KR20090022121A - 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물 - Google Patents

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KR20090022121A
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허건영
최진욱
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Abstract

본 발명은 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물에 관한 것으로서, (a) 에폭시기를 함유한 비스페놀 또는 실리콘 타입의 아크릴레이트 화합물 100 중량부; (b) 우레탄기를 함유하는 이관능성 에폭시 화합물 10 내지 30 중량부; (c) 우레탄기를 함유하지 않는 이관능성 에폭시 화합물 5 내지 40 중량부; (d) 3개 이상의 관능기를 가지는 폴리에스테르 타입의 아크릴레이트 올리고머 0.1 내지 15 중량부; (e) 광개시제 0.1 내지 1 중량부; (f) 열경화제 1 내지 4 중량부; 및 (g) 무기 충전제 5 내지 20 중량부를 포함하는 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널용 밀봉제는 접착성이 우수하고 액정의 오염이 적어 배향 불량률을 줄일 수 있을 뿐 아니라 신뢰성이 향상된 액정 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.
액정 디스플레이 패널용 밀봉제, 우레탄, 에폭시 화합물, 아크릴레이트 화합물

Description

액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물{SEALANT COMPOSITION FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY PANEL}
본 발명은 액정 디스플레이 패널을 구성하는 상부기판과 하부기판의 접착에 사용되는 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 알콕시 실란 화합물을 사용하지 않고 우레탄계 에폭시 수지를 사용함으로써 접착성이 우수하고 신뢰성이 향상된 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물에 관한 것이다.
종래의 액정 디스플레이 패널을 제조하는 기술로서는, 한편의 기판에 주 밀봉제를 도포하여 격벽을 형성한 다음 다른 기판을 덮고 열경화 공정에 의한 합착으로 셀을 먼저 제조한 뒤, 진공 조건 하에서 이 셀 형성시 남겨 놓은 액정 주입구를 통해 액정을 주입한 후, 주입부를 밀봉제로 막고 자외선으로 경화시키는 액정 주입에 의한 제조 기술이 사용되어져 왔다.
그러나, 상기 액정 디스플레이 패널의 제조 공정법은 액정을 주입하는 시간이 길고, 열경화시 사용되는 150 ℃이상의 고온의 열로 인해 기판의 밀착성 저하, 위치 이탈, 갭의 불규칙함, 액정 주변부의 최종 밀봉제(end sealant)로부터의 배어 듦에 의한 얼룩이 생기는 등의 문제점이 발생하였다.
이것을 해결하기 위해, 최근 사용되고 있는 방법은, 한편의 기판에 밀봉제로 격벽을 형성한 후 바로 다른 기판을 덮는 것이 아니라, 격벽이 형성된 기판에 액정을 적하한 후에 다른 기판을 덮고 광 및 열경화 공정을 병용하여 합착하는 액정 적하 공정이 사용되고 있다. 액정 적하 공정은 기존의 액정 주입 공정에 비해 저온에서 단시간으로 경화가 가능하여 기판의 셀 갭 형성이 빠르며, 이에 따라 액정 디스플레이 패널 생산의 공정시간을 단축할 수 있다. 또한, 고온의 열경화 공정시 발생하는 열 변형에 인한 셀 갭의 편차가 적어 대형 액정 디스플레이 패널의 제조에도 적합한 장점이 있다.
이러한 액정 적하 공정용 밀봉제에 요구되는 기본 특성으로는 높은 접착 특성과 함께 공정초기 격벽 형성으로부터 광 및 열경화 공정 후까지 액정에 접촉한 밀봉제 성분 (예컨대 열경화성 수지, 경화제, 커플링제 등)이 액정에 스며들어 액정의 오염을 발생시키지 않고, 패널 제조 후 고온, 고습 환경 하에서 수분을 차단하여 액정의 전기 광학 특성을 유지하고 배향을 흩트리지 않는 특성이 요구되어진다.
