KR102386997B1 - 투명 접착제 조성물, 투명 접착층 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

투명 접착제 조성물, 투명 접착층 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 실란올 화합물과 알콕시실란 화합물을 포함하는 투명 접착층을 제공한다. 알콕시실란 화합물에 의해 실란올 접착성 부여제와 물 분자 간 반응에 의한 헤이즈 문제가 방지된다.
따라서, 접착력과 광학 특성이 우수한 투명 접착층과, 이를 포함하는 표시장치를 제공할 수 있다.

Description

투명 접착제 조성물, 투명 접착층 및 이를 포함하는 표시장치{Transparent adhesive composition, Transparent adhesive layer and Display device including the same}
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 특히 접착 특성과 광학 특성이 우수한 투명 접착제 조성물 및 투명 접착 필름과, 투명 접착 필름을 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
근래에 들어 사회가 본격적인 정보화 시대로 접어듦에 따라 대량의 정보를 처리 및 표시하는 디스플레이(display) 분야가 급속도로 발전해 왔고, 최근에는 특히 박형화, 경량화, 저소비전력의 우수한 성능을 지닌 평판표시장치로서 액정표시장치(liquid crystal display (LCD) device), 유기발광다이오드 표시장치 (organic light emitting diode (OLED) display device) 등의 평판표시장치가 기존의 브라운관(Cathode Ray Tube : CRT)을 대체하고 있다.
한편, 외부 충격에 의한 표시장치의 손상을 방지하기 위해, 표시장치는 그 표시면에 커버 글래스를 포함한다.
도 1은 종래 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 표시장치(10)는, 표시 패널(20)과, 상기 표시 패널(20)의 표시면 상부에 위치하는 커버 글래스(30)와, 상기 커버 글래스(30)를 상기 표시 패널(20)에 부착시키며 상기 커버 글래스(30)와 상기 표시 패널(20) 사이에 위치하는 투명 접착층(40)을 포함한다.
상기 표시 패널(20)은 액정 패널 또는 발광다이오드 패널일 수 있다.
상기 표시 패널(20)이 액정 패널인 경우, 상기 표시 패널(20)은 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판과, 전계를 형성하는 화소 전극 및 공통 전극과, 상기 제 1 및 제 2 기판 사이에 위치하는 액정층과, 상기 제 1 및 제 2 기판 각각의 외측에 위치하는 제 1 및 제 2 편광판을 포함할 수 있다.
이때, 상기 커버 글래스(30)는 상기 투명 접착층(40)을 통해 상기 제 2 기판의 외측에 위치하는 제 2 편광판에 부착될 수 있다.
따라서, 외부 충격이 가해지더라도 표시 패널(20)는 커버 글래스(30)에 의해 보호되어, 표시장치(10)의 손상이 최소화된다.
예를 들어, 투명 접착층(40)은 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate) 화합물로 이루어진다. 그러나, 우레탄 아크릴레이트 화합물로 이루어진 투명 접착층(40)은 고온, 고습 환경에 매우 취약하다.
고온 환경(105℃)에서 황변 현상이 발생하고, 고온/고습 환경(85℃/85%)에서 황변 현상, 헤이즈(haze) 증가 및 투명 접착층(40)이 녹아 내리는 문제가 발생한다. 즉, 우레탄 아크릴레이트 화합물로 이루어지는 투명 접착층(40)은 고온 및/또는 고온/고습 환경에서 프리 볼륨(free volume)이 크게 증가하며, 증가된 프리 볼륨 내로 수분이 침투하여 투명 접착층(40)의 광학적, 화학적, 물리적 특성이 저하된다.
우레탄 아크릴레이트 화합물의 취약한 내열성 문제를 극복하기 위하여, 실리콘을 이용한 실리콘 아크릴레이트 화합물로 이루어지는 투명 접착제가 제안되었다.
우레탄 아크릴레이트 화합물의 C-C 및 C-O 결합에너지에 비해 실리콘 아크릴레이트 화합물의 Si-O 결합에너지가 크기 때문에, 실리콘 아크릴레이트 화합물은 우레탄 아크릴레이트 화합물에 비해 내열 특성이 우수하다.
그런데, 실리콘 아크릴레이트 화합물로 이루어지는 투명 접착층(40)은 우레탄 아크릴레이트 화합물로 이루어지는 투명 접착층(40)에 비해 낮은 접착력을 갖는다.
따라서, 커버 글래스(30)의 박리와 같은 문제가 발생할 수 있다.
