KR20130128439A - 광학 접착제를 갖는 물품 및 그 제조 방법 - Google Patents

광학 접착제를 갖는 물품 및 그 제조 방법 Download PDF

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알버트 아이 에버래얼츠
수닐 케이 필라라마리
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Abstract

이 발명은 광학 필름 및 광학 필름에 인접하게 배치된 광학상 투명한 액상 접착제를 포함하는 광학 결합층이다. 광학 필름은 광학상 투명한 필름 접착제, 연신 이형 가능한 광학상 투명한 콘트라스트 강화 필름 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름 중 하나이다. 광학 결합층은 약 75 % 이상의 투과율을 갖는다.

Description

광학 접착제를 갖는 물품 및 그 제조 방법 {ARTICLES HAVING OPTICAL ADHESIVES AND METHOD OF MAKING SAME}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2010년 12월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 제61/425,487호의 이득을 주장하며, 이 출원의 개시 내용은 전체적으로 본 명세서에 참고로 포함된다.
이 발명은 일반적으로 표시 장치에 사용하기에 적절한 광학 조립체(optical assembly)에 관한 것이다. 특히, 이 발명은 광학 결합층(optical bonding layer)을 이용하여 서로 결합되는 광학 기판(optical substrates)을 포함하는 광학 립체이다.
광학 결합은 광학 등급 결합 조성물(optical grade bonding composition)을 이용하여 두개의 광학 요소(optical elements)를 서로 접착하기 위해 이용될 수 있을 것이다. 디스플레이 응용분야에서, 광학 결합은 디스플레이 패널(display panels), 유리판(glass plates), 터치 패널(touch panels), 산광기(diffusers), 뻣뻣한 보정기(rigid compensators), 및 편광자(polarizers) 및 지연제(retarders)와 같은 유연한 필름과 같은 광학 요소들을 서로 접착하기 위해 이용될 수 있을 것이다.
디스플레이의 영역에서는, 광학상 투명한 접착제(OCA)(optically clear adhesives)가 커버 시트(즉, 유리, 폴리카보네이트, PMMA)를 하위의 액정 디스플레이(LCD) 모듈에 부착하기 위해 보편적으로 이용된다. 어떤 경우에는, OCA의 두개의 층이 디스플레이 기판을 부착하기 위해 이용된다. 한 층은 커버 렌즈(cover lens)를 터치 패널에 부착하기 위해 이용되고, 제2 층은 터치 패널을 LCD에 부착하기 위해 이용된다. OCA는 디스플레이 기판들 사이의 기계적 부착을 제공하며, 쇼크 내성을 향상시키고, 기판의 굴절률을 더 잘 맞추도록 조정된다. 결과적으로, 결합된 디스플레이 조립은 향상된 투과율(즉, 감소된 반사율) 및 강화된 디스플레이 콘트라스트(enhanced display contrast)를 갖는다.
양 디스플레이 기판이 모두 평편하면(즉, 어떤 유의미한 표면 형태 또는 곡률도 갖지 않으면), 콘트라스트 강화 필름(CEF)(contrast enhancement film)과 같은 접착제 테이프가 보편적으로 이용되고, 단순한 롤러 적층을 이용하여 도포된다. 그러나, 양 기판이 모두 평편하지만 또한 뻣뻣하면, 적층중에 갇힌 기포를 제거하기 위한 오토클레이브 단계를 이용하지 않고 접착제를 적층하기는 곤란하다. 디스플레이의 광학 요소들 사이의 기포, 또는 공기 틈은 디스플레이의 광학 성능에 지장을 줄 수 있다. 디스플레이의 성능은 공기 틈의 수를 제거 또는 최소화하고, 따라서 디스플레이의 내부의 반사면의 수를 최소화함으로써 향상될 수 있다.