종래에 개발된 액정 적하 공정용 밀봉제로서 예를 들면, 일본특허공개 평16-163763호 공보, 일본특허공개 평13-89568호 공보, 및 일본특허공개 평5-295087호 공보 등에는 비스페놀계 에폭시 수지 및 상기 에폭시 수지를 (메타)아크릴산으로 부분 (메타)아크릴화시킨 에폭시 수지 또는 폴리 티올 (poly thiol) 화합물을 주성분으로 하여 실란계 커플링제만을 혼합하여 제조한 밀봉제가 개시되어 있다. 그러 나, 상기 액정 적하 공정용 밀봉제는 유리 기판과의 접착력을 증진시키기 위하여 사용한 실란계 커플링제, 예를 들어 γ-글리시독시 트리메톡시실란, γ-이소시아네이트 프로필 트리 메톡시실란 등의 알콕시실란 화합물이 바로 액정에 스며들어 액정을 오염시키고, 그로 인해 액정의 배향이 흐트러지는 한편 전압 보전율과 같은 전기적 특성을 저하시키는 문제점이 있는 것으로 알려져 있다.
또한, 전기적 특성을 개선하려는 목적으로 혼합 초기 밀봉제 조성에 포함되는 미반응 개시제와 경화제 등의 잔존물, 염소 등의 이온성 불순물, 및 실란계 커플링제의 함량을 줄이거나 고분자화하는 방법이 검토되고 사용되어졌다. 그러나, 이와 같은 방법들은 번거로울 뿐 아니라 액정에 스며듦이 크게 향상되지 않고, 반응성이 저하되어 경화시 많은 양의 에너지가 필요하고 접착력과 같은 특성들이 저하되는 문제점을 초래하였다.
상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 알콕시 실란 화합물을 사용하지 않고, 우레탄계 에폭시 수지를 포함하여 접착성이 우수하고 신뢰성이 향상된 액정 디스플레이용 밀봉제 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은
(a) 에폭시기를 함유한 비스페놀 또는 실리콘 타입의 아크릴레이트 화합물 100 중량부;
(b) 우레탄기를 함유하는 이관능성 에폭시 화합물 10 내지 30 중량부;
(c) 우레탄기를 함유하지 않는 이관능성 에폭시 화합물 5 내지 40 중량부;
(d) 3개 이상의 관능기를 가지는 폴리에스테르 타입의 아크릴레이트 올리고머 0.1 내지 15 중량부;
(e) 광개시제 0.1 내지 1 중량부;
(f) 열경화제 1 내지 4 중량부; 및
(g) 무기 충전제 5 내지 20 중량부를 포함하는 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물을 제공한다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
본 발명의 액정 디스플레이 패널용 밀봉제는 기존의 밀봉제에 사용되는 알콕시 실란 화합물을 사용하지 않은 것으로, 본 발명의 밀봉제를 이용하여 액정 디스 플레이 패널을 제조하는 경우, 접착성이 우수하고 신뢰성이 향상되는 장점이 있다.
이러한 본 발명의 액정 디스플레이 패널용 밀봉제는 (a) 에폭시(epoxy)기를 함유하는 비스페놀 A, F, S 등의 비스페놀 타입 또는 실리콘 타입의 아크릴레이트 화합물; (b) 우레탄기를 함유하는 비스페놀 타입 또는 실리콘 타입의 이관능성 에폭시 화합물; (c) 우레탄기를 함유하지 않은 비스페놀 타입 또는 실리콘 타입의 이관능성 에폭시 화합물; (d) 3개 이상의 관능기를 가지는 폴리에스테르 타입의 아크릴레이트 올리고머; (e) 광개시제; (f) 열경화제; 및 (g) 무기 충전제를 포함한다.
상기 에폭시기를 함유하는 비스페놀 타입 또는 실리콘 타입의 아크릴레이트 화합물은 하기 화학식 1 또는 화학식 2로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112007063043737-PAT00001
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 산소이고,
R2는 탄소 또는 황이고,
R3는 수소 또는 할로겐이고,
X 및 X'은 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 (메타)아크릴 또는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며,
n은 중합도로, 0 내지 10이고, 평균중합도가 0.1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1의 바람직한 예로는 하기 화학식 1-1 내지 1-3이 있다.
[화학식 1-1]
Figure 112007063043737-PAT00002
[화학식 1-2]
Figure 112007063043737-PAT00003
[화학식 1-3]
Figure 112007063043737-PAT00004
[화학식 2]
Figure 112007063043737-PAT00005
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고,
R2는 수소 또는 할로겐이고,
A 및 A'은 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 (메타)아크릴 또는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며,
n은 중합도로, 0 내지 10이고, 평균중합도가 0.1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 화학식 2의 바람직한 예로는 하기 화학식 2-1이 있다.