본 발명은 표시장치에 이용되는 투명 접착층의 내열 특성과 접착 특성을 모두 만족시키고자 한다.
위와 같은 과제의 해결을 위해, 본 발명은, 실란올 접착성 부여제와, 알콕시실란 화합물을 포함하는 투명 접착층 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 실란올 접착성 부여제와, 알콕시실란 모이어티를 포함하는 투명 접착층을 제공한다.
또한, 본 발명은, 표시 패널과, 표시 패널 상부의 커버 글래스와, 실란올 접착성 부여제와, 알콕시실란 모이어티를 포함하는 투명 접착층이 표시 패널과 커버 글래스 사이에 위치하여 커버 글래스를 표시 패널에 부착시키는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 투명 접착층은, 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스를 포함하여 우수한 내열 특성을 갖는다. 또한, 본 발명의 투명 접착층은, 접착성 부여제(tackifier)인 실란올 화합물을 더 포함하여 향상된 접착 특성을 갖는다.
또한, 본 발명의 투명 접착층은, 알콕시실란 화합물을 더 포함하여, 실란올 화합물의 잔여 하이드록시가 물 분자와 반응하여 발생되는 헤이즈 문제를 해결할 수 있다.
따라서, 본 발명은 내열성 및 접착 특성이 우수하고 헤이즈 문제가 없는 투명 접착층을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 표시장치는, 커버 글래스가 투명 접착층을 통해 표시 패널에 부착됨으로써, 외부 충격에 의한 표시 패널의 손상이 방지되고 커버 글래스의 박리 문제 없이 고 품질의 영상을 제공할 수 있다.
도 1은 종래 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 접착층을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 접착층을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 접착층에서 수분 침투 방지를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 6a 및 도 6b는 표시패널의 예를 보여주는 개략적인 단면도이다.
본 발명은, 실리콘 아크릴레이트 모노머와, 실란올 화합물과, 알콕시실란 화합물과, 광개시제를 포함하는 투명 접착제 조성물을 제공한다.
본 발명의 투명 접착제 조성물에 있어서, 상기 실란올 화합물은
Figure 112015128870972-pat00001
로 표시되고, R1, R2 각각은 독립적으로 C1~C10의 알킬일 수 있다.
본 발명의 투명 접착제 조성물에 있어서, 상기 알콕시실란 화합물은
Figure 112015128870972-pat00002
로 표시되고, R3는 C1~C20의 알킬이고, R4는 비닐기 또는 아크릴레이트기에서 선택될 수 있다.
다른 관점에서, 본 발명은, 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스와, 상기 고분자 매트릭스 내에 분산되는 실란올 화합물과, 상기 고분자 매트릭스에 결합되어 있는 알콕시실란 모이어티를 포함하는 투명 접착층을 제공한다.
또한, 본 발명은, 실란올 화합물, 알콕시실란 모이어티를 포함하고, 50~85℃ 온도 조건과 50~85% 습도 조건에서 250시간 이상 노출시 초기 헤이즈 값의 1.5배 이하의 헤이즈 값을 갖는 투명 접착층을 제공한다.
본 발명의 투명 접착층에 있어서, 상기 실란올 화합물은
Figure 112015128870972-pat00003
로 표시되고, R1, R2 각각은 독립적으로 C1~C10의 알킬일 수 있다.
본 발명의 투명 접착층에 있어서, 상기 알콕시실란 모이어티는
Figure 112015128870972-pat00004
로 표시되고, R3는 C1~C20의 알킬일 수 있다.
또 다른 관점에서, 본 발명은, 표시 패널과, 상기 표시 패널 상부의 커버 글래스와, 상기 표시 패널과 상기 커버 글래스 사이에 위치하는 전술한 투명 접착층을 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 표시장치에 있어서, 상기 실란올 화합물은
Figure 112015128870972-pat00005
로 표시되고, R1, R2 각각은 독립적으로 C1~C10의 알킬일 수 있다.
본 발명의 표시장치에 있어서, 상기 알콕시실란 모이어티는
Figure 112015128870972-pat00006
로 표시되고, R3는 C1~C20의 알킬일 수 있다.
본 발명의 표시장치에 있어서, 상기 투명 접착층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 터치 패널을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명한다.
-제 1 실시예-
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 접착층을 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 투명 접착층(100, 투명 접착 필름)은 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스(110)와, 상기 고분자 매트릭스(110)에 분산되어 있는 접착성 부여제(tackifier, 120)를 포함한다.
