KR102493251B1 - 폴더블 디스플레이용 점착필름 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 폴더블 디스플레이용 점착필름에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 반복 굴곡시 접힘 흔적이나 피착제 간의 벌어짐이 없는 우수한 굴곡 회복 특성을 가질 뿐만 아니라, 피착제 간의 기포 발생을 최소화할 수 있는 폴더블 디스플레이용 점착필름에 관한 것이다.

Description

폴더블 디스플레이용 점착필름{adhesive film using foldable display}
본 발명은 폴더블 디스플레이용 점착필름에 관한 것으로써, 보다 상세하게는 반복 굴곡시 접힘 흔적이나 피착제 간의 벌어짐이 없는 우수한 굴곡 회복 특성을 가질 뿐만 아니라, 피착제 간의 기포 발생을 최소화할 수 있는 폴더블 디스플레이용 점착필름에 관한 것이다.
감압 접착제(pressure sensitive adhesive)란, 표면이 오염되지 않는 한 영구히 끈적이는 성질을 유지할 수 있는 물질을 사용하여, 상온에서 지압과 같은 아주 작은 압력에 의해 짧은 시간에 쉽게 피착제와 접착시키는 물질이다.
이러한 감압 접착제는, 생활용품, 자동차, 항공, IT 산업 등 매우 다양한 분야에서 활용되고 있으며, IT 산업 분야에는 반도체, 휴대전화, 디스플레이, 정밀제품 등의 운반, 소재의 고정 및 보호용으로 사용되고 있다.
최근 디스플레이 관련 기술의 발달과 함께, 접거나, 롤(Roll) 형상으로 말거나, 고무줄처럼 늘리는 등, 사용 단계에서 변형 가능한 디스플레이 장치들이 연구 및 개발되고 있다. 이들 디스플레이는 다양한 형태로 변형 가능하기 때문에, 사용 단계에서의 디스플레이의 대형화 요구와 휴대를 위한 디스플레이의 소형화의 요구를 모두 만족시킬 수 있다. 변형 가능한 디스플레이 장치는 미리 설정된 형태로 변형될 수 있을 뿐 아니라, 사용자의 요구에 상응하여 또는 디스플레이 장치가 사용되는 상황의 필요에 맞추어 다양한 형태로 변형될 수 있다. 따라서, 디스플레이의 변형된 형태를 인식하고, 인식한 형태에 대응하여 디스플레이 장치를 제어할 필요가 있다.
한편, 변형 가능한 디스플레이 장치는 변형에 따라 디스플레이 장치의 각 구성이 손상될 문제가 있기 때문에, 이러한 디스플레이 장치의 각 구성들은 폴딩(Folding) 신뢰성 및 안정성을 만족해야 한다.
따라서, 변형 가능한 디스플레이 장치에 사용되는 접착제도 앞서 언급한 폴딩(Folding) 신뢰성 및 안정성을 만족해야 하며, 현재, 시판되고 있는 변형 가능한 디스플레이 장치에 사용되는 접착제는 폴딩(folding) 특성을 만족하는 것 외에도, 점착력, 내열성 및 복원율 등의 물성을 모두 만족하지 못하는 문제점이 있었다.
한국 공개특허번호 제2015-0011230호(공개일 : 2015.01.30)
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, 반복 굴곡시 접힘 흔적이나 피착제 간의 벌어짐이 없는 우수한 굴곡 회복 특성을 가질 뿐만 아니라, 피착제 간의 기포 발생을 최소화할 수 있는 폴더블 디스플레이용 점착필름을 제공하는데 목적이 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물이 경화되어 형성된 점착제층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물은 아크릴 중합체 및 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 하기 관계식 1에 의해 측정된 25℃에서의 크리프율이 30 ~ 60%일 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112021065794031-pat00001
상기 관계식 1에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 하기 관계식 2에 의해 측정된 25℃에서의 회복율이 60% 이상일 수 있다.