어떤 용도에서는, 디스플레이 기판의 하나 또는 둘 모두가 경화되거나 또는 잉크 스텝(ink step)과 같은 3차원 표면 형태(3-dimensional topography)를 함유한다. 잉크 스텝과 투명한 주 시각영역의 교차지점에서의 높이 차이로 인해, OCA만으로 어떤 기포도 가두지 않고 이러한 기판들을 적층하기는 곤란할 수 있을 것이다. 이 문제에 대한 한 해법은 접착제를 액상 형태로 도포하는 것이다. 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)(Liquid optically clear adhesives)는 평편하든 3차원이든(즉, 경화된, 휘어진, 잉크 스텝 요소를 갖는 등) 기판의 향상된 습윤을 제공하고, 진공 적층 및 오토클레이브(autoclave) 공정에 대한 필요를 없앤다. 그러나, LOCA를 제공하고 기판들을 서로 결합하기 위해서는 특수공정이 필요하다. 또한, LOCA만을 이용하는 것에 대한 한 가지 잠재적 우려는 접착제의 경화중의 높은 응력 형성일 수 있다. 이러한 경화 유도 응력은 무라(Mura), 탈층, 기포 형성 또는 다른 유형의 고장을 일으킬 수 있다. 두꺼운 층의 LOCA를 가지면, 경화가, 디스플레이를 손상시킬 수 있는, 큰 발열을 일으킬 수도 있다.
한 실시예에서는, 이 발명이 광학 필름 및 광학 필름에 인접하게 배치된 제1 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)를 포함하는 광학 결합층이다. 광학 결합층은 약 75% 이상의 가시광 투과율을 갖는다.
다른 한 실시예에서는, 이 발명이 제1 기판, 제2 기판, 및 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 광학 결합층을 포함하는, 디스플레이 조립체이다. 광학 결합층은 광학 필름 및 광학 필름에 인접하게 배치된 제1 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)를 포함한다.
또다른 한 실시예에서는, 이 발명이 디스플레이 조립체를 제조하는 방법이다. 방법은 광학 필름을 제1 기판 상에 배치하는 단계; 제1 기판을 광학 필름과 적층하는 단계; 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)를 제2 기판 상에 분배하는 단계; 광학 필름과 LOCA를 접촉시키는 - 광학 필름과 LOCA가 광학상 투명한 결합층을 형성함 - 단계; 제2 기판을 LOCA에 적층하는 단계; 및 광학 결합층을 경화시키는 단계를 포함한다.
<도 1a>
도 1a는 이 발명의 광학 조립체의 기판의 상면도이다.
<도 1b>
도 1b는 도 1a의 기판의 투시도이다.
<도 2a>
도 2a는 이 발명의 광학 필름의 제1 실시예의 횡단면도이다.
<도 2b>
도 2b는 이 발명의 광학 필름의 제2 실시예의 횡단면도이다.
<도 2c>
도 2c는 이 발명의 광학 필름의 제3 실시예의 횡단면도이다.
<도 2d>
도 2d는 이 발명의 광학 필름의 제4 실시예의 횡단면도이다.
<도 3>
도 3은 이 발명의 광학 결합층의 제1 실시예를 포함하는 조립체의 횡단면도이다.
<도 4>
도 4는 도 3에 예시된 광학 결합층을 이용하여 제1 기판과 제2 기판을 서로 결합하기 위한 공정도이다.
<도 5>
도 5는 이 발명의 광학 결합층의 제2 실시예를 포함하는 조립체의 횡단면도이다.
<도 6>
도 6은 도 5에 예시된 광학 결합층을 이용하여 제1 기판과 제2 기판을 서로 결합하기 위한 공정도이다.
<도 7>
도 7은 이 발명의 광학 결합층의 제3 실시예를 포함하는 조립체의 횡단면도이다.
<도 8>
도 8은 도 7에 예시된 광학 결합층을 이용하여 제1 기판과 제2 기판을 서로 결합하기 위한 공정도이다.
<도 9>
도 9는 이 발명의 광학 결합층의 제4 실시예를 포함하는 조립체의 횡단면도이다.
<도 10>
도 10은 도 9에 예시된 광학 결합층을 이용하여 제1 기판과 제2 기판을 서로 결합하기 위한 공정도이다.
<도 11>
도 11은 이 발명의 광학 결합층의 제5 실시예를 포함하는 조립체의 횡단면도이다.
<도 12>
도 12는 도 11에 예시된 광학 결합층을 이용하여 제1 기판과 제2 기판을 서로 결합하기 위한 공정도이다.