[화학식 2-1]
Figure 112007063043737-PAT00006
상기 아크릴레이트 화합물은 분자 내에 에폭시기가 1 내지 10 중량%인 것이 바람직하며, 2.5 내지 8중량%인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아크릴레이트 화합물 내에 에폭시기가 1 중량% 미만이면 아크릴레이트 수지와 에폭시 수지 사에의 바인더 역할을 하지 못하여 혼화성이 떨어지고 경화 후 접착력이 저하될 수 있고, 10 중량%를 초과하면 미경화된 수지 내의 에폭시기에 의해 액정의 오염성이 증가하므로 바람직하지 못하다. 또한, 상기 화학식 1 또는 2의 아크릴레이트 화합물은 중량평균분자량이 400 내지 2,000이고, 40℃에서의 점도 범위가 5,000 내지 200,000cps인 것이 바람직하다.
또한, 상기 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물은 하기 화학식 3의 비스페놀 타입 또는 화학식 4의 실리콘 타입의 이관능성 에폭시 화합물을 포함한다.
[화학식 3]
Figure 112007063043737-PAT00007
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 산소이고,
R2는 탄소 또는 황이고,
R3는 수소 또는 할로겐이고,
R4는 탄소수 6 내지 13의 하나 이상의 페닐기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 4 내지 8의 알킬이고,
Y 및 Y'은 각각 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며,
n은 중합도로서, 0보다 크고 10이하이며, 평균중합도는 0.1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 화학식 3의 바람직한 예로는 하기 화학식 3-1 내지 3-3이 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112007063043737-PAT00008
[화학식 3-2]
Figure 112007063043737-PAT00009
[화학식3-3]
Figure 112007063043737-PAT00010
[화학식 4]
Figure 112007063043737-PAT00011
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고,
R2는 수소 또는 할로겐이고,
R3는 탄소수 6 내지 13의 하나 이상의 페닐기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 4 내지 8의 알킬이고,
B 및 B'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이고,
n은 중합도로서, 0보다 크고 10이하이며, 평균중합도는 0.1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 화학식 4의 바람직한 예로는 하기 화학식 4-1이 있다.
[화학식 4-1]
Figure 112007063043737-PAT00012
상기 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물은 상기 아크릴레이트 화합물 100중량부에 대하여 10 내지 30중량부로 첨가될 수 있으며, 10중량부 미만으로 첨가되면 점도 및 접착력이 저하되며, 30중량부를 초과하여 첨가되면 열적 특성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 우레탄기를 함유한 화학식 3 또는 4의 이관능성 에폭시 화합물은 중량평균분자량 범위가 450 내지 3,000이고, 25℃에서 점도 범위가 300,000 내지 450,000cps인 것이 바람직하다.
본 발명은 하기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 우레탄기를 함유하지 않은 이관능성 에폭시 화합물을 포함한다.
[화학식 5]
Figure 112007063043737-PAT00013
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 산소이고,
R2는 탄소 또는 황이고,
R3는 수소 또는 할로겐이고,
Z 및 Z'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며,
n은 중합도로서, 0보다 크고 10이하이며, 평균중합도는 0.1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 화학식 5의 바람직한 예로는 하기 화학식 5-1 내지 5-3이 있다.
[화학식 5-1]
Figure 112007063043737-PAT00014
[화학식 5-2]
Figure 112007063043737-PAT00015
[화학식 5-3]
Figure 112007063043737-PAT00016
[화학식 6]
Figure 112007063043737-PAT00017
상기 식에서,
R1은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고,
R2는 수소 또는 할로겐이고,
C 및 C'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며,
n은 중합도로서, 0보다 크고 10이하이며, 평균중합도는 0.1 내지 3인 것이 바람직하다.
상기 화학식 6의 바람직한 예로는 하기 화학식 6-1이 있다.
[화학식 6-1]
Figure 112007063043737-PAT00018
상기 우레탄기를 함유하지 않은 이관능성 에폭시 화합물은 상기 아크릴레이트 화합물 100중량부에 대하여 5 내지 40중량부로 사용되는 것이 바람직하며, 5중량부에 미달할 경우 접착력이 저하되어 기판이 박리되는 문제가 발생하며, 40중량부를 초과할 경우 밀봉제의 점도가 너무 낮아져 격벽 형성이 용이하지 않은 문제가 발생한다. 또한, 상기 화학식 5 또는 6의 중량평균분자량 범위는 350 내지 1,500이고, 25℃에서의 점도 범위가 500 내지 100,000cps인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 3개 이상의 관능기를 가지는 폴리에스테르 타입의 아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 350 내지 1,500 이하이고, 25℃에서의 점도 범위가 400 내지 2,000cps인 것이 바람직하다.