상기 접착성 부여제(120)는 실란올(silanol) 화합물일 수 있다. 실란올 화합물인 접착성 부여제(120)의 하이드록시기(-OH)는 피착재의 하이드록시기와 수소 결합을 형성하여 접착 특성을 향상시킨다.
예를 들어, 상기 접착성 부여제(120)는 하기 화학식1로 표시될 수 있다.
[화학식1]
Figure 112015128870972-pat00007
상기 화학식1에서, R1, R2 각각은 C1~C10의 알킬일 수 있다.
예를 들어, 상기 접착성 부여제(120)는 하기 화학식2로 표시될 수 있다.
[화학식2]
Figure 112015128870972-pat00008

상기 접착성 부여제(120)는 상기 실리콘 아크릴레이트 화합물에 대하여 5~10%의 중량비를 가지며, 투명 접착층(100)의 광학 특성을 저하시키지 않으면서 접착 특성을 향상시킨다.
그런데, 접착성 부여제(120)의 하이드록시기(-OH) 중 피착재와 결합하지 못한 잔여 하이드록시기는 물 분자(H2O)와 반응을 하게 된다. 즉, 고습 환경에서 접착성 부여제(120)의 잔여 하이드록시기가 물분자와 결합함으로써, 투명 접착층(100)의 헤이즈가 증가한다.
특히, 실리콘 아크릴레이트 화합물의 경우, 분자간 반데르발스 힘(Van der Waal’s force)가 약하기 때문에, 기본적으로 큰 프리 볼륨을 갖는다. 즉, 다른 화합물(예를 들어, 우레탄 아크릴레이트 화합물)에 비해 수분이 침투할 공간이 많다.
따라서, 실리콘 아크릴레이트 화합물로 이루어지는 투명 접착층(100)으로 수분 침투가 증가하며, 접착력 증가를 위해 첨가되는 실란올 접착성 부여제(120)의 잔여 하이드록시기가 침투된 물 분자와 반응하기 때문에, 투명 접착제(100)의 헤이즈 문제는 더욱 심각해진다. 또한, 고온 환경에서 접착력이 크게 감소하는 문제가 발생한다.
-제 2 실시예-
도 3은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 접착층을 설명하기 위한 도면이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 접착층(200, 투명 접착 필름)은 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스(210)와, 상기 고분자 매트릭스(210)에 분산되어 있는 접착성 부여제(tackifier, 220)와, 소수성을 갖는 알콕시실란 모이어티(alkoxy silane moiety, 230)를 포함한다.
상기 접착성 부여제(220)는 실란올(silanol) 화합물일 수 있고, 실란올 화합물인 접착성 부여제(220)의 하이드록시기(-OH)는 피착재의 하이드록시기와 수소 결합을 형성하여 접착 특성을 향상시킨다.
예를 들어, 상기 접착성 부여제(220)는 상기 화학식1로 표시될 수 있다.
상기 알콕시실란 모이어티(230)는 하기 화학식3으로 표시되는 알콕시실란 화합물이 UV 조사에 의해 고분자 매트릭스(210)에 결합되어 형성된다.
[화학식3]
Figure 112015128870972-pat00009
상기 화학식3에서, R3는 C1~C20의 알킬일 수 있다. R3의 탄소 수가 증가하면 프리 볼륨이 증가하여 수분 침투가 증가할 수 있기 때문에, R3는 C10 이하인 것이 바람직하다. 또한, R3의 탄소 수가 감소하면 투명 접착층(200)이 부서지기 쉽기 때문에(brittle), R3는 C2 이상인 것이 바람직하다.
또한, 상기 화학식3에서, R4는 비닐기 또는 아크릴레이트기일 수 있다. 즉, 알콕시실란 화합물은 R4에 의해 고분자 매트릭스(210)에 결합된다.
예를 들어, 상기 알콕시실란 화합물은 하기 화학식4로 표시될 수 있다.
[화학식4]
Figure 112015128870972-pat00010
고분자 매트릭스(210)에 결합된 알콕시실란 모이어티(230)는 하기 화학식5로 표시될 수 있다.
[화학식5]
Figure 112015128870972-pat00011
상기 알콕시실란 모이어티(230)는 알콕시 모이어티(alkoxy moiety)에 의해 소수성을 가져 투명 접착층(200)으로 수분이 침투하는 것을 방지한다. 따라서, 접착성 부여제(220)의 잔여 하이드록시기가 물 분자와 반응하여 헤이즈가 발생하는 것이 방지된다.