여기에 개시된 이 발명은 광학 결합층을 갖는 광학 조립체 및 광학 결합 방법을 기술한다. 광학 조립체는 광학 결합층으로 서로 결합되는 두개의 광학 기판을 포함한다. 광학 결합은 디스플레이에서 공기 틈을 제거함으로써, 향상된 일광 판독성(sunlight readability), 콘트라스트 및 휘도, 거칠기 및 큰 쇼크 및 진동에 대한 내성을 일으키면서, 디스플레이 성능을 향상시키고, 두개의 기판 사이의 응결 및 습기 집합을 제거할 수 있다. 이 발명의 광학 결합층은 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA) 및 광학 필름을 포함한다. 광학 필름은 광학상 투명한 필름, 산광기 필름, 연신 가능한 광학상 투명한 또는 확산성 필름 등과 같은 접착제 또는 플라스틱 필름일 수 있을 것이다. LOCA는 광학상 투명한 또는 확산성 접착제와 같은 광학 품질을 갖는 복사 경화성 접착제일 수 있을 것이다. LOCA와 광학 필름의 조합은 광학 기판의 향상된 습윤 및 감소된 조립체 응력을 일으키고, 평행 및 비평행 기판들의 결합을 허용하고, 특정한 구조에서의 재작업성 및 제거성을 가능하게 한다.
이 발명의 예시적 조립체들은 제1 광학 기판과 제2 광학 기판 사이의 광학 결합을 제공하고 정상 사용 또는 특정한 업계 표준 가속된 노화 시험의 적용하에서 탈층하지 않는 광학 결합층에 의해 형성된다. 예를 들어, 이 발명의 조립체들은 섭씨 약 65도 또는 약 85도의 승온 저장 조건하에서 약 300 내지 약 1000시간의 기간 동안 탈층하지 않는다. 이 발명의 조립체들은 또한 예를 들어, 섭씨 약 65도 및 약 95% 상대 습도에 있는 가열 및 습도 저장의 조건하에서 약 300 내지 약 1000시간의 기간 동안 탈층하지 않는다.
광학 결합층은 성분을 거의 또는 전혀 손상시키지 않고 조립체가 재작업 되게 한다. 한 실시예에서는, 광학 결합층이, 성분을 거의 또는 전혀 손상시키지 않는 재작업성이 얻어질 수 있도록, 유리 기판들 사이에서 약 15N/㎜ 이하, 약 10N/㎜ 이하 및 약 6N/㎜ 이하의 분리 강도(cleavage strength)를 갖는다. 한 실시예에서는, 분리시키기 위한 총 에너지가 2.5 ㎝ × 2.5 ㎝의 면적에 대해 약 245.2 N (25 ㎏) 미만이다. 결합층은 연신 가능한 캐리어 필름의 연신 제거에 의해 재작업될 수 있을 것이다.
광학 결합층은 어떤 적절한 두께든 가질 수 있을 것이다. 광학 조립체에 채택되는 특정한 두께는 다수의 요인에 의해 결정될 수 있을 것이다. 예를 들어, 광학 조립체가 이용되는 광학 장치의 설계는 광학 기판들 사이의 특정한 틈을 요구할 수 있을 것이다. 한 실시예에서는, 광학 결합층이 약 1 ㎛ 내지 약 12 ㎜, 약 1 ㎛ 내지 약 5 ㎜, 약 50 ㎛ 내지 약 2 ㎜, 약 50 ㎛ 내지 약 1 ㎜, 약 50 ㎛ 내지 약 0.5 ㎜ 또는 약 50 ㎛ 내지 약 0.2 ㎜의 두께를 갖는다.
이 발명의 접착제는, 25 ㎛ 두께의 시료 상에서 아래에 기술된 방식으로 측정됨에 따라 약 75% 이상의 광학 투과 및 약 10% 미만의 탁도 값을 나타내면, 광학상 투명한 것으로 간주된다. 광학 결합층은 의도된 응용분야를 위해 적절한 광학 성질을 갖는다. 예를 들어, 광학 결합층은 약 400 내지 약 720 ㎚의 범위에 걸쳐 약 85% 이상의 투과율을 가질 수 있을 것이다. 광학 결합층은 밀리미터 두께 당, 460 ㎚에서 약 85% 초과, 530 ㎚에서 약 90% 초과 및 670 ㎚에서 약 90% 초과의 투과를 가질 수 있을 것이다. 한 실시예에서는, 광학 결합층이, 상온 및 제어된 습도 조건(CTH)(controlled humidity conditions)에서 30일 후에, 약 80% 이상, 특별하게는 약 85% 이상 및 더 특별하게는 약 88% 이상의 투과 비율을 갖는다. 다른 한 실시예에서는, 광학 결합층이, 65℃ 및 90% 상대 습도에서의 열 노화의 30일 후에, 약 75% 이상, 특별하게는 약 77.5% 이상 및 더 특별하게는 약 80% 이상의 투과 비율을 갖는다. 또다른 한 실시예에서는, 광학 결합층이, 70℃에서의 열 노화의 30일 후에, 약 75% 이상, 특별하게는 약 77.5% 이상 및 더 특별하게는 약 80% 이상의 투과 비율을 갖는다. 이러한 투과 특성은, 광학 조립체가 풀 컬러 디스플레이(full color display)에 이용되는 경우에 색점(color point)을 유지하기에 중요한, 전자기적 스펙트럼의 가시 구역에 걸쳐 균일한 광투과를 제공한다. 광학 결합층은 특히, 제1 광학 기판 및/또는 제2 광학 기판의 굴절률에 맞추거나 또는 거의 맞추는 굴절률을 갖는다. 한 실시예에서는, 광학 결합층이 약 1.4 내지 약 1.6의 굴절률을 갖는다.