상기 아크릴레이트 올리고머는 아크릴레이트 화합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부로 첨가되는 것이 바람직하며, 아크릴레이트 올리고머가 0.1중량부 미만이면 열경화 시 기판의 박리가 발생하고, 15중량부를 초과하면 접착력과 전기적 특성이 저하되는 문제가 있다.
본 발명에서 광개시제는 아크릴레이트 화합물 및 아크릴레이트 올리고머의 광경화에 사용되며, 벤조 페논류, 하이드로 퍼옥사이드류, 벤조인류, 트리아진류 및 아세토 페논류로 된 군으로부터 선택된 하나 이상인 것이 바람직하다. 상기 하이드로 퍼옥사이드류 광개시제는 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 쿠멘하이드로퍼옥사이드 또는 p-펜탄 퍼옥사이드일 수 있으며, 상기 아세토 페논류 광개시제로는 2,2-디에톡시 아세토 페논 또는 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토 페논일 수 있다. 그러나, 이에 한정되지는 않는다. 다만, 광개시제는 이온 광개시제보다는 자외선 파장 310 내지 420nm 영역에서 라디칼을 발생하는 광개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 이때 광개시제는 단독 또는 완전 속경화를 목적으로 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광개시제는 아크릴레이트 화합물 100중량부에 대하여 0.1 내지 1중량부 로 사용되는 것이 바람직하며, 광개시제가 0.1중량부 미만으로 사용되면 밀봉제 내에서 개시반응이 조사시간 내에 효율적으로 일어나지 못하므로 중합도가 떨어져 접착력이 저하되는 한편 미반응물이 액정에 스며들어 전기적 특성이 저하되는 문제점이 있고, 광개시제가 1중량부를 초과하여 사용되면 접착력이 저하되고 밀봉제 경화 후 잔류한 광개시제가 액정을 오염시켜 전기적 특성을 떨어뜨리는 문제점이 있다.
본 발명의 열경화제는 에폭시 화합물의 열경화를 위해 사용되며, 보관 안정성 등의 이유로 100℃ 이상에서만 활성을 나타내는 잠재성 경화제인 아민 어덕트류, 히드라지드류, 디이소시아네이트류, 디아자싸이클로류, 아조늄염 및 산무수물류로 된 군으로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 열경화제는 상기 아크릴레이트 화합물 100중량부에 대하여 1 내지 4중량부로 첨가되는 것이 바람직하며, 열경화제가 1중량부 미만이면 접착력 저하와 함께 경화 속도 지연에 따라 생산성이 떨어지고, 열경화제가 4중량부를 초과하면 점도가 급격히 상승하여 저장안정성이 떨어지고 경화 후 밀봉제에 잔류하여 물성을 저하시키는 문제가 있다.
본 발명의 무기 충전제는 실리카, 카올린, 탤크, 석영분말, 클레이, 산화마그네슘, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 규산알루미늄, 규산지르코늄, 산화철, 산화티탄, 알루미나 및 운모로 된 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 또한, 상기 무기 충전제는 입자 크기가 0.001 내지 4㎛인 것이 적합하다.
상기 무기 충전제는 상기 아크릴레이트 화합물 100중량부에 대하여 5 내지 20중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 무기 충전제가 5중량부 미만이면 격벽 형성 이 용이하지 않아 액정이 패널 외부로 새는 실리크(seal leak) 현상이 발생하고 외부 열에 의해 쉽게 변형되는 문제가 있고, 20중량부를 초과하면 접착력이 떨어지고 점도 상승에 의하여 생산력이 저하되는 문제가 있다.