즉, 투명 접착층에서 수분 침투 방지를 설명하기 위한 도면인 도 4를 참조하면, 물 분자(H2O)가 투명 접착층(200)으로 침투하는 경우, 소수성을 갖는 알콕시실란 모이어티(230)에 의한 물 분자의 침투가 방지된다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 접착층(200)에서는, 알콕시실란 화합물(230)의 첨가에 의해 실리콘 아크릴레이트 화합물의 큰 프리 볼륨과 접착 특성 향상을 위해 첨가되는 실란올 접착성 부여제(220)로 인해 발생되는 헤이즈의 증가 문제를 방지할 수 있다.
또한, 알콕시실란 화합물(230)의 첨가에 의해 상온 접착력 뿐만 아니라 고온 접착력 역시 증가한다.
따라서, 본 발명의 제 2 실시예에서는, 내열성 및 접착 특성이 우수하고 헤이즈 문제가 없는 투명 접착층(200)을 제공할 수 있다.
투명 접착층 조성물
본 발명의 투명 접착층은, 실리콘계 모노머, 광 개시제, 실란올 접착성 부여제, 알콕시실란 화합물을 포함하는 투명 접착층 조성물을 코팅하고, UV를 조사하여 경화시킴으로써 얻어진다.
예를 들어, 상기 실리콘계 모노머는 vinyl terminated polydimethylsiloxanes 및/또는 thiol terminated polydimethylsiloxanes일 수 있고, 광 개시제는 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one 및/또는　2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenylphosphine oxide일 수 있다.
또한, 상기 실란올 접착성 부여제는 dimethylsilanediol일 수 있고, 상기 알콕시실란 화합물은 vinyltriethoxysilane일 수 있다.
상기 실리콘계 모노머에 대하여, 상기 광 개시제는 10~15%의 중량비를 갖고, 상기 실란올 접착성 부여제와 상기 알콕시실란 화합물 각각은 5~10%의 중량비를 가질 수 있다.
접착력 테스트
실리콘 아크릴레이트 화합물과, 화학식2의 실란올 접착성 부여제 및 화학식4의 알콕시실란 화합물을 포함하는 실험예1 (조성물 전체에 대하여 실란올 접착성 부여제 1wt%, 알콕시실란 화합물 1wt%) 및 실험예2 (조성물 전체에 대하여 실란올 접착성 부여제 5wt%, 알콕시실란 화합물 5wt%), 알콕시실란 화합물을 제외한 실험예3, 알콕시실란 화합물과 실란올 접착성 부여제를 모두 제외한 실험예4에 대하여 유리기판과의 접착력을 측정하여 아래 표1에 기재하였다.
Figure 112015128870972-pat00012
표1에서 보여지는 바와 같이, 실리콘아크릴레이트 화합물로 이루어지는 투명 접착층(실험예4)에 비해 실란올 접착성 부여제를 첨가한 투명 접착층(실험예3)은 상온에서의 접착력이 증가하나 고온에서의 접착력은 증가하지 않는다.
반면, 실란올 접착성 부여제와 알콕시실란 화합물을 모두 포함하는 투명 접착층(실험예1, 2)은 상온과 고온 모두에서의 접착력이 증가하였다.
광학 특성
고온/고습(85℃/85%) 조건에서, 위 실험예1 내지 4의 투명 접착층의 광학 특성(yellowness index (YI), haze)을 측정하여 아래 표2에 기재하였다.
Figure 112015128870972-pat00013
표2에서 보여지는 바와 같이, 실험예4의 경우 원하는 YI값(<1)과 헤이즈 값(<1)을 만족시키지 못하며, 실험예3의 경우 고온/고습 환경에 장시간 노출시 YI값과 헤이즈 값이 크게 증가한다.
그러나, 본 발명의 제 2 실시예에서와 같이, 실란올 접착성 부여제와 알콕시실란 화합물을 모두 포함하는 조성물에 의해 형성된 투명 접착층(실험예1, 2)은 고온/고습 환경에서 원하는 YI값과 헤이즈 값을 만족시킨다.
한편, 전제 조성물에 대하여 실란올 접착성 부여제와 알콕시실란 화합물 각각이 5 wt%를 넘으면, 투명 접착층은 원하는 헤이즈 값(<1)을 만족시키지 못한다.