또다른 한 실시예에서는, 광학 필름 및/또는 LOCA가 확산성, 색 보정성, UV 흡수(-400 ㎚ 미만의 광투과의 차단) 및 IR 흡수(800 ㎚ 초과의 광투과의 차단) 등을 가질 수 있을 것이다.
이 발명의 광학 조립체들은 제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 광학 결합층을 포함한다. 이 방법을 이용하여 어떤 적절한 투명 광학 기판이든 결합될 수 있다. 한 실시예에서는, 광학 기판이 디스플레이 패널 및 사실상 광투과성인 기판을 포함한다.
광학 기판은 유리, 중합체, 합성물 등으로 형성될 수 있을 것이다. 광학 기판을 위해 이용되는 재료의 유형은 일반적으로 조립체가 이용될 것인 응용분야에 의존한다.
적절한 광학 기판은 어떤 영율(Young's modulus)로든 될 수 있고, 예를 들어, 딱딱하거나(예를 들어, 광학 기판은 6 밀리미터 두께의 평판 유리 시트일 수 있을 것임) 또는 유연할(예를 들어, 광학 기판은 37 마이크로미터 두께의 폴리에스테르 필름일 수 있을 것임) 수 있을 것이다.
재료 유형과 마찬가지로, 광학 기판의 크기 및 표면 형태는 일반적으로 광학 조립체가 이용될 것인 응용분야에 의존한다. 광학 기판의 표면 형태는 거칠어질 수도 있을 것이다. 거친 표면 형태를 갖는 광학 기판은 이 발명에 따라 효과적으로 적층될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 기판(10)이 갖는 표면 형태의 한 예의 상면도 및 투시도를 각각 도시한다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 한 실시예에서는, 기판(10)이 세개의 엣지에서 테이프(12)로 마스크(mask) 되는 유리로 만들어진다. 한 실시예에서는, 테이프가 3Mㄾ Vinyl Tape 471이다. 기판(10) 상에 배치되는 테이프(12)의 형상으로 인해, 기판(10)은 두개의 상이한 높이를 갖는다. 제1 높이는 유리 기판의 높이에 대응하고, 제2 높이는 유리 기판과 비닐 테이프의 조합된 높이에 대응한다. 두개의 변하는 높이는 기판(10)의 표면 상에, 유리 또는 플라스틱 커버 렌즈 상에 인쇄되는 잉크 스텝과 유사한, 표면 형태를 생성한다.
광학 결합층은 LOCA와 광학 필름의 변하는 조합을 포함할 수 있다. 제1 실시예에서는, 광학 결합층이 LOCA 및 광학 필름을 포함한다(도 3 및 도 9). 제2 실시예에서는, 광학 결합층이 제1 LOCA, 제2 LOCA 및 제1 LOCA와 제2 LOCA 사이에 배치된 광학 필름을 포함한다(도 5, 도 7 및 도 11).
LOCA 층은 고가의 진공 적층기 및/또는 오토클레이브를 필요로 하지 않고 기판에 대한 필름 접착제의 무기포 적층이 가능하게 한다. LOCA 층은, 어떤 높이 차이든 메우는 것에 도움이 될 수도 있으며, 그렇지 않으면 기판과 필름 접착제 사이의 탈층 또는 기포 형성을 유발할 수 있을 것이다. 광학 결합층이 광학 필름을 포함하기도 하기 때문에, 더 적은 총량의 LOCA가 필요하고, LOCA가 경화함에 따른 기판 상의 열부하(heat load)를 최소화한다.
