KR102236088B1

KR102236088B1 - 점접착제 조성물, 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 및 디스플레이 장치

Info

Publication number: KR102236088B1
Application number: KR1020190052099A
Authority: KR
Inventors: 조준혁; 임창진; 윤빈; 송병찬; 신춘임; 이종경
Original assignee: 주식회사 이그잭스
Priority date: 2019-05-03
Filing date: 2019-05-03
Publication date: 2021-04-05
Also published as: KR20200127620A

Abstract

본 발명은 점접착제 조성물, 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 점접착제 조성물은 점도는 1,000 내지 100,000cPs이고, 틱소트로피는 1.8이하이며, 자외선에 의한 가경화시 모듈러스는 1.0 X 10² 내지 1.0 X 10⁴ Pa이다.

Description

점접착제 조성물, 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 및 디스플레이 장치{Adhesive composition, Method of making display device using the same and Display device therefrom}

본 발명은 점접착제 조성물, 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.

디스플레이 장치의 제조에 있어, 디스플레이 패널과 투명부재의 접합을 위해 점접착제 조성물(optical clear resin, OCR)이 사용된다. 디스플레이 패널은 액정표시패널 또는 OLED 패널일 수 있으며, 투명부재는 보호필름, 보호플레이트 또는 터치패널일 수 있다. 디스플레이 패널과 투명부재 중 어느 하나에 도포된 점접착제 조성물은 경화과정을 통해 점접착제층을 형성하며 디스플레이 패널과 투명부재를 접합시킨다.

최근 차량에 사용되는 계기판용 디스플레이 장치 등은 이형 형태, 즉 직사각형 형태가 아닌 타원형 등의 형태를 가지고 있으며, 디스플레이 패널 또한 디스플레이 장치에 대응하는 이형 형태를 가진다.

이러한 이형 디스플레이 장치에는 슬릿 노즐 공정을 사용하여 점접착제 조성물을 도포하기가 어렵다. 따라서 이형 디스플레이 장치에서는 디스플레이 패널과 투명부재의 접합을 위해 투명접착필름(optical clear adhesive, OCA)을 이형 형태로 재단하여 사용하고 있다.

그런데, OCA는 OCR에 비해 단가가 매우 높으며 이형 형태의 OCA를 사용하면 공정 시간이 오래 걸리는 문제가 있다.

대한민국 등록특허 제10-1483385호(2015년 01월 09일 공고)

본 발명의 목적은 이형 디스플레이 장치에 적용가능한 점접착제 조성물, 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.

상기 본 발명의 목적은, 점접착제 조성물에 있어서, 점도는 1,000 내지 100,000cPs이고, 틱소트로피는 1.8이하이며, 자외선에 의한 가경화시 모듈러스는 1.0 X 10² 내지 1.0 X 10⁴ Pa인 점접착제 조성물에 의해 달성된다.

상기 접착제 조성물은, 경화 후 표시 패널과 투명 부재 사이에 위치하는 점접착층을 형성하며, 상기 점접착층은, 투과율이 98%이상, 굴절율 1.45 내지 1.55, 연신율은 900%이상, 수축율은 1% 내지 5%, 85℃ 환경에서 250시간 이후의 수축변화율이 초기 수축율의 5%이하일 수 있다.

상기 본 발명의 다른 목적은 디스플레이 장치의 제조방법에 있어서, 이형 형상의 표시패널 및 상기 표시패널에 대응하는 형상의 투명부재의 적어도 어느 하나의 표면에 점접착제 조성물을 스크린 코팅으로 도포하여 제1점접착층을 형성하는 단계와; 자외선을 가하여 상기 점접착층을 가경화하여 제2점접착층을 단계와; 상기 가경화후 상기 표시패널 및 상기 투명부재 중 다른 하나를 상기 제2점접착제층에 접합하여 접합유닛을 형성하는 단계와; 상기 접합유닛을 가압 하에서 상기 제2점접착제층의 기포를 제거하는 단계를 포함하며, 상기 점접착제 조성물은, 점도는 1,000 내지 100,000cPs이고, 틱소트로피는 1.8이하이며, 상기 제1점접착층의 두께는 20um 내지 300um이고, 상기 제2점접착층은, 모듈러스가 1.0 X 10² 내지 1.0 X 10⁴ Pa이며 상부층은 흐름성이 있는 상태이고 흐름성이 있는 층의 두께는 상기 제2점접착층의 두께의 10% 내지 20%인 것에 의해 달성된다.

상기 스크린 코팅에서, 메쉬 수는 30 내지 100, 메쉬의 선경은 100um 내지 300um, 유제의 두께는 10um 내지 50um일 수 있다.