즉, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 투명 접착층은, 실란올 화합물과 알콕시실란 모이어티를 포함하고 고온/고습(50~85℃/50~85%) 조건에서 헤이즈 값이 1 이하이며, 초기 헤이즈 값의 50%이상 증가하지 않는 특징을 갖고, 이에 따라 표시장치의 광학 특성을 저해하지 않는다.
-제 3 실시예-
도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치의 개략적인 단면도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 표시장치(300)는, 표시 패널(310)과, 상기 표시 패널(310)의 표시면 상부에 위치하는 커버 글래스(320)와, 상기 커버 글래스(320)를 상기 표시 패널(310)에 부착시키며 상기 커버 글래스(320)와 상기 표시 패널(310) 사이에 위치하는 투명 접착층(330)을 포함한다.
도 6a 및 도 6b는 표시 패널의 예를 보여주는 개략적인 단면도이다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 표시 패널(310)은 발광다이오드 패널일 수 있다.
즉, 상기 표시 패널(310)은 기판(340)과, 상기 기판(340) 상에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)와, 상기 기판(340) 상부에 위치하고 상기 박막트랜지스터(Tr)에 연결된 발광다이오드(D)와, 상기 발광다이오드(D)를 덮는 인캡슐레이션 필름(380)을 포함할 수 있다.
상기 기판(340)은 유리기판일 수 있으며, 메탈 또는 플라스틱으로 이루어지는 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(140)은 폴리이미드(polyimide) 기판일 수 있다. 상기 기판(340)은 상기 박막트랜지스터(Tr)와 같은 구성 요소의 형성 공정에 적합하지 않기 때문에, 유리 기판과 같은 캐리어 기판(미도시)에 상기 기판(340)을 부착한 상태에서 상기 박막트랜지스터(Tr)와 같은 구성 요소의 형성 공정이 진행된다. 이후, 상기 캐리어 기판과 상기 기판(340)을 분리함으로써, 상기 표시 패널(310)을 얻을 수 있다.
상기 기판(340) 상에는 버퍼층(342)이 형성되고, 상기 버퍼층(342) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 버퍼층(342)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 이루어질 수 있다. 상기 버퍼층(342)은 생략될 수 있다.
상기 버퍼층(342) 상에는 반도체층(344)이 형성된다. 상기 반도체층(344)은 산화물 반도체 물질로 이루어지거나 다결정 실리콘으로 이루어질 수 있다.
상기 반도체층(344)이 산화물 반도체 물질로 이루어질 경우, 상기 반도체층(344) 하부에는 차광패턴(도시하지 않음) 이 형성될 수 있으며, 차광패턴은 반도체층(344)으로 빛이 입사되는 것을 방지하여 반도체층(344)이 빛에 의해 열화되는 것을 방지한다. 이와 달리, 반도체층(344)은 다결정 실리콘으로 이루어질 수도 있으며, 이 경우 반도체층(344)의 양 가장자리에 불순물이 도핑되어 있을 수 있다.
반도체층(344) 상부에는 절연물질로 이루어진 게이트 절연막(346)이 형성된다. 상기 게이트 절연막(346)은 산화 실리콘 또는 질화 실리콘과 같은 무기절연물질로 이루어질 수 있다.
상기 게이트 절연막(346) 상부에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어진 게이트 전극(350)이 반도체층(344)의 중앙에 대응하여 형성된다.
도 6a에서는, 게이트 절연막(346)이 기판(340) 전면에 형성되어 있으나, 게이트 절연막(346)은 게이트 전극(350)과 동일한 모양으로 패터닝될 수도 있다.
상기 게이트 전극(350) 상부에는 절연물질로 이루어진 층간 절연막(352)이 형성된다. 층간 절연막(352)은 산화 실리콘이나 질화 실리콘과 같은 무기 절연물질로 형성되거나, 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene)이나 포토 아크릴(photo-acryl)과 같은 유기 절연물질로 형성될 수 있다.
상기 층간 절연막(352)은 상기 반도체층(344)의 양측을 노출하는 제 1 및 제 2 콘택홀(354, 356)을 갖는다. 제 1 및 제 2 콘택홀(354, 356)은 게이트 전극(350)의 양측에 게이트 전극(350)과 이격되어 위치한다.
여기서, 제 1 및 제 2 콘택홀(354, 356)은 게이트 절연막(346) 내에도 형성된다. 이와 달리, 게이트 절연막(346)이 게이트 전극(350)과 동일한 모양으로 패터닝될 경우, 제 1 및 제 2 콘택홀(354, 356)은 층간 절연막(352) 내에만 형성될 수도 있다.