LOCA는 광학상 투명한 액상 접착제, 산광 접착제, 색 보정 접착제 또는 큰 광학 조립체의 효율적 제조를 위해 적절한 점도를 갖는 액체 조성물이다. 큰 광학 조립체는 약 15 ㎠ 내지 약 5㎡ 또는 약 15 ㎠ 내지 약 1 ㎡의 면적을 가질 수 있을 것이다. 예를 들어, 액체 조성물은, 25℃에서 조성물에 대한 점도가 측정되는 경우에, 약 100 내지 약 10,000cp, 약 200 내지 약 1000cp, 약 200 내지 약 700cp, 또는 약 200 내지 약 500cp의 점도를 가질 수 있을 것이다. 액체 조성물은 다양한 제조 방법에 사용하기에 적합하다. 적절한 LOCA의 예는, 제한적인 것은 아니지만, 고율 및 고점착 폴리우레탄 접착제 및 저율 및 저점착 우레탄 아크릴레이트 접착제를 포함한다. 적절한 구입 가능한 고율 및 고점착 폴리우레탄 접착제의 예는, 제한적인 것은 아니지만, LOCA 2175를 포함한다. 적절한 저율 및 저점착 우레탄 아크릴레이트 접착제의 예는, 제한적인 것은 아니지만, LOCA 2312를 포함한다. 둘다 미국, 미네소타, 세인트 폴에 소재하는 쓰리엠 컴퍼니(3M Company)로부터 구입 가능하다.
일반적으로, "경화성"은 열, 어떤 유형의 복사 또는 에너지를 가하는 것과 같은 예정된 조건하에서, 또는 상온에서 두개의 반응성 성분을 단순히 조합함으로써 경화시키는 조성물, 층, 구역 등을 기술하기 위해 이용된다. 여기에서 이용되는, "경화성"은, (1) 사실상 비경화되고(즉, 약 50% 이하의 반응성 단량체가 중합화됨) 단지 부분적으로 경화되거나 또는 사실상 완전히 경화된(즉, 50% 초과의 단량체가 중합화됨) 조성물, 층 또는 구역; 또는 (2) 부분적으로 경화되고 부분적으로 비경화되며, 적어도 비경화된 부분의 일부의 양이 경화된 조성물, 층 또는 구역; 또는 (3) 사실상 비경화되고 적어도 부분적으로 경화되거나 또는 사실상 완전히 경화된 조성물, 층 또는 구역을 기술하기 위해 이용된다.
경화 수단 중 어느 하나 또는 조합이 LOCA를 경화시키기 위해 이용될 수 있을 것이다. 예를 들어, UV 복사(200-400 ㎚), 화학선 복사(700 ㎚ 이하), 근적외선(near-IR) 복사(700-1500 ㎚), 가열 및 전자빔(electron beam) 또는 그들의 어떤 조합이든 이용될 수 있을 것이다. 광학 기판들 중 하나 또는 둘다가 화학선 복사의 투과를 허용하지 않는 경계를 갖는 것을 제외하고, 예를 들어, 경화성 층을 경화시키기 위해 화학선 복사를 이용하는 것이 바람직하다면, 경화 수단의 조합이 유용할 수 있을 것이다. 이 경우에, 경계로 인해 화학선 복사가 접근할 수 없는 경화성 층을 경화시키기 위해 가열이 이용될 수 있을 것이다.
광학 필름은 광학 기판 중 하나 또는 LOCA 층 상에 직접 도포된다. 어떤 적절한 광학 필름 또는 광학 필름 접착제든 이 발명을 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 광학 필름은, 제한적인 것은 아니지만, 광학상 투명한 필름 접착제, 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름(stretch releasable carrier film)을 포함할 수 있다. 한 실시예에서는, 광학 필름이 광학상 투명한 접착제(OCA) 필름이다. 이러한 OCA 필름은 광학 조립체를 위해 이용하기 쉽고 전형적으로 이미 중합화 되어 있다. 선택적 가교(crosslinking) 또는 경화후(postcuring) 단계가 OCA의 응집성을 더 강화시키기 위해 이용될 수도 있을 것이다. 한 실시예에서는, 광학 필름 접착제가 감압성 접착제이다. 감압성 접착제(PSA)는, (1) 매우 강하고 한층 더 영구적인 점착, (2) 손가락 압력을 초과하지 않는 압력으로 기판에 부착, (3) 부착물 상에의 충분한 유지 능력, 및/또는 (4) 부착물로부터 깨끗하게 제거되기에 충분한 응집 강도와 같은 성질을 갖는 것으로 알려져 있다. 광학 필름 또는 광학 필름 접착제는 디스플레이 기판들 사이의 메워질 공기 공동 또는 틈의 유의미한 부분을 점유하고, 그래서, 액체 접착제의 요구 체적을 줄이며, 그것은 총 광학 결합층의 유효 수축을 저감시키고, 조립체에서의 총 응력의 저감을 일으키며, 무라 결함(Mura defects)의 확률을 저감시킨다. 예시적 적절한 필름 접착제는, 제한적인 것은 아니지만, 폴리비닐 에테르 폴리우레탄, 실리콘, 및 폴리(메트)아크릴레이트(아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 모두 포함)를 포함한다.
