다. 유리 또는 수지 성분의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다. 경우에 따라서, 투명 기판의 양측 단부는 점착층 및/또는 액정디스플레이 패널의 양측 단부보다 돌출되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 액정디스플레이 모듈을 구성하는 액정디스플레이 패널이나 백라이트 유닛 역시 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절히 선택하여 사용할 수 있는 구성이며, 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원에 관한 또 다른 일례에서, 본 출원은 액정디스플레이 모듈(LCM)로부터 점착층을 제거하여 표시장치를 재활용하는 공정을 수행하는 방법, 구체적으로, LCM의 재생 또는 재활용 공정을 수행하는 방법에 관한 것이다. 상기 공정은 전술한 저온에서 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 약 - 40℃ 의 온도에서 수행될 수 있다.
상기 공정은, 액정디스플레이 모듈(LCM), 접착층, 및 사용자 시인측 투명 기판을 순차로 포함하는 표시장치에 대하여 수행될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 액정디스플레이 모듈은 액정디스플레이 패널과 백라이트 유닛을 포함하는 적층체일 수 있다. 그리고 상기 표시장치에서, 백라이트 유닛과 접하는 액정디스플레이 패널 일면의 반대 일면 상에 위치한 점착층을 매개로, 사용자 시인측에 위치한 투명 기판과 액정디스플레이 패널이 접착될 수 있다. 그리고 상기 접착층은 OCR 층으로 호칭될 수도 있다.
하나의 예시에서, 상기 공정은, 표시장치 중 사용자 시인측 투명 기판이 저온 플레이트의 일 부분 또는 일면에 맞닿도록 표시장치를 위치시키는 단계; 소정 시간 경과 후, 표시장치의 모서리에 외력을 가하여 액정디스플레이 모듈과 점착층 사이에 틈을 형성한 후, 상기 틈을 이용하여 액정디스플레이 모듈과 점착층의 계면을 분리하는 단계;를 포함할 수 있다. 이때, 소정 시간은 예를 들어, 수십초 범위일 수 있다. 보다 구체적으로, 10초 이상 내지 300초 범위일 수 있다.
상기 공정에 사용되는 저온 플레이트는 상기 공정이 수행되는 저온 조건, 예를 들어 - 70 내지 - 20 ℃의 온도 조건을 조성하거나 상기 저온 조건을 표시장치에 전달할 수 있는 도구로서, 그 종류는 특별히 제한되지 않으며 관련 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 적절히 선택하여 사용할 수 있다.
상기 단계 중, 액정디스플레이 모듈과 점착층 사이에 틈을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 상기 투명 기판의 모서리, 즉 양 단부를 꺽는 방식으로 수행될 수 있다. 이를 위해, 투명 기판의 양측 단부는 점착층 및/또는 액정디스플레이 패널의 양측 단부보다 돌출되어 형성될 수 있다. 상기 액정디스플레이 모듈과 점착층의 계면을 분리하는 방법 역시 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 지렛대 역할을 수행할 수 있도록 소정의 강도를 갖는 박막 필름을, 상기 형성된 틈 사이로 삽입한 후 적절한 외력을 가하는 등의 방식으로 수행될 수 있다. 상기 단계를 거침으로써, 접착층이 투명 기판 상에 전사되면서, 액정디스플레이 패널의 계면과 접착층의 계면이 분리될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 방법은 LCM 표면에 잔류하는 OCR을 세척하는 단계를 포함할 수 있다. 세척에 사용되는 세척제로는 극성이 낮은 용매가 사용될 수 있다. 저극성의 용매의 예시로는, 헥산(Hexane), 톨루엔(Toluene), 또는 메틸사이크롤헥산(methylcyclohexane) 등을 들 수 있으나, 이들에 특별히 제한되는 것은 아니다.
본 출원은, 기존 LCM 재생 또는 재활용 공정에서 소요되던 시간과 비용을 절감하는 발명의 효과를 갖는다. 또한, 본 출원에 따른 표시장치는 우수한 시인성을 제공할 수 있다.
도 1은 액정디스플레이 모듈을 포함하는 화면표시장치의 일부를 도시한 개략도이다.