[관계식 2]
Figure 112021065794031-pat00002
상기 관계식 2에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, tr은 크리프 변형 후에 크리프 회복시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 -20℃에서의 손실 계수(tan δ)가 1.0 ~ 2.0일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 상기 관계식 1에 의해 측정된 60℃에서의 크리프율이 20 ~ 50%일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 상기 관계식 2에 의해 측정된 60℃에서의 회복율이 80% 이상일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 25℃에서의 손실 계수(tan δ)가 0.4 ~ 1.0일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 60℃에서의 손실 계수(tan δ)가 0.05 ~ 0.5일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 100℃에서의 손실 계수(tan δ)가 0.1 ~ 0.8일 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 아크릴 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 단량체, 하기 화학식 2로 표시되는 단량체, 하기 화학식 3으로 표시되는 단량체, 하기 화학식 4로 표시되는 단량체, 하기 화학식 5로 표시되는 단량체, 이소보닐 아크릴레이트(Isobornyl acrylate) 단량체, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트(2-hydroxypropyl acrylate) 단량체, 아크릴산(Acrylic acid) 단량체 및 아크릴로니크릴(acrylonitrile) 단량체 중에서 선택된 3종 이상을 포함하는 단량체 혼합물을 포함하여 중합시킨 중합물일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112021065794031-pat00003
상기 화학식 1에 있어서, B1은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
[화학식 2]
Figure 112021065794031-pat00004
상기 화학식 2에 있어서, B2은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, R3은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
[화학식 3]
Figure 112021065794031-pat00005
상기 화학식 3에 있어서, R4는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
[화학식 4]
Figure 112021065794031-pat00006
상기 화학식 4에 있어서, B2은 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
[화학식 5]
Figure 112021065794031-pat00007
상기 화학식 5에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 아크릴 중합체는 주제수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112021065794031-pat00008
상기 화학식 1-1에 있어서, B1은 -CH2-이고, R1은 에틸기이며, R2는 부틸기이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 아크릴 중합체는 주제수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물 3 ~ 25 중량부를 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112021065794031-pat00009
상기 화학식 3-1에 있어서, R4는 메틸기이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 아크릴 중합체는 -70 ~ -90℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 아크릴 중합체는 100,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 경화제는 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 점착제층은 20 ~ 200㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 반복 굴곡시 접힘 흔적이나 피착제 간의 벌어짐이 없는 우수한 굴곡 회복 특성을 가질 뿐만 아니라, 피착제 간의 기포 발생을 최소화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물이 경화되어 형성된 점착제층을 포함하는 점착필름으로, 점착제층은 폴더블(foldable) 디스플레이용 점착필름에 포함되어 디스플레이 패널과 커버 글라스를 부착하는 등의 용도로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명에서 정의하는 "폴더블 디스플레이"는 종이처럼 접혔다 폈다를 반복할 수 있도록 설계되어, 접힘 부분이 곡률 반경이 5mm 이내인 플렉서블 디스플레이를 의미할 수 있다.
또한, 폴더블 디스플레이에 적용되는 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 기존 다른 용도의 점착제와 달리 폴딩(folding) 특성을 구현해야 하여, 특정 범위의 크리프율(creep rate), 회복율(recovery rate) 및 손실 계수(tan δ, loss tangent)를 만족할 수 있다.
또한, 폴더블 디스플레이의 기타 구체적인 구성은, 예를 들면 한국 공개특허번호 제2015-0138450호 등에 의해 공지되어 있으며, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물은 이러한 공지의 폴더블 디스플레이의 구성에 제한 없이 포함할 수 있다.
본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물은 아크릴 중합체 및 경화제를 포함할 수 있다.
본 발명의 아크릴 중합체는 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 일 예로서, 본 발명의 아크릴 중합체는 아크릴 중합체를 제조하는데 필요한 하기의 단량체를 선택하고, 선택된 단량체를 목적하는 비율로 배합한 단량체의 혼합물을 용액 중합(Solution polymerization), 괴상 중합(Bulk poylmerization), 현탁 중합(suspention polymerization) 또는 유화 중합(emulsion polymerization) 방식 등의 방식에 적용하여 제조할 수 있으며, 적절하게는 용액 중합에 의해 제조될 수 있다. 용액 중합을 통해 중합체를 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않는다.