폴리(메트)아크릴레이트 필름 접착제는 알킬(메트)아크릴레이트와 같은 단량체로부터 준비될 수 있을 것이다. 유용한 알킬(메트)아크릴레이트(즉, 아크릴산 알킬 에스테르 단량체)는 선형 또는 분지형 단일작용성 아크릴레이트 또는 비-3차 알킬 알코올의 메타크릴레이트, 1 내지 14개 및 특정하게는, 1 내지 12개의 탄소 원자를 갖는 알킬 그룹을 포함한다. 유용한 단량체에는 부틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트 및 2-메틸-부틸 (메트)아크릴레이트가 포함된다.
한 실시예에서는, 광학 필름이 하나 이상의 폴리(메트)아크릴레이트(예를 들어, (메트)아크릴 감압성 접착제)를 기초로 한다. 폴리(메트)아크릴레이트 접착제는, 예를 들어, 아이소옥틸 아크릴레이트(IOA), 아이소노닐 아크릴레이트, 2-메틸-부틸 아크릴레이트, 2-에틸-헥실 아크릴레이트 및 n-부틸 아크릴레이트, 아이소부틸 아크릴레이트, 헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-옥틸 메타크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 아이소아밀 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 아이소데실 아크릴레이트, 아이소데실 메타크릴레이트, 및 도데실 아크릴레이트와 같은 하나 이상의 알킬(메트)아크릴레이트 에스테르 단량체; 및 예를 들어, (메트)아크릴산, N-비닐 피롤리돈, N-비닐카프롤락탐, N,N-di메틸(메트)아크릴아미드, N-아이소피로필(메트)아크릴아미드, (메트)아크릴아미드, 아이소보닐 아크릴레이트, 4-메틸-2-펜틸 아크릴레이트, 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트, 비닐 에스테르, 폴리스티렌 또는 폴리메틸 메타크릴레이트 거대단량체, 알킬 말레이트 및 알킬 푸마레이트(제각기, 말레인산 및 푸마르산을 기초로 함), 또는 그 조합과 같은 하나 이상의 선택적 공단량체 성분으로부터 파생된다.
다른 실시예에서, 폴리(메트)아크릴 필름 접착제는, 약 0과 약 40 중량 퍼센트(wt%) 사이의 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트 및 약 100wt%와 약 60wt% 사이의 아이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸-헥실 아크릴레이트 또는 n-부틸 아크릴레이트 중 하나 이상의 조성물로부터 파생될 수 있다. 하이드록시에틸(메트)아크릴레이트는 40%, 30%, 20%, 10%까지 일 수 있고, 잔부는 아이소옥틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 아이소보닐 아크릴레이트 등과 같은 알킬아크릴레이트이다. 다른 한 실시예에서, 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트는 아크릴산(총 (메트)아크릴레이트 조성물의 15%까지)으로 치환될 수 있다. 하나의 특정한 실시예는, 약 1wt%와 약 2wt% 사이의 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트 및 약 99wt%와 약 98wt% 사이의 아이소옥틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 또는 n-부틸 아크릴레이트 중 하나 이상의 조성물로부터 파생될 수 있다. 다른 특정한 실시예는, 약 1wt% 내지 약 2wt%의 하이드록시알킬(메트)아크릴레이트 및 약 99wt% 내지 약 98wt%의 n-부틸 아크릴레이트와 메틸 아크릴레이트의 조합의 조성물로부터 파생될 수 있다.
제한적인 것은 아니지만, 오일, 가소제, 항산화제, UV 안정제, 안료, 경화제, 중합체 첨가제, 농조화제, 염료, 사슬 전달제 및 다른 첨가제를 포함하는, 다양한 기능 재료들은, 그들이 필름 접착제의 광학 투명도를 현저히 저감시키지 않는다면, 첨가될 수도 있다.