이상과 같은 본 발명의 밀봉제는 통상의 방법으로 액정 디스플레이 패널의 밀봉제로서 사용되는 것이 바람직하며, 경화 속도 조절이 용이하고 공정 시간을 단축시킬 수 있다. 또한, 접착성도 크게 향상시킬 수 있으며, 특히 밀봉제가 액정에 용출되지 않아 액정의 배향 불량률을 줄일 수 있고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 구성 및 효과를 보다 상세히 설명하기로 한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 보다 명확하기 이해시키기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 및 비교예 ]
실시예
우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물(화학식 3-1)의 합성
점도 20,000의 비스페놀A 에폭시 수지(국도화학㈜, YD 128SM)와 톨루엔 디이소시아네이트(toluene diisocianate)를 2:1의 당량비로 교반기 및 콘덴서가 부착된 반응 용기에 투입하고, 반응 촉매로서 DBTL(dibutyltin dilaurate) 0.1g을 첨가한 후 60℃에서 4시간 동안 반응시켜, 25℃에서 점도가 390,000cps인 하기 화학식 3-1로 표시되는 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물을 얻었다. 적외선 스펙트럼(FT-IR)을 통하여 비스페놀A 에폭시 수지 내의 수산기를 나타내는 3,400cm-1 부근의 피크와, 톨루엔 디이소시아네이트의 이소시아네이트기를 나타내는 2,240cm-1 부근의 피크가 소실되는 것을 통하여 반응이 완전히 진행되었음을 확인하였다.
[화학식 3-1]
Figure 112007063043737-PAT00019
액정 디스플레이용 밀봉제의 제조
상기의 방법으로 합성된 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물(화학식 3-1)을 이용하여, 상기 화학식 1-1로 표시되는 아크릴레이트 화합물(에폭시기 3% 함유, 40℃에서의 점도 18,500cps) 100중량부, 상기 화학식 3-1로 표시되는 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물 18중량부, 상기 화학식 5-1로 표시되는 우레탄기를 함유하지 않은 에폭시 화합물(25℃에서의 점도 12,900cps, 당량 187.3g/eq) 13중량부, 4개의 아크릴레이트 관능기를 갖는 아크릴레이트 올리고머(25℃에서의 점도 500cps, 중량평균분자량 1,000) 7중량부, 광개시제로서 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토 페논 1중량부, 열경화제로서 아지노모토(味の素) 화인테크노사의 MY-H 2중량부 및 무기 충전제로서 실리카 12중량부를 이용하여 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 제조하였다.
실시예 2
상기 화학식 3-1로 표시되는 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물을 18중량부 대신, 24중량부로 사용한 것과 그에 따라 열경화제를 2중량부 대신, 3중량부로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 제조하였다.
실시예 3
상기 4개의 아크릴레이트 관능기를 갖는 아크릴레이트 올리고머 7중량부 대신, 10중량부로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 제조하하였다.
실시예 4
상기 4개의 아크릴레이트 관능기를 갖는 아크릴레이트 올리고머 7중량부 대신 3중량부로 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 제조하였다.
비교예 1
상기 화학식 3-1로 표시되는 우레탄기를 함유한 이관능성 에폭시 화합물 18중량부 대신, 상기 화학식 5-1로 표시되는 우레탄기를 함유하지 않은 이관능성 에폭시 화합물 18중량부를 13중량부에 더하여(총 31중량부) 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 제조하였다.
비교예 2
커플링제인 신에츠사(Shin-etsu)의 KBM-403을 1중량부 추가한 것을 제외하고는, 비교예 1과 동일한 방법으로 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2의 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 제조 레시피를 하기의 표 1에 나타내었다. (단위; 중량부)
구성 성분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
아크릴레이트 화합물(화학식 1-1) 100 100 100 100 100 100
우레탄기를 함유한 에폭시 화합물(화학식 3-1) 18 24 18 18 - -
우레탄기를 함유하지 않은 에폭시 화합물(화학식 5-1) 13 13 13 13 31 31
아크릴레이트 올리고머 7 7 10 3 7 7
2,2-디메톡시-2- 페닐 아세토 페논 1 1 1 1 1 1
열경화제 2 3 2 2 2 2
실리카 12 12 12 12 12 12
KBM-403 0 0 0 0 0 1
주) 상기 표 1에서,
* 아크릴레이트 화합물: EA-1010N (Shin-Nakamura Chemical)
* 우레탄기를 함유하지 않은 에폭시 화합물: YD-128 (국도화학)
* 아크릴레이트 올리고머 화합물: EB 810 (SK UCB)
* 2,2-디메톡시-2- 페닐 아세토 페논: (Sigma Aldrich)
* 열경화제: MY-H (아지노모토(味の素) 화인테크노사)
* 실리카: 1.5㎛ silica (Lancaster)
[ 시험예 ]
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 액정 디스플레이 패널용 밀봉제의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1) 점도
상기와 같은 방법으로 제조된 액정 디스플레이 패널용 밀봉제의 점도를 브룩필드(Brookfield) 점도계를 이용하여 25℃에서 측정하였다.