또한, 용액 중합 방법은, 본 발명의 아크릴 중합체를 제조하기 위해 선택된 단량체 성분을 적절한 중량비율로 혼합한 상태에서, 라디칼 중합 개시제 및 용제를 혼합하여 30℃ 내지 140℃의 중합 온도에서 3 ~ 15시간 동안 수행될 수 있다.
본 발명의 아크릴 중합체를 제조하기 위해 이용되는 라디칼 중합 개시제는 공지의 물질일 수 있으며, 일 예로서, 아조비스이소부티로니트릴 또는 아조비스시클로헥산카르보니트릴 등의 아조계 중합 개시제 또는 과산화 벤조일 또는 과산화 아세틸 등과 같은 산화물계; 등의 것을 사용할 수 있다.
또한, 라디칼 중합 개시제는, 단독 또는 이종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여, 0.01 ~ 1 중량부를 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 아크릴 중합체를 제조하기 위해 이용되는 용제는 공지의 물질일 수 있으며, 일 예로서 에틸아세테이트 또는 톨루엔 등이 사용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 아크릴 중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 단량체, 하기 화학식 2로 표시되는 단량체, 하기 화학식 3으로 표시되는 단량체, 하기 화학식 4로 표시되는 단량체, 하기 화학식 5로 표시되는 단량체, 이소보닐 아크릴레이트(Isobornyl acrylate) 단량체, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트(2-hydroxypropyl acrylate) 단량체, 아크릴산(Acrylic acid) 단량체 및 아크릴로니크릴(acrylonitrile) 단량체 중에서 선택된 3종 이상을 포함하는 단량체 혼합물을 포함하여 중합시킨 중합물일 수 있다. 만일, 본 발명의 아크릴 중합체가 앞서 나열된 단량체를 3종 미만으로 포함하여 중합시킨 중합물이면 본 발명에서 요구하는 물성을 만족 못하는 문제가 있을 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112021065794031-pat00010
상기 화학식 1에 있어서, B1은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 1에 있어서, R1 및 R2는 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 R1은 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기, R2는 C3 ~ C5의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 2]
Figure 112021065794031-pat00011
상기 화학식 2에 있어서, B2은 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
상기 화학식 2에 있어서, R3은 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 3]
Figure 112021065794031-pat00012
상기 화학식 3에 있어서, R4는 C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬기이며, 더욱 바람직하게는 C1 ~ C3의 직쇄형 알킬기이다.
[화학식 4]
Figure 112021065794031-pat00013
상기 화학식 4에 있어서, B2은 -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
[화학식 5]
Figure 112021065794031-pat00014
상기 화학식 5에 있어서, R5 및 R6은 각각 독립적으로, C1 ~ C12의 직쇄형 알킬기, C3 ~ C12의 분쇄형 알킬기, 페닐기 또는 알킬페닐기이고, 바람직하게는 C1 ~ C5의 직쇄형 알킬기이다.
구체적으로, 본 발명의 아크릴 중합체는 주제수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112021065794031-pat00015
상기 화학식 1-1에 있어서, B1은 -CH2-이고, R1은 에틸기이며, R2는 부틸기이다.
주제수지란 아크릴 중합체를 제조시 사용되는 단량체 전체 중량%에 대하여, 단량체의 50 중량% 이상을 차지하는 단량체로서, 본 발명의 아크릴 중합체는 주제수지로서 상기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 아크릴 중합체를 제조시 사용되는 단량체 전체 중량%에 대하여 50% 이상 포함함으로서, 반복 굴곡시 접힘 흔적이나 피착제 간의 벌어짐이 없는 우수한 굴곡 회복 특성을 가질 뿐만 아니라, 피착제 간의 기포 발생을 최소화할 수 있는 점착필름을 제조할 수 있는 것이다.