선택적으로, 광학 필름은, 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제(SROCA)(stretch releasable optically clear adhesive) 및/또는 연신 이형 성질을 갖는 캐리어 필름, 즉 연신 이형 가능한 캐리어 필름(SRCF)(stretch releasable carrier film)을 포함할 수 있을 것이다. 연신 가능한 층은 LOCA 층과 기판의 사이, 또는 LOCA 층들의 사이에 삽입될 수 있다. SROCA 또는 SRCF의 첨가는, 디스플레이의 쉬운 조립 및 분해를 허용하면서, 조립의 재작업이 가능하게 한다. 적절한 SROCA의 예는, 미국 특허출원 공보 2009/0229732 A1호, 2011/0126968 A1호 및 2011/0253301 A1호에 기술되어 있다.
도 2a 내지 도 2d는 이 발명의 광학 결합층의 다양한 구조의 예를 제공한다. 도 2a는 제1 OCA(18a)와 제2 OCA(18b) 사이에 배치된 캐리어 필름(16)을 포함하는 광학 필름(14)의 전체 구조의 횡단면도를 도시한다. 전체 구조는 연신 이형 가능한 캐리어 필름(16)이 사이에 있는 두개의 OCA 층을 포함한다. 이형 라이너(22a 및 22b)는 OCA(18a, 18b)의 표면 상에 제각기 배치되어 사용 대기하기까지 청결을 유지한다.
도 2b는 OCA(26) 및 캐리어 필름(28)을 포함하는 광학 필름(24)의 절반 구조의 횡단면도를 도시한다. 이형 라이너(30)는 OCA(26)에 인접하게 배치되어 사용 대기하기까지 청결을 유지한다. 프리마스크 라이너(premask liner)(32)는 캐리어 필름(28)에 인접하게 배치되고, 표면이 입자, 섬유 등으로 오염되는 것을 방지하기도 한다.
도 2c에 도시된 또다른 실시예에서는, 광학 결합층의 광학 필름(34)이 연신 이형 가능한 캐리어 필름(SRCF)(36)만을 포함한다. 프리마스크 라이너(38)는 캐리어 필름(36)에 인접하게 배치된다.
도 2d는 이형 라이너(44a 및 44b) 사이에 배치된 OCA(42)만을 포함하는 광학 필름(40)의 횡단면도를 도시한다.
이 발명의 광학 결합층은 예를 들어, 액정 디스플레이 패널, OLED 디스플레이 패널, 및 플라즈마 디스플레이 패널인 광범위한 디스플레이 패널에 대한 투명한 오버레이의 용도에 유용하다.
어떤 실시예에서는, 광학 조립체가 액정 디스플레이 조립체를 포함하며, 디스플레이 패널은 액정 디스플레이 패널을 포함한다. 액정 디스플레이 패널은 잘 알려져 있으며, 전형적으로 유리 또는 중합체 기판과 같은 2개의 사실상 투명한 기판들 사이에 배치된 액정 재료를 포함한다. 여기에서 이용되는, '사실상 투명한'은, 밀리미터 두께 당, 400 ㎚에서 약 85% 초과, 530 ㎚에서 약 90% 초과, 및 670 ㎚에서 약 90% 초과의 투과를 갖는 기판을 지칭한다. 사실상 투명한 기판의 내부 표면 상에는, 전극으로서 기능하는 투명한 전기 전도성 물질이 있다. 일부 경우에, 사실상 투명한 기판의 외부 표면 상에는, 본질적으로 광의 단지 하나의 편광 상태만을 통과시키는 편광 필름이 있다. 이 전극을 가로질러 전압이 선택적으로 인가될 때, 액정 재료는 재배향되어 광의 편광 상태를 변경시켜서 이미지가 생성되게 된다. 액정 디스플레이 패널은, 매트릭스 패턴(matrix pattern)으로 배열된 복수의 TFT를 갖는 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 패널(thin film transistor array panel)과 공통 전극을 갖는 공통 전극 패널 사이에 배치된, 액정 재료를 포함할 수도 있다.
어떤 실시예에서, 광학 조립체는 플라즈마 디스플레이 조립체를 포함하고, 디스플레이 패널은 플라즈마 디스플레이 패널을 포함한다. 플라즈마 디스플레이 패널은 공지되어 있고, 전형적으로 두개의 유리 패널 사이에 있는 많은 작은 셀(tiny cell) 속에 배치된 네온 및 제논과 같은 희귀 기체들의 불활성 혼합물을 포함한다. 패널 내의 제어 회로 전하 전극은 이들 기체를 이온화시키고 플라즈마를 형성시키며, 이어서 이 플라즈마는 인광체(phosphor)를 여기시켜 광을 방출한다.