상기 본 발명의 다른 목적은 디스플레이 장치에 있어서, 이형 형상의 표시패널과; 상기 표시패널에 대응하는 형상의 투명부재와; 상기 표시패널과 상기 투명부재를 접합시키며 상기 표시패널에 대응하는 형상의 점접착제층을 포함하며, 상기 점접착제층은, 투과율이 98%이상, 굴절율 1.45 내지 1.55, 연신율은 900%이상, 수축율은 1% 내지 5%, 85℃ 환경에서 250시간 이후의 수축변화율이 초기 수축율의 5%이하인 것에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 점접착제 조성물, 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 및 디스플레이 장치가 제공된다. 특히 본 발명에 따르면, 스크린 프린팅 공정에 적용할 수 있는 OCR(점접착제 조성물)이 제공되며, OCR은 이형 디스플레이 패널과 투명 부재 간의 접합공정에 사용될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타낸 것이고,
도 2는 도 1의 II-II'를 따른 단면도이고,
도 3a 내지 도 3c는 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 것이고,
도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 제조된 디스플레이 장치의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

본 발명에 따른 점접착제 조성물은 모노머, 올리고머, 개시제를 포함한다.

모노머는 경화반응에 참여하여 올리고머 고유의 물성을 보완하는 역할을 한다. 구체적으로는 경도, 열팽창계수, 유리전이온도, 표면에너지 등의 물성을 보완한다. 모노머로는 아크릴레이트를 사용할 수 있으며, 단일기능기, 이중기능기, 삼중기능기 또는 다중기능기 아크릴레이트를 사용할 수 있다.

개시제는 모노머 및 올리고머의 경화반응을 개시시키며, 벤조인에테르류, 벤조페논/아민계, 아세토페논류 및/또는 티오키산톤계를 사용할 수 있으며, 상용품을 사용할 수 있다.

올리고머는 경화반응에 참여하며 경화 후 접착력, 굴절율 및 투과율과 같은 기본 물성을 결정한다.

올리고머로는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 또는 덴드리틱 아크릴레이트를 사용할 수 있는데, 바람직하게는 우레탄 아크릴레이트 올리고머를 사용할 수 있다. 또한 2가지 이상이 아크릴레이트 올리고머를 혼합하여 사용할 수도 있다.

올리고머의 함량은 25중량% 내지 70중량%일 수 있다. 올리고머의 함량이 25중량% 보다 적으면 기포제거는 용이하나 접합강도가 낮아지는 문제가 있으며, 올리고머의 함량이 70중량%보다 많으면 기포제거가 용이하지 않거나 접합강도가 불량해지는 문제가 생긴다.

점착제층 조성물은 경화 후에 고체 상태 즉, 테이프 상태로 변형되어 점접착층을 형성한다. 여기서 경화는 90%이상 경화, 95%이상 경화, 98%이상 경화 또는 완전 경화를 말한다.

이 외에 점접착제 조성물은 첨가제로서 연쇄이동제, 가소제, 경화지연제, 증감제, 점증제, 소포제, 레벨링제 및 안정제 등을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 점접착제 조성물 및 점접착층은 다음과 같은 물성을 가지고 있다. 이러한 물성은 점접착제 조성물이 스크린 프린팅 공정에 사용되기 위한 것이다.

점접착층의 투과율은 90%이상, 95%이상 또는 98%이상일 수 있다. 점접착층의 굴절율 1.45 내지 1.55이며, 완전 경화 후 연신율은 700%이상, 800%이상 또는 900%이상이다. 점접착층의 경화 후 수축율은 1% 내지 5%이며, 85℃ 환경에서 250시간 이후의 수축변화율이 초기 수축율의 3%이하, 5%이하 또는 8%이하의 변화율을 갖는다.

점접착제 조성물의 점도는 1,000 내지 100,000 cPs이며, 틱소트로피(thixotropy)는 1.8 이하, 1.5이하, 1.3이하, 1.1이하 또는 0.9이하이다.

자외선에 의한 가경화시 점접착제 조성물의 모듈러스는 1.0 X 10² 내지 1.0 X 10⁴ Pa 또는 5.0 X 10² 내지 5.0 X 10³ Pa이다. 가경화시 경화율은 30% 내지 80%, 50% 내지 80% 또는 60% 내지 80%일 수 있다.

이상의 점도, 틱소트로피 및 가경화시의 모듈러스는 스크린 프린팅의 공정 성 확보 및 합착 시의 형상 유지 및 탈포 특성 확보를 위한 것이다. 구체적으로는 가경화시의 모듈러스 값에 따라 라미네이션 진행 시 점접착제 조성물의 퍼짐성이 결정되며, 가경화율과 점도에 의해 라미네이션 공정에서의 기포 제거 특성이 결정된다.