나아가, 본 발명의 아크릴 중합체는 주제수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물 3 ~ 25 중량부, 바람직하게는 4 ~ 10 중량부를 포함할 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112021065794031-pat00016
상기 화학식 3-1에 있어서, R4는 메틸기이다.
한편, 본 발명의 아크릴 중합체는 -70 ~ -90℃, 바람직하게는 -72 ~ -80℃, 더욱 바람직하게는 -74 ~ -76℃의 유리전이온도(Tg)를 가질 수 있고, 만일 이와 같은 유리전이온도 범위를 벗어나게 된다면 본 발명의 요구하는 물성 특성들을 만족할 수 없는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 아크릴 중합체는 100,000 ~ 2,000,000, 바람직하게는 100,000 ~ 1,000,000, 더욱 바람직하게는 200,000 ~ 800,000, 더더욱 바람직하게는 300,000 ~ 600,000의 중량평균분자량을 가질 수 있고, 만일 이와 같은 중량평균분자량 범위를 벗어나게 된다면 본 발명의 요구하는 물성 특성들을 만족할 수 없는 문제가 있을 수 있다.
본 발명의 경화제는 이소시아네이트(isocyanate)계 경화제 및 에폭시(epoxy)계 경화제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 이소시아네이트계 경화제를 포함할 수 있다.
또한, 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물은 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 경화제 0.01 ~ 1 중량부, 바람직하게는 0.1 ~ 0.4 중량부를 포함할 수 있다.
또한, 점착제층은 20 ~ 200㎛의 두께, 바람직하게는 20 ~ 50㎛의 두께, 더욱 바람직하게는 25 ~ 45㎛의 두께를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 하기 관계식 1에 의해 측정된 25℃에서의 크리프율(creep rate)이 30 ~ 60%, 바람직하게는 30 ~ 55%, 더욱 바람직하게는 30 ~ 40%일 수 있다. 만일 25℃에서의 크리프율이 30% 미만이면 반복 굴곡시 접힘 흔적이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 60%를 초과하면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
[관계식 1]
Figure 112021065794031-pat00017
상기 관계식 1에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
크리프(creep)는 소재에 일정한 하중이 가해진 상태에서 시간의 경과에 따라 소재의 변형이 계속되는 현상을 말하며, t는 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름에 일정한 하중이 가해진 상태에서 크리프 변형이 발생하는 시간을 나타낸다.
또한, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 상기 관계식 1에 의해 측정된 60℃에서의 크리프율(creep rate)이 20 ~ 50%, 바람직하게는 20 ~ 40%, 더욱 바람직하게는 20 ~ 30%일 수 있다. 만일 60℃에서의 크리프율이 20% 미만이면 반복 굴곡시 접힘 흔적이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 50%를 초과하면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 하기 관계식 2에 의해 측정된 25℃에서의 회복율(recovery rate)이 60% 이상, 바람직하게는 80% 이상, 더욱 바람직하게는 90% 이상, 더더욱 바람직하게는 95 ~ 99.9%일 수 있다. 만일 25℃에서의 회복율이 60% 미만이면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
[관계식 2]
Figure 112021065794031-pat00018
상기 관계식 2에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, tr은 크리프 변형 후에 크리프 회복시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
크리프(creep)는 소재에 일정한 하중이 가해진 상태에서 시간의 경과에 따라 소재의 변형이 계속되는 현상을 말하며, t는 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름에 일정한 하중이 가해진 상태에서 크리프 변형이 발생하는 시간을 나타내고, tr은 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름에 크리프 변형이 일어난 후에 변형이 일정 부분이 회복되는 시간을 나타낸다.