2) 불휘발 성분
상기 액정 디스플레이 패널용 밀봉제를 150℃에서 2시간 동안 방치한 후 중량 감소율을 측정하였다.
3) 접착 강도
유리 기판의 상면에 밀봉제를 도포하고 다른 유리 기판으로 덮은 후 1,000mJ/㎠의 자외선을 조사한 후 120℃에서 다시 1시간 동안 경화시켜 시편을 제조하였다. 시편의 양쪽 유리 기판을 각각 SEISHIN사의 BOND TESTER MODEL SS-30WD에 고정시킨 후, 인장 속도 1mm/min으로 인장 전단 하중을 걸어 양쪽 유리 기판이 서로 분할될 때까지의 최대 하중을 측정하고 다음의 수학식 1로 접착 강도를 산출하였다.
[수학식 1]
Figure 112007063043737-PAT00020
4) 추출수의 전기 전도도 및 pH
유리 기판 상에 상기 밀봉제를 전면에 도포한 후 1,000mJ/cm2의 자외선을 조사하고 120℃에서 1시간 동안 경화하였다. 경화된 밀봉제 1g을 유리 기판으로부터 분리하여 순수 100g에 첨가하여 121℃에서 20시간 동안 정치하여 프레셔 쿠커 테스트(pressure cooker test)를 실시하였다. 프레셔 쿠커 테스트가 끝난 후 고순도수를 다시 추출하여 한나기계사의 HI8033을 이용하여 이 추출수의 전기 전도도를 측정하고, 이스텍사의 pH-220L을 이용하여 pH를 측정하였다.
5) 비저항(실란트에 의한 액정의 오염성 평가)
유리병에 밀봉제와 액정을 1:10의 중량비로 넣은 후 1,000mJ/㎠의 자외선을 조사하고 120℃에서 1시간 동안 경화시킨 후 상온에서 30분 동안 방치하였다. 경화가 끝난 샘플 병으로부터 액정만을 추출하여 비저항 측정기(일렉트로미터 6517, 액체 전극 LE21)을 이용하여 비저항을 측정하였다.
측정항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2
점도 [mPaㆍs] 270,000 320,000 250,000 310,000 120,000 120,000
불휘발성분 [%] 99.1 99.1 99.0 99.1 99.1 99.1
접착강도 [Kgf/㎠] 19.5 19.7 16.4 17.2 13.2 15.1
추출수의 pH 6.4 6.5 6.8 6.4 6.4 6.8
전기전도도 [㎲/cm] 12.3 12.6 16.2 15.4 20.2 26.3
비저항 [Ωㆍcm] 1.3X1014 1.3X1014 9.1X1013 1.0X1014 8.3X1013 2.1X1013
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 내지 4는 액정 디스플레이 패널용 밀봉제로 적용하기에 충분한 우수한 물성을 갖는 것으로 나타났다. 그러나, 비교예 1 내지 2는 점도가 낮아 격벽 형성이 용이하지 않고, 접착강도도 실시예 1 내지 4에 비해 현저하게 떨어졌다. 또한, 전기 전도도가 높아 액정의 배향 불량이 의심되는 등의 문제가 있어 액정 디스플레이 패널용 밀봉제로 적용하는데 한계가 있음을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 액정 디스플레이 패널용 밀봉제는 접착성이 우수하고 액정의 오염이 적어 배향 불량률을 줄일 수 있을 뿐 아니라 신뢰성이 향상된 액정 디스플레이 패널을 제공할 수 있다.

Claims (14)

  1. (a) 에폭시기를 함유한 비스페놀 또는 실리콘 타입의 아크릴레이트 화합물 100 중량부;
    (b) 우레탄기를 함유하는 이관능성 에폭시 화합물 10 내지 30 중량부;
    (c) 우레탄기를 함유하지 않는 이관능성 에폭시 화합물 5 내지 40 중량부;
    (d) 3개 이상의 관능기를 가지는 폴리에스테르 타입의 아크릴레이트 올리고머 0.1 내지 15 중량부;
    (e) 광개시제 0.1 내지 1 중량부;
    (f) 열경화제 1 내지 4 중량부; 및
    (g) 무기 충전제 5 내지 20 중량부
    를 포함하는 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 (a) 아크릴레이트 화합물은 분자 내에 에폭시기 함량이 1 내지 10 중량%이며, 하기 화학식 1 또는 2로 표시되는 화합물인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112007063043737-PAT00021
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 산소이고, R2는 탄소 또는 황이고, R3는 수소 또는 할로겐이고, X 및 X'은 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 (메타)아크릴 또는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며, n은 중합도로, 0 내지 10이다.