가경화 상태에서 도포된 점접착제 조성물의 상부층은 흐름성이 있는 상태이며 그 두께는 전체 도포 두께의 10% 내지 20%일 수 있다.

이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따라 제조된 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타낸 것이고, 도 2는 도 1의 II-II'를 따른 단면도이다.

디스플레이 장치(1)는 디스플레이 패널(10), 투명 부재(20) 및 점접착층(30)을 포함한다.

디스플레이 패널(10)은 액정표시패널 또는 OLED 패널일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 디스플레이 패널(10)에는 터치패널 부재가 포함되어 있을 수 있다. 투명부재(20)는 보호 플레이트 또는 보호 필름일 수 있으며, 수지 또는 유리로 이루어질 수 있다. 다른 실시예에서는 투명부재(20)가 터치패널기능을 포함할 수 있다. 점접착제층(30)은 본 발명에 따른 자외선 경화형 점접착제 조성물을 경화하여 이루어진다.

실시예에서 디스플레이 패널(10)은 자동차 계기판의 형상을 가지고 있으며, 직사각형 형상이 아닌 이형 형상이다. 투명부재(20) 및 점접착제층(30)도 디스플레이 패널(10)의 형상에 따라 이형 형상으로 마련되어 있다.

이하 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조방법을 설명한다. 이하 설명에서는 디스플레이 패널(10)에 점접착제층(30)을 형성한 후 투명부재(20)를 부착하는 방법을 설명하나, 다른 실시예에서는 투명부재(20)에 점접착제층(30)을 형성한 후 디스플레이 패널(10)을 부착할 수 있다.

먼저, 도 3a와 같이 디스플레이 패널(10) 상에 점접착제층(30')을 도포한다. 이때의 점접착제층(30')은 경화되지 않은 조성물 형태이다. 점접착제층(30')은 점접착제 조성물을 스크린 프린팅을 통해 형성한다.

스크린 프린팅은 마스크와 스퀴저를 이용하여 수행한다. 마스크는 고정틀, 메쉬 및 유제로 이루어져 있다. 메쉬는 점접착제 조성물이 디스플레이 패널(10) 상으로 배출되는 부분이며, 유제는 메쉬를 잡아주는 부분이다.

도시하지는 않았지만 마스크는 고정틀이 디스플레이 패널(10)에 대응하는 이형 형상이거나, 배출영역이 디스플레이 패널(10)에 대응하는 이형 형상이다.

마스크에서 마스크 수, 즉 100mm²의 단위면적당 개구 수는 30개 내지 100개일 수 있다. 단위 면적당 마스크 수가 적을수록 조성물이 많이 배출되며, 단위 면적당 마스크 수가 많을수록 조성물이 적게 흘러나온다.

본 발명에서 마스크 수가 30개 미만이면 끝단 부부의 패턴이 무너질 수 있으며 마스크 수가 100개 이상이면 배출량이 적어 원하는 점접착제층(30')의 두께를 얻을 수 없다.

선경은 메쉬의 굵기를 나타내며 100um 내지 300um일 수 있다. 선경이 클수록 배출량이 감소하여 도막 두께가 낮아지며 선경이 클수록 배출량이 증가한다.

점접착제층(30')의 두께는 마스크수, 선경 및 조성물의 양 등에 의해 결정된다.

유제는 패턴부를 잡아주는 부분이며 유제의 두께가 높을수록 프린트하고 난 뒤 점접착제 조성물이 패턴부에 유제 막두께 만큼 올라가 있으며 다음 프린트시 패턴부에 수지가 쌓인 만큼 패턴을 통해 수지가 흘러나오게 된다.

그러나 점도가 낮을수록 유제의 효과는 기대하기 힘들며 점도가 높을수록 유제의 효과는 많이 보게 된다.

본 발명에 따른 점첩착제 조성물의 경우 유제의 영향은 크게 받지 않으나, 유제의 두께가 10㎛이하일 경우 후막 두께가 약 2%이상 낮아지며 50um이상일 경우 1%이상 높아지게 된다.

다음으로 도 3b와 같이 자외선을 가하여 조성물을 가경화하여 점접착체층(30'')을 형성한다. 점접착제층(30'')은 가경화된 상태로서 경화율은 30% 내지 80%, 50% 내지 80% 또는 60% 내지 80%일 수 있다. 점접착제층(30'')의 상부는 흐름성이 있는 상태로, 흐름성이 있는 상부의 두께(d1)는 전체 두께(d2)의 10% 내지 20%이다. 경화율은 (경화된 조성물 중량/전체 조성물 중량)*100으로 계산할 수 있다.