또한, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 상기 관계식 2에 의해 측정된 60℃에서의 회복율(recovery rate)이 80% 이상, 바람직하게는 90% 이상, 더욱 바람직하게는 95% 이상, 더더욱 바람직하게는 95 ~ 99%일 수 있다. 만일 60℃에서의 회복율이 80% 미만이면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 -20℃에서의 손실 계수(tan δ, loss tangent)가 1.0 ~ 2.0, 바람직하게는 1.4 ~ 2.0, 더욱 바람직하게는 1.7 ~ 1.95일 수 있다. 손실 계수란 저장 탄성률(stroage modulus)과 손실 탄성률(loss modulus)의 비율을 말하며, 만일 -20℃에서의 손실 계수가 1.0 미만이면 반복 굴곡시 접힘 흔적이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 2.0을 초과하면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 25℃에서의 손실 계수가 0.4 ~ 1.0, 바람직하게는 0.5 ~ 1.5, 더욱 바람직하게는 0.6 ~ 0.8일 수 있으며, 만일 25℃에서의 손실 계수가 0.4 미만이면 반복 굴곡시 접힘 흔적이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 1.0을 초과하면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 60℃에서의 손실 계수가 0.05 ~ 0.5, 바람직하게는 0.1 ~ 0.3, 더욱 바람직하게는 0.1 ~ 0.2일 수 있으며, 만일 25℃에서의 손실 계수가 0.05 미만이면 반복 굴곡시 접힘 흔적이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 0.5을 초과하면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 100℃에서의 손실 계수가 0.1 ~ 0.8, 바람직하게는 0.1 ~ 0.6, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 0.4일 수 있으며, 만일 25℃에서의 손실 계수가 0.1 미만이면 반복 굴곡시 접힘 흔적이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 0.8을 초과하면 반복 굴곡시 피착제 간의 벌어짐이 발생하는 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 무 알칼리 유리판(Non Alkali Glass)에 부착 후, 분당 300mm의 속도로 180°로 박리시킬 때, 측정한 점착력이 600 gf/inch 이상, 바람직하게는 650 ~ 1200gf/inch, 더욱 바람직하게는 680 ~ 1000 gf/inch일 수 있다.
한편, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 점착필름을 PET 필름에 부착한 후, 곡률 반경 1.5mm으로 200,000회까지 폴딩(folding) 평가를 진행해도 크랙이 발생하지 않을 뿐만 아니라, 점착필름과 PET 필름 사이에 벌어짐이 발생하지 않는다.
나아가, 본 발명의 폴더블 디스플레이용 점착필름은 점착필름을 폴리이미드 필름에 부착한 후, 고압증기멸균기(Auto clave)를 이용하여 5 ~ 20분, 바람직하게는 6 ~ 10분 동안 고압멸균 후에, 5 ~ 20분, 바람직하게는 6 ~ 10분 동안 유지 후, 현미경을 이용하여 50mm×50mm(가로×세로) 면적에 포함되는 기포 발생 수량이 5개 미만, 바람직하게는 1 ~ 3개일 수 있다. 또한, 기포 크기는 200㎛ 미만, 바람직하게는 80 ~ 120㎛일 수 있다. 또한, 침투 거리는 400㎛ 미만, 바람직하게는 300 ~ 380㎛일 수 있다.
이상에서 본 발명에 대하여 구현예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명의 구현예를 한정하는 것이 아니며, 본 발명의 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 본 발명의 구현예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시예 1 : 폴더블 디스플레이용 점착체 조성물 제조
중량평균분자량이 450,000이고, 유리전이온도가 -74.9℃인 아크릴 중합체 및 이소시아네이트계 경화제를 혼합하여 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물을 제조하였다. 이 때, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 이소시아네이트계 경화제 0.2 중량부를 혼합하였다.
또한, 아크릴 중합체로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 단량체 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 2-1로 표시되는 단량체 20 중량부, 하기 화학식 3-1로 표시되는 단량체 6.67 중량부 및 하기 화학식 4-1로 표시되는 단량체 6.67 중량부를 중합시킨 중합물을 사용하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112021065794031-pat00019
상기 화학식 1-1에 있어서, B1은 -CH2-이고, R1은 에틸기이며, R2는 부틸기이다.