상기 층간 절연막(352) 상에는 금속과 같은 도전성 물질로 이루어지는 소스 전극(360)과 드레인 전극(362)이 형성된다.
소스 전극(360)과 드레인 전극(362)은 상기 게이트 전극(350)을 중심으로 이격되어 위치하며, 각각 상기 제 1 및 제 2 콘택홀(354, 356)을 통해 상기 반도체층(344)의 양측과 접촉한다.
상기 반도체층(344)과, 상기 게이트전극(350), 상기 소스 전극(360), 상기 드레인전극(362)은 상기 박막트랜지스터(Tr)를 이루며, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 구동 소자(driving element)로 기능한다.
상기 박막트랜지스터(Tr)는 상기 반도체층(344)의 상부에 상기 게이트 전극(350), 상기 소스 전극(360) 및 상기 드레인 전극(362)이 위치하는 코플라나(coplanar) 구조를 가진다.
이와 달리, 박막트랜지스터(Tr)는 반도체층의 하부에 게이트 전극이 위치하고 반도체층의 상부에 소스 전극과 드레인 전극이 위치하는 역 스태거드(inverted staggered) 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 반도체층은 비정질 실리콘으로 이루어질 수 있다.
도시하지 않았으나, 게이트 배선과 데이터 배선이 서로 교차하여 화소영역을 정의하며, 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선에 연결되는 스위칭 소자가 더 형성된다. 상기 스위칭 소자는 구동 소자인 박막트랜지스터(Tr)에 연결된다.
또한, 파워 배선이 상기 게이트 배선 또는 상기 데이터 배선과 평행하게 이격되어 형성되며, 일 프레임(frame) 동안 구동소자인 박막트랜지스터(Tr)의 게이트전극의 전압을 일정하게 유지되도록 하기 위한 스토리지 캐패시터가 더 구성될 수 있다.
상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(362)을 노출하는 드레인 콘택홀(366)을 갖는 보호층(364)이 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮으며 형성된다.
상기 보호층(364) 상에는 상기 드레인 콘택홀(366)을 통해 상기 박막트랜지스터(Tr)의 상기 드레인 전극(362)에 연결되는 제 1 전극(370)이 각 화소 영역 별로 분리되어 형성된다. 상기 제 1 전극(370)은 애노드(anode)일 수 있으며, 일함수 값이 비교적 큰 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 전극(370)은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide, ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide, IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 보호층(364) 상에는 상기 제 1 전극(370)의 가장자리를 덮는 뱅크층(376)이 형성된다. 상기 뱅크층(376)은 상기 화소영역에 대응하여 상기 제 1 전극(370)의 중앙을 노출한다.
상기 제 1 전극(370) 상에는 유기 발광층(372)이 형성된다. 상기 유기 발광층(372)은 발광물질로 이루어지는 발광물질층(emitting material layer)의 단일층 구조일 수 있다. 또한, 발광 효율을 높이기 위해, 상기 유기 발광층(372)은 상기 제 1 전극(370) 상에 순차 적층되는 정공주입층(hole injection layer), 정공수송층(hole transporting layer), 발광물질층, 전자수송층(electron transporting layer) 및 전자주입층(electron injection layer)의 다층 구조를 가질 수 있다.
상기 유기 발광층(372)이 형성된 상기 기판(340) 상부로 제 2 전극(374)이 형성된다. 상기 제 2 전극(374)은 표시영역의 전면에 위치하며 일함수 값이 비교적 작은 도전성 물질로 이루어져 캐소드(cathode)로 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 2 전극(374)은 알루미늄(Al), 마그네슘(Mg), 알루미늄-마그네슘 합금(AlMg) 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 제 1 전극(370), 상기 유기발광층(372) 및 상기 제 2 전극(374)은 발광다이오드(D)를 이룬다.
상기 제 2 전극(374) 상에는, 외부 수분이 상기 발광다이오드(D)로 침투하는 것을 방지하기 위해, 인캡슐레이션 필름(encapsulation film, 380)이 형성된다. 상기 인캡슐레이션 필름(380)은 제 1 무기 절연층(382)과, 유기 절연층(384)과 제 2 무기 절연층(386)의 적층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 인캡슐레이션 필름(380) 상에는 외부광 반사를 줄이기 위한 편광판(390)이 부착될 수 있다. 예를 들어, 상기 편광판은 원형 편광판일 수 있다. 그러나, 외부광에 의한 명암비 저하의 문제가 없다면, 상기 편광판(390)은 생략될 수 있다.