이하, 실시예를 통해 본 출원을 상세히 설명한다. 그러나, 본 출원의 보호범위가 하기 설명되는 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
<측정방법>
1. 분자량
중량평균분자량(Mw), 수평균분자량(Mn) 및 분자량분포(Mw/Mn)는 GPC(gel permeation chromatography)를 사용하여 이하의 조건으로 측정하였다. 검량선의 제작에는 Agilent system의 표준 폴리스티렌을 사용한 측정 결과를 환산하였다.
<측정조건>
측정기: Agilent GPC(Agilent 1200 series, U.S.)
컬럼: PL Mixed B 2개 연결
컬럼온도: 40°C
용리액: THF(tetrahydrofuran)
유속: 1.0mL/min
농도: ~1mg/mL (100μL injection)
2. 경화 수축률
각 조성물에 대하여 경화 전 후의 비중을 측정하고, 하기 식에 따라 계산하였다. 경화 시에는 Metalhalide D-bulb w를 사용하여 UVA 파장의 광을 3000 mJ/cm2 및 1000 mW/cm2 세기로 조사하였다.
경화 전 비중의 경우, 표준 비중계를 이용하여 실시예 및 비교예에서 제조된 각 액상 조성물의 비중을 측정하였다. 경화 후 비중의 경우, 실시예 및 비교예에서 제조된 각 조성물을 경화하여 시편(두께 1mm, 지름 1.5 cm 원형 타입)을 제작하고, AD-1653(Densimeter) 계측기를 이용하여 상기 시편의 비중을 측정하였다. 이후, 하기 식에 따라 경화 수축률을 3회 계산하고, 그 평균값을 사용하였다. 하기 식에 따르면, 경화 전 후의 부피비를 비교한 것이 된다.
[경화 수축률]
{(1/액상비중 - 1/고상비중)/(1/액상비중)} x 100
3. 저장 모듈러스
실시예 및 비교예에서 제조된 각 조성물을 경화하여 시편(두께 1mm, 지름 8 mm)을 제작하고, 상기 각 시편을 ARES(Advanced Rheometrics Expansion System) 장비에 투입하여 측정하였다.
4. 합착 후 테두리 황변
실시예 및 비교예에서 제조된 각 조성물로부터 형성된 경화물과 액정 디스플레이 패널을 합착하여 도 1과 같은 구조로 제작하고, 작동시 테두리에 노란 액자 형상의 띠가 육안으로 시인되는 지 관찰하였다.(X: 황변 없음, O: 황변있음)
5. 저온분리시간
- 40℃의 저온 플레이트 상에, 도 1과 같은 형상을 갖는 적층체(cover glass/OCR/LCM)의 커버 글라스가 아래를 향하도록 올려 놓고, 2분 가량 방치하였다. OCR 형성에는 실시예 및 비교예에서 제조된 각 조성물이 사용되었다. 이후, 커버 글라스의 모서리 부분을 꺽어 틈새를 만들고, 상기 틈새에 분리기구(카드)를 집어 넣고, LCM과 OCR의 계면 분리를 시도하였다.
이때, 저온 분리가 되었다는 것은, LCM을 분리한 후에도 액정 패널이 정상적으로 구동되며, 외관 불량이 관찰되지 않는 것을 의미하며, 분리 시간은 상기와 같은 분리를 수행하는데 걸리는 시간으로서 방치 시간 종료 이후부터 측정된 시간을 의미한다. 반대로, 저온 분리가 되지 않는 다는 것은 저온에서도 OCR의 접착력이 너무 높아 재생 공정을 위한 분리가 전혀 이루어지지 않는 것을 의미한다.
< 제조예 >
제조예 1(올리고머 A): 수산기를 가지는 폴리부타디엔 러버와 이소포론디이소시아네이트 유래의 중합단위를 갖고, 1 분자당 히드록시 에틸 아크릴레이트(HEA) 유래의 이중결합 작용기를 1개 갖는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다. 이때, 상기 올리고머의 중량평균분자량은 35,000이었다.
제조예 2(올리고머 B): 수산기를 가지는 폴리부타디엔 러버와 이소포론디이소시아네이트 유래의 중합단위를 갖고, 1 분자당 히드록시 에틸 아크릴레이트(HEA) 유래의 이중결합 작용기를 1개 갖는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다. 이때, 상기 올리고머의 중량평균분자량은 25,000이었다.