[화학식 2-1]
Figure 112021065794031-pat00020
상기 화학식 2-1에 있어서, B2은 -CH2CH2-이고, R3은 메틸기이다.
[화학식 3-1]
Figure 112021065794031-pat00021
상기 화학식 3-1에 있어서, R4는 메틸기이다.
[화학식 4-1]
Figure 112021065794031-pat00022
상기 화학식 4-1에 있어서, B2은 -CH2CH2CH2CH2-이다.
실시예 2 : 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 중량평균분자량이 1,600,000이고, 유리전이온도가 -73.7℃인 아크릴 중합체를 사용하였고, 아크릴 중합체로서 상기 화학식 1-1로 표시되는 단량체 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 3-2로 표시되는 단량체 23.08 중량부, 하기 화학식 5-1로 표시되는 단량체 7.69 중량부, 상기 화학식 3-1로 표시되는 단량체 23.08 중량부 및 하기 화학식 4-2로 표시되는 단량체 7.69 중량부를 중합시킨 중합물을 사용하였다.
[화학식 3-2]
Figure 112021065794031-pat00023
상기 화학식 3-2에 있어서, R4는 부틸기이다.
[화학식 5-1]
Figure 112021065794031-pat00024
상기 화학식 5-1에 있어서, R5는 에틸기이고, R6은 메틸기이다.
[화학식 4-2]
Figure 112021065794031-pat00025
상기 화학식 4-2에 있어서, B2은 -CH2CH2-이다.
비교예 1 : 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 중량평균분자량이 1,200,000이고, 유리전이온도가 -64.0℃인 아크릴 중합체를 사용하였고, 아크릴 중합체로서 상기 화학식 1-1로 표시되는 단량체 100 중량부에 대하여, 이소보닐 아크릴레이트(Isobornyl acrylate) 단량체 20 중량부 및 상기 화학식 4-2로 표시되는 단량체 13.33 중량부를 중합시킨 중합물을 사용하였다.
비교예 2 : 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 중량평균분자량이 1,700,000이고, 유리전이온도가 -65.8℃인 아크릴 중합체를 사용하였고, 아크릴 중합체로서 상기 화학식 1-1로 표시되는 단량체 100 중량부에 대하여, 상기 화학식 3-2로 표시되는 단량체 23.08 중량부, 상기 화학식 5-1로 표시되는 단량체 15.38 중량부 및 상기 화학식 4-2로 표시되는 단량체 15.38 중량부를 중합시킨 중합물을 사용하였다.
비교예 3 : 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 중량평균분자량이 870,000이고, 유리전이온도가 -53.0℃인 아크릴 중합체를 사용하였고, 아크릴 중합체로서 단량체 전체 중량%에 대하여, 상기 화학식 3-2로 표시되는 단량체 95 중량% 및 상기 화학식 4-1로 표시되는 단량체 5 중량%를 중합시킨 중합물을 사용하였다.
비교예 4 : 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물 제조
(1) 중량평균분자량이 760,000이고, 유리전이온도가 -34.5℃인 아크릴 중합체 및 에폭시계 경화제를 혼합하여 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물을 제조하였다. 이 때, 아크릴 중합체 100 중량부에 대하여 에폭시계 경화제 0.5 중량부를 혼합하였다.
또한, 아크릴 중합체로서 상기 화학식 3-2로 표시되는 단량체 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 5-2로 표시되는 단량체 12.5 중량부, 이소보닐 아크릴레이트(Isobornyl acrylate) 단량체 6.25 중량부 및 아크릴산(Acrylic acid) 단량체 6.25 중량부를 중합시킨 중합물을 사용하였다.
[화학식 5-2]
Figure 112021065794031-pat00026
상기 화학식 5-2에 있어서, R5 및 R6은 메틸기이다.
실험예 1
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 점착제 조성물을 각각 다음과 같은 물성평가법을 기준으로 하여 평가를 실시하고, 그 결과를 표 1나타내었다.