한편, 도 6b에 도시된 바와 같이, 액정패널(410)이 표시패널(도 5의 310)로 이용될 수 있다.
액정패널(410)은, 서로 마주하는 제 1 및 제 2 기판(412, 450)과, 상기 제 1 및 제 2 기판(412, 450) 사이에 개재되며 액정분자(462)를 포함하는 액정층(460)을 포함한다.
상기 제 1 기판(412) 상에는 제 1 버퍼층(420)이 형성되고, 상기 제 1 버퍼층(420) 상에 박막트랜지스터(Tr)가 형성된다. 상기 제 1 버퍼층(420)은 생략될 수 있다.
상기 제 1 버퍼층(420) 상에는 게이트 전극(422)이 형성되고, 상기 게이트 전극(422)을 덮으며 게이트 절연막(424)이 형성된다. 또한, 상기 버퍼층(420) 상에는 상기 게이트 전극(422)과 연결되는 게이트 배선(미도시)이 형성된다.
상기 게이트 절연막(424) 상에는 반도체층(426)이 상기 게이트 전극(422)에 대응하여 형성된다. 상기 반도체층(426)은 산화물 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 한편, 상기 반도체층(426)은 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층과 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹 콘택층을 포함할 수 있다.
상기 반도체층(426) 상에는 서로 이격하는 소스 전극(430)과 드레인 전극(432)이 형성된다. 또한, 상기 소스 전극(430)과 연결되는 데이터 배선(미도시)이 상기 게이트 배선과 교차하여 화소영역을 정의하며 형성된다.
상기 게이트 전극(422), 상기 반도체층(426), 상기 소스 전극(430) 및 상기 드레인 전극(432)은 박막트랜지스터(Tr)를 구성한다.
상기 박막트랜지스터(Tr) 상에는, 상기 드레인 전극(432)을 노출하는 드레인 콘택홀(436)을 갖는 보호층(434)이 형성된다.
상기 보호층(434) 상에는, 상기 드레인 콘택홀(436)을 통해 상기 드레인 전극(432)에 연결되는 화소 전극(440)과, 상기 화소 전극(440)과 교대로 배열되는 공통 전극(442)이 형성된다.
상기 제 2 기판(450) 상에는 제 2 버퍼층(452)이 형성되며, 상기 제 2 버퍼층(452) 상에는 상기 박막트랜지스터(Tr), 상기 게이트 배선, 상기 데이터 배선 등 비표시영역을 가리는 블랙매트릭스(454)가 형성된다. 또한, 화소영역에 대응하여 컬러필터층(456)이 형성된다. 상기 제 2 버퍼층(452)과 상기 블랙매트릭스(454)는 생략될 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 기판(412, 450)은 액정층(460)을 사이에 두고 합착되며, 상기 화소 전극(440)과 상기 공통 전극(442) 사이에서 발생되는 전계에 의해 상기 액정층(460)의 액정분자(462)가 구동된다.
상기 제 1 및 제 2 기판(412, 450) 각각의 외측에는 서로 수직한 투과축을 갖는 제 1 및 제 2 편광판(462, 464)이 부착된다.
또한, 도시하지 않았으나, 상기 액정층(460)과 접하여 상기 제 1 및 제 2 기판(412, 450) 각각의 상부에는 배향막이 형성될 수 있고, 상기 제 1 기판(412) 하부에 빛을 공급하는 플렉서블 타입 백라이트 유닛이 위치할 수 있다.
상기 커버 글래스(320)는 상기 투명 접착층(330)을 통해 상기 표시 패널(310)의 표시면에 부착된다.
예를 들어, 도 6a에 도시된 발광다이오드 패널(310)의 경우, 상기 투명 접착층(330)은 편광판(390)과 접촉하며 상기 커버 글래스(320)를 발광다이오드 패널(310)에 부착시킨다.
또한, 도 6b에 도시된 발광다이오드 액정 패널(410)의 경우, 상기 투명 접착층(330)은 제 2 편광판(464)과 접촉하며 상기 커버 글래스(320)를 액정 패널(410)에 부착시킨다.
한편, 도시하지 않았으나, 상기 표시 패널(310)과 상기 커버 글래스(320) 사이에 터치 패널이 포함되는 경우, 상기 투명 접착층(330)은 상기 터치 패널과 접촉하며 상기 커버 글래스(320)를 상기 터치 패널에 부착시킬 수 있다.