제조예 3(올리고머 C): 수산기를 가지는 폴리부타디엔 러버와 이소포론디이소시아네이트 유래의 중합단위를 갖고, 1 분자당 히드록시 에틸 아크릴레이트(HEA) 유래의 이중결합 작용기를 2개 갖는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다. 이때, 상기 올리고머의 중량평균분자량은 12,000이었다.
제조예 4(올리고머 D): 수산기를 가지는 폴리부타디엔 러버와 이소포론디이소시아네이트 유래의 중합단위를 갖고, 이중결합 작용기를 갖지 않는 비반응성 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 제조하였다. 이때, 상기 올리고머의 중량평균분자량은 10,000이었다.
< 실시예 및 비교예 >
상기 제조예 1 내지 4에서 제조된 하나 이상의 올리고머를 포함하도록 하기 표 1에서와 같은 조성의 조성물을 제조하였다. 제조된 조성물을 이용하여, 상기와 같은 방법으로 관련된 특성을 측정하고, 그 결과를 표 2에 기재하였다.
[표 1]
Figure 112018006027930-pat00001
[표 2]
Figure 112018006027930-pat00002

Claims (14)

  1. (메타)아크릴산 에스테르 모노머 및 우레탄 올리고머를 포함하고,
    경화 후 -40 ˚C에서 측정된 저장 탄성률이 1.0 × 108 Pa 이상을 만족하고, 그리고 경화 후 상온에서 측정된 저장탄성률이 90,000 Pa 이하를 만족하는 경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 (메타)아크릴산 에스테르 모노머는 직쇄형, 분지쇄형 및 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 모노머 중에서 선택되는 2 이상의 모노머인 경화성 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 전체 (메타) 아크릴산 에스테르 모노머 성분 중에서, 80 중량부 이하로 상기 고리형 알킬기를 갖는 알킬 (메타) 아크릴레이트 모노머를 포함하는 경화성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상리 우레탄 올리고머는 5,000 내지 40,000 범위의 중량평균분자량(Mw)을 갖는 경화성 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 우레탄 올리고머는 5,000 내지 10,000 범위의 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머; 10,000 초과 내지 20,000 이하의 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머; 20,000 초과 내지 30,000 이하인 중량평균분자량을 갖는 우레탄 올리고머; 및 30,000 초과 내지 40,000 이하인 우레탄 올리고머; 중에서 선택되는 2 이상의 올리고머를 포함하는 경화성 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 우레탄 올리고머 전체 함량으로 기준으로, 5,000 내지 10,000 범위의 중량평균 분자량을 갖는 우레탄 올리고머를 55 내지 85 중량부 포함하는 경화성 조성물.
  7. 제4항에 있어서, 상기 우레탄 올리고머는, 비관능성 우레탄 올리고머 및 아크릴레이트기를 관능기로서 포함하는 관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 경화성 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 비관능성 우레탄 올리고머를 적어도 55 내지 85 중량부 포함하는 경화성 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 히드록시기 함유 모노머를 더 포함하는 경화성 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 개시제를 더 포함하는 경화성 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 점착성 부여제(tackifier)를 더 포함하는 경화성 조성물.
  12. 액정디스플레이 모듈; 제1항에 따른 경화성 조성물의 경화물을 포함하는 접착층; 및 투명 기판을 순차로 포함하는 표시장치이고,
    상기 접착층은 -40 ˚C에서 측정된 저장 탄성률이 1.0 × 108 Pa 이고, 그리고 상온에서 측정된 저장탄성률이 90,000 Pa 이하인 표시장치.
  13. 제12항에 따른 표시장치의 재활용 공정을 수행하는 방법이고, 상기 방법은,
    상기 투명 기판이 저온 플레이트에 맞닿도록 표시장치를 위치시키는 단계; 및
    소정 시간 경과 후, 표시장치의 모서리에 외력을 가하여 액정디스플레이 모듈과 점착층 사이에 틈을 형성하고, 상기 틈을 이용하여 액정디스플레이 모듈과 점착층의 계면을 분리하는 단계;
    를 포함하는 표시장치의 재활용 공정을 수행하는 방법.
  14. 제13항에 있어서, -70℃ 내지 -20℃ 범의의 온도에서 수행되는 표시장치의 재활용 공정을 수행하는 방법.
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