가경화에는 LED UV 경화기를 사용하며 ① 파장은 365 내지 405nm ② 경화기의 조도는 50 내지 1000mW/㎠일 수 있다.

다음으로 도 3c와 같이 투명부재(20)를 점접착제층(30'') 상에 위치시킨다.

다음으로 도 3의 (d)와 같이 가온/가압 상태에서 점접착체층(30'') 내의 기포를 제거한다. 기포제거는 autoclave 내에서 수행될 수 있다. 기포를 제거하지 않을 경우 들뜸 현상이나 신뢰성(고온고습 내지 고온, 저온, 열충격 등)에 문제가 생겨 품질이 불량해질 수 있다.

본 발명에 따른 제조방법에서는 OCA를 사용하는 경우에 비해 기포가 더욱 문제되는데 이는 점접착제층(30'')과 투명부재(20) 사이에 발생하는 기포 외에도 스크린 프린팅 공정에서 발생한 점접착제층(30'') 내부의 기포도 있기 때문이다. 본 발명에 따르면 가경화 및 가경화 시의 점접착제층(30'')의 물성에 의해 기포가 원활히 제거된다.

완전 경화는 기포제거 전, 기포제거와 같이 또는 기포제거 후에 진행될 수 있다. 완전 경화에는 Metal Halide UV 경화기를 사용할 수 있으며, ① 파장은 365 내지 420nm ② 조도는 100 내지 1,000 mW/㎠의 파장대를 가질 수 있다.

최종 형성된 점접착층(30)의 경화 후 수축율은 1% 내지 5%이며, 85℃ 환경에서 250시간 이후의 수축변화율이 초기 수축율의 3%이하, 5%이하 또는 8%이하의 변화율을 갖는다. 디스플레이 패널(10)로 액정표시 패널을 사용하는 경우 점접착층(30)의 수축이 액정표시 패널에 힘을 가하게 되고 커버글라스에 비해 약한 color cell이 휘는 현상이 발생하게 되며, color cell의 휨에 의해 황태 및 황변이라고 하는 불량이 발생하게 된다. 황변 및 황태 현상은 표시 영역의 경계면이 화상을 구동하였을 때 Yellowish하게 보이는 불량을 이야기 한다.

도 4a 및 도 4b는 본 발명에 따라 제조된 디스플레이 장치의 다른 실시예를 나타낸 것이다.

디스플레이 장치(1)는 도 4a와 같은 타원형 및 도 4b와 같이 내부에 빈 부분이 있는 형상 등 다양한 이형 형상을 가질 수 있다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

점접착제 조성물에 있어서,
점도는 1,000 내지 100,000cPs이고,
틱소트로피는 1.8이하이며,
자외선에 의한 가경화시 모듈러스는 1.0 X 10² 내지 1.0 X 10⁴ Pa이며,
상기 점접착제 조성물은,
경화 후 표시 패널과 투명 부재 사이에 위치하는 점접착층을 형성하며,
상기 점접착층은,
투과율이 98%이상,
굴절율 1.45 내지 1.55,
연신율은 900%이상,
수축율은 1% 내지 5%,
85℃ 환경에서 250시간 이후의 수축변화율이 초기 수축율의 5%이하인 점접착제 조성물.
삭제
디스플레이 장치의 제조방법에 있어서,
이형 형상의 표시패널 및 상기 표시패널에 대응하는 형상의 투명부재의 적어도 어느 하나의 표면에 점접착제 조성물을 스크린 코팅으로 도포하여 제1점접착층을 형성하는 단계와;
자외선을 가하여 상기 제1점접착층을 가경화하여 제2점접착층을 형성하는 단계와;
상기 가경화후 상기 표시패널 및 상기 투명부재 중 다른 하나를 상기 제2점접착층에 접합하여 접합유닛을 형성하는 단계와;
상기 접합유닛을 가압 하에서 상기 제2점접착층의 기포를 제거하는 단계를 포함하며,
상기 점접착제 조성물은,
점도는 1,000 내지 100,000cPs이고,
틱소트로피는 1.8이하이며,
상기 제1점접착층의 두께는 20um 내지 300um이고,
상기 제2점접착층은,
모듈러스가 1.0 X 10² 내지 1.0 X 10⁴ Pa이며
상부층은 흐름성이 있는 상태이고 흐름성이 있는 층의 두께는 상기 제2점접착층의 두께의 10% 내지 20%이며,
상기 스크린 코팅에서,
메쉬 수는 30 내지 100,
메쉬의 선경은 100um 내지 300um,
유제의 두께는 10um 내지 50um인 디스플레이 장치의 제조방법.
삭제
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