상기 투명 접착층(330)은 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스(미도시)와, 실란올 접착성 부여제(332)와, 알콕시실란 모이어티(334)를 포함한다.
실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스에 의해 내열 특성이 향상되고, 실란올 접착성 부여제(332)에 의해 접착 특성이 향상되며, 알콕시실란 모이어티(334)에 의해 헤이즈 발생이 방지되고 접착 특성이 더욱 향상된다.
따라서, 내열성 및 접착 특성이 우수하고 헤이즈 문제가 없는 투명 접착층(330)을 포함하는 표시장치(300)에서는, 외부 충격에 의한 표시 패널(310)의 손상이 방지되고 커버 글래스(320)의 박리 문제 없이 고 품질의 영상이 구현된다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 200, 330: 투명 접착층 110, 210: 고분자 매트릭스
120, 220, 332: 실란올 접착성 부여제
230, 334: 알콕시실란 모이어티 300: 표시장치
310: 표시 패널 320: 커버 글래스

Claims (13)

  1. 실리콘 아크릴레이트 모노머와;
    실란올 화합물과;
    알콕시실란 화합물과;
    광개시제를 포함하며,
    상기 알콕시실란 화합물은 하기 화학식으로 표시되고, R3는 C1~C20의 알킬이고, R4는 비닐기 또는 아크릴레이트기에서 선택되는 투명 접착제 조성물.
    Figure 112022020534259-pat00027

  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 실란올 화합물은 하기 화학식으로 표시되고, R1, R2 각각은 독립적으로 C1~C10의 알킬인 투명 접착제 조성물.
    Figure 112015128870972-pat00014

  3. 삭제
  4. 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스와;
    상기 고분자 매트릭스 내에 분산되는 실란올 화합물과;
    상기 고분자 매트릭스에 결합되어 있는 알콕시실란 모이어티를 포함하며,
    상기 알콕시실란 모이어티는 하기 화학식으로 표시되고, R3는 C1~C20의 알킬인 투명 접착층.
    Figure 112022020534259-pat00028

  5. 실란올 화합물과;
    알콕시실란 모이어티를 포함하고,
    50~85℃ 온도 조건과 50~85% 습도 조건에서 250시간 이상 노출시 초기 헤이즈 값의 1.5배 이하의 헤이즈 값을 갖는 투명 접착층.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 실란올 화합물은 하기 화학식으로 표시되고, R1, R2 각각은 독립적으로 C1~C10의 알킬인 투명 접착층.
    Figure 112015128870972-pat00016

  7. 삭제
  8. 표시 패널과;
    상기 표시 패널 상부의 커버 글래스와;
    상기 표시 패널과 상기 커버 글래스 사이에 위치하는 투명 접착층을 포함하며,
    상기 투명 접착층은, 실리콘 아크릴레이트 고분자 매트릭스와; 상기 고분자 매트릭스 내에 분산되는 실란올 화합물과; 상기 고분자 매트릭스에 결합되어 있는 알콕시실란 모이어티를 포함하는 표시장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 실란올 화합물은 하기 화학식으로 표시되고, R1, R2 각각은 독립적으로 C1~C10의 알킬인 표시장치.
    Figure 112015128870972-pat00018

  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 모이어티는 하기 화학식으로 표시되고, R3는 C1~C20의 알킬인 표시장치.
    Figure 112015128870972-pat00019

  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 투명 접착층과 상기 표시 패널 사이에 위치하는 터치 패널을 더 포함하는 표시장치.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 아크릴레이트 모노머가 vinyl terminated polydimethylsiloxane 또는 a thiol terminated polydimethylsiloxane이고, 상기 알콕시실란 화합물과 상기 실란올 화합물 각각이 상기 실리콘 아크릴레이트 모노머에 대하여 5~10%의 중량비를 갖는 투명 접착제 조성물.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 알콕시실란 화합물은 하기 화학식2로 표시되고, 상기 실란올 화합물은 하기 화학식4로 표시되며,
    상기 투명 접착제 조성물 전체에서, 상기 알콕시실란 화합물과 상기 실란올 화합물 각각은 1wt% 또는 5wt%의 중량비를 갖는 투명 접착제 조성물.
    [화학식2]
    Figure 112022020534259-pat00029

    [화학식4]
    Figure 112022020534259-pat00030
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