    [화학식 2]
    Figure 112007063043737-PAT00022
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, R2는 수소 또는 할로겐이고, A 및 A'은 각각 독립적으로 탄소수 3 내지 12의 (메타)아크릴 또는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며, n은 중합도로, 0 내지 10이다.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 (a) 아크릴레이트 화합물은 중량평균분자량 범위가 400 내지 2,000이 고, 40℃에서의 점도 범위가 5,000 내지 200,000cps인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 (b) 우레탄기를 함유하는 이관능성 에폭시 화합물은 하기 화학식 3 또는 4로 표시되는 화합물인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
    [화학식 3]
    Figure 112007063043737-PAT00023
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 산소이고, R2는 탄소 또는 황이고, R3는 수소 또는 할로겐이고, R4는 탄소수 6 내지 13의 하나 이상의 페닐기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 4 내지 8의 알킬이고, Y 및 Y'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며, n은 중합도로서, 0보다 크고 10 이하이며,
    [화학식 4]
    Figure 112007063043737-PAT00024
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, R2는 수소 또는 할로겐이고, R3는 탄소수 6 내지 13의 하나 이상의 페닐기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 4 내지 8의 알킬이고, B 및 B'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이고, n은 중합도로서, 0보다 크고 10 이하이다.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 (b) 우레탄기를 함유하는 이관능성 에폭시 화합물은 중량평균분자량 범위가 450 내지 3,000이고, 25℃에서 점도 범위가 300,000 내지 450,000cps인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 (c) 우레탄기를 함유하지 않는 이관능성 에폭시 화합물은 하기 화학식 5 또는 6으로 표시되는 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
    [화학식 5]
    Figure 112007063043737-PAT00025
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소, 메틸 또는 산소이고, R2는 탄소 또는 황이고, R3는 수소 또는 할로겐이고, Z 및 Z'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며, n은 중합도로서, 0보다 크고 10 이하이며,
    [화학식 6]
    Figure 112007063043737-PAT00026
    상기 식에서,
    R1은 각각 독립적으로 수소 또는 메틸이고, R2는 수소 또는 할로겐이고, C 및 C'은 각각 독립적으로 알킬기를 포함 또는 불포함하는 탄소수 2 내지 12의 에폭시이며, n은 중합도로서, 0보다 크고 10 이하이다.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 (c) 우레탄기를 함유하지 않는 이관능성 에폭시 화합물은 중량평균분자 량 범위가 350 내지 1,500이고, 25℃에서의 점도 범위가 500 내지 100,000cps인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 (d) 아크릴레이트 올리고머는 중량평균분자량이 350 내지 1,500이고, 25℃에서의 점도 범위가 400 내지 2,000cps인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 (e) 광개시제는 벤조 페논류, 하이드로 퍼옥사이드류, 벤조인류, 트리아진류 및 아세토 페논류로 된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 하이드로 퍼옥사이드류 광개시제는 메틸에틸케톤퍼옥사이드(methyl ethyl ketone peroxide), 쿠멘하이드로퍼옥사이드(cumene hydro peroxide) 또는 p-펜탄 퍼옥사이드(p-pentane peroxide)인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  11. 제 9항에 있어서,
    상기 아세토 페논류 광개시제는 2,2-디에톡시 아세토 페논(2,2-diethoxy acetophenone) 또는 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토 페논(2,2-dimethodxy-2-phenyl acetophenone)인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  12. 제 1항에 있어서,
    상기 (f) 열경화제는 아민 어덕트류, 히드라지드류, 디이소시아네이트류, 디아자싸이클로류, 아조늄염 및 산무수물류로 된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 (g) 무기 충전제는 실리카, 카올린, 탤크, 석영분말, 산화마그네슘, 클레이, 탄산칼슘, 탄산마그네슘, 황산바륨, 규산알루미늄, 규산지르코늄, 산화철, 산화티탄, 알루미나 및 운모로 된 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 무기 충전제는 입자 크기가 0.001 내지 4㎛인 것인 액정 디스플레이 패널용 밀봉제 조성물.
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