(1) 점착력 측정
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 점착제 조성물을 각각 두께 35㎛로 경화한 후, 50㎛의 두께를 가지는 폴리이미드 필름(SKC Kolon사, GF200)에 전사 합지하여 샘플을 제조하였다. 제조한 샘플은 폭 25mm × 길이 150mm의 크기로 제단하였다. MEK(Methyl Ethyl Ketone)로 3회 세척하여 표면에 얼룩이 없는 Non Alkali Glass를 준비하고, 2kg 핸드롤러를 이용하여 제단한 샘플의 경화된 점착제 조성물 면을 준비한 Non Alkali Glass에 합지하였다. 합지 후, 24시간동안 상온(25℃)에 방치하고, 분당 300mm의 속도로 180°로 박리시켜 UTM(WL2100)을 이용하여 점착력을 측정하였다(점착력은 안정화되는 구간에서 평균값으로 계산하였다.).
(2) 기포 발생 여부 측정
실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 점착제 조성물을 각각 두께 150㎛로 경화한 후, 이를 50㎛의 두께를 가지는 폴리이미드 필름(SKC Kolon사, GF200)과 유리판(glass) 사이에 합지하여 샘플을 제조하였다. 제조한 샘플을 폭 25mm × 길이 150mm의 크기로 제단하고, 제단한 샘플을 고압증기멸균기(Auto clave)를 이용하여 8분 동안 고압멸균(고압멸균 조건 : 121℃에서 15 psi의 가압증기 사용)을 진행한 후, 7분 30초동안 유지 후에, 감압을 다시 8분동안 한 후에 현미경 5배 배율에서 50mm×50mm(가로×세로) 면적에 포함되는 기포 발생 수량, 기포 크기 및 침투 거리를 측정하였다
(3) Folding Test
50㎛의 두께를 가지는 PET 필름(TORAY U48)과 50㎛의 두께를 가지는 이형필름 사이에 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 점착제 조성물을 각각 두께 35㎛로 합지하고, 50mm×100mm(가로×세로)로 제단하여 샘플을 제조하였다. 제조한 샘플을 벤딩 평가 장비(F1_2SV, ForeHu Co.,Ltd)를 이용하여 곡률 반경 1.5mm으로 200,000회까지 벤딩 평가를 진행하였다.
10,000회 주기로 벤딩 평가 진행 후, 파괴 및 비파괴 검사하고, 제조한 샘플의 크랙(Crack) 발생 여부 및 합지면 벌어짐 여부를 확인하였다. 변화가 없는 경우의 경우 OK, 박리, 크랙, 두께 변화 등 변형이 발생한 경우에는 NG로 평가하였다.
(4) 크리프율(creep rate) 및 회복율(recovery rate) 측정
50㎛의 두께를 가지는 폴리이미드 필름(SKC Kolon사, GF200) 사이에 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 점착제 조성물을 각각 두께 35㎛로 합지하고, 경화하여, 시료를 제조하였다. 제조한 시료에 대하여 하기 측정 기기 및 측정 조건을 통해 크리프율 및 회복율을 계산하는데 필요한 데이터를 측정하였으며, 하기 관계식 1에 의해 측정된 25℃ 및 60℃에서의 크리프율, 하기 관계식 2에 의해 측정된 25℃ 및 60℃에서의 회복율을 계산하였다.
* 측정 기기 및 측정 조건
① 측정기기 : ARES-G2, TA Instruments Inc.
② 측정 온도 구간 : 20 ~ 70℃
③ 승온 속도 : 10℃/min
④ 축력(Axial Force) : 0.5N
⑤ 응력(Stress) : 2kPa
⑥ 크리프(creep) 변형 시간(t) : 10분
⑦ 크리프 변형 후에 크리프 회복시간(tr): 10분
[관계식 1]
Figure 112021065794031-pat00027
상기 관계식 1에서, 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
[관계식 2]
Figure 112021065794031-pat00028
상기 관계식 2에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, tr은 크리프 변형 후에 크리프 회복시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
(5) 손실 계수(tan δ) 측정
이형필름 사이에 기포가 발생하지 않도록 실시예 1 ~ 2 및 비교예 1 ~ 4에서 제조된 점착제 조성물을 두께 35㎛로 합지하고, 경화하여 시료를 제조하였다. 제조한 시료를 패러랠 플레이트(parallel plate) 일면에 놓고, 갭(gap)을 조정한 후, 토크(Torque)의 영점을 맞추고, 포스(force)의 안정화 확인 후, 하기 측정 기기 및 측정 조건으로 -20℃, 25℃, 60℃, 100℃에서의 저장 탄성율(stroage modulus) 및 -20℃, 25℃, 60℃, 100℃에서의 손실 탄성율(loss modulus)을 측정하였으며, 하기 관계식 3으로부터 손실 계수(Tan δ)를 계산하였다.
[관계식 3]
손실 계수(Tan δ) = 손실 탄성율(loss modulus) / 저장 탄성율(storage modulus)
* 측정 기기 및 측정 조건
① 측정기기 : ARES-G2, TA Instruments Inc.
② 변형(strain) : 1%
③ 측정 온도 구간 : -55 ~ 250℃
④ 승온 속도 : 10℃/min
⑤ 측정 주파수 : 6.28 rad/s
Figure 112021065794031-pat00029
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에서 제조된 점착제 조성물은 반복 굴곡시 접힘 흔적이나 피착제 간의 벌어짐이 없는 우수한 굴곡 회복 특성을 가질 뿐만 아니라, 피착제 간의 기포 발생을 최소화할 수 있음을 확인할 수 있다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (9)

  1. 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물이 경화되어 형성된 점착제층을 포함하는 점착필름으로,
    상기 폴더블 디스플레이용 점착제 조성물은 유리전이온도(Tg)가 -72 ~ -80℃인 아크릴 중합체; 및 경화제;를 포함하고,
    상기 아크릴 중합체는 주제수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 포함하며,
    상기 아크릴 중합체는 주제수지 100 중량부에 대하여, 하기 화학식 3-1로 표시되는 화합물 3 ~ 25 중량부를 포함하고,
    상기 점착필름은 하기 관계식 1에 의해 측정된 25℃에서의 크리프율이 30 ~ 60%이고, 60℃에서의 크리프율이 20 ~ 50%이며,
    상기 점착필름은 하기 관계식 2에 의해 측정된 25℃에서의 회복율이 60% 이상이고, 60℃에서의 회복율이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 점착필름;
    [화학식 1-1]
    Figure 112022116637147-pat00039

    상기 화학식 1-1에 있어서, B1은 -CH2-이고, R1은 에틸기이며, R2는 부틸기이고,
    [화학식 3-1]
    Figure 112022116637147-pat00040

    상기 화학식 3-1에 있어서, R4는 메틸기이고,
    [관계식 1]
    Figure 112022116637147-pat00030

    상기 관계식 1에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타내고,
    [관계식 2]
    Figure 112022116637147-pat00031

    상기 관계식 2에서, σ는 응력(Stress), E는 탄성율(elastic modulus), t는 크리프(creep) 변형 시간, tr은 크리프 변형 후에 크리프 회복시간, λ는 η/E, η은 점성율(viscosity rate)을 나타낸다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착필름은
    25℃에서의 손실 계수(tan δ)가 0.4 ~ 1.0이고,
    60℃에서의 손실 계수(tan δ)가 0.05 ~ 0.5이며,
    100℃에서의 손실 계수(tan δ)가 0.1 ~ 0.8인 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 점착필름.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴 중합체는 100,000 ~ 2,000,000의 중량평균분자량을 가지는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 점착필름.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 경화제는 이소시아네이트계 경화제 및 에폭시계 경화제 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 점착필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 점착제층은 20 ~ 200㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 폴더블 디스플레이용 점착필름.
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