어떤 실시예에서, 광학 조립체는 유기 전기발광 조립체를 포함하고, 디스플레이 패널은 두개의 유리 패널 사이에 배치된 유기 발광 다이오드 또는 발광 중합체를 포함한다.
예를 들어, 전자 종이 디스플레이에서 이용되는 것 등과 같은 터치 패널을 갖는 전기영동 디스플레이와 같은 다른 유형의 디스플레이 패널들이 디스플레이 결합에서 유리할 수도 있다.
광학 조립체는, 밀리미터 두께 당, 400 ㎚에서 약 85% 초과, 530 ㎚에서 약 90% 초과, 및 670 ㎚에서 약 90% 초과의 투과율을 갖는 사실상 투명한 기판을 포함하기도 한다. 전형적인 액정 디스플레이 조립체에서, 사실상 투명한 기판은 전면 또는 후면 커버 플레이트로 지칭될 수 있다. 사실상 투명한 기판은 유리 또는 중합체를 포함할 수도 있다. 유용한 유리에는 보로실리케이트, 소다석회, 및 보호 커버로서 디스플레이 응용에 사용하기에 적합한 다른 유리가 포함된다. 유용한 중합체는, 제한적인 것은 아니지만, 제온 케미컬 엘.피.(Zeon Chemicals L.P.)로부터 구입 가능한 Zeonox 및 Zeonor와 같은, PET와 같은 폴리에스테르 필름, 폴리카보네이트 필름 또는 플레이트, 아크릴 플레이트 및 사이클로올레핀 중합체를 포함한다. 사실상 투명한 기판은 특히 디스플레이 패널 및/또는 광중합성 층의 굴절률에 근접하는 굴절률을 갖는다. 예를 들어, 약 1.45와 약 1.55 사이이다. 사실상 투명한 기판은 전형적으로 두께가 약 0.5 내지 약 5 ㎜이다.
어떤 실시예에서는, 사실상 투명한 기판이 터치 스크린을 포함한다. 터치 스크린은 이 기술 분야에서 공지되어 있고, 일반적으로 두개의 사실상 투명한 기판 사이에 배치된 투명한 전도성 층을 포함한다. 예를 들어, 터치 스크린은 유리 기판과 중합체 기판 사이에 배치된 인듐/주석 산화물을 포함할 수 있을 것이다.
예
본 발명은, 본 발명의 범주 내에 있는 많은 변형 및 변경이 당업자에게는 명백할 것이기 때문에 단지 예시로서 의도된 하기의 예에서 더욱 상세하게 설명된다. 달리 언급되지 않는다면, 하기 예에서 보고된 모든 부, 백분율, 및 비는 중량 기준이다.
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시험 방법
탁도 및 투과율
미국, 버지니아, 레스턴 소재의 헌터랩(HunterLab)으로부터 구입 가능한 Hunter Ultrascan PRO, 모델 USP 1469를 이용하여 탁도(%) 및 투과율(%)이 측정되었다.
연신 이형력( SRF )
미국, 매사추세츠, 캔턴 소재의 인스트론 코포레이션(Instron Corporation)으로부터 구입 가능한 인장력 시험기 모델 번호 5500을 이용하여 시험이 수행되었다. 인스트론 코포레이션으로부터 구입 가능한 500 Newton 로드셀이 이용되었다. 시험은 12 in/min(30.5 ㎝/min)의 신장율(extension rate)로 수행되었다. 인장력 시험기의 하부 턱이 연신 이형 재료 탭의 반대쪽의 광학 조립체의 엣지를 붙잡는다. 시험기의 상부 턱이 광학 조립체의 연신 이형 탭을 붙잡는다.
접착제의 준비
SROCA1의 준비
(1) 약 35,000그램/몰의 중량 평균 분자량을 갖는 PDSDA, (2) DytekA, 및 (3) H12MDI를 톨루엔/아이소프로파놀 혼합물(중량으로 70/30)과의 1/1/2의 중량비를 혼합하고 중합체가 전적으로 사슬 신장(fully chain-extend)하게 함으로써 SPU 탄성중합체(실리콘 폴리우레아 블록 공중합체)가 만들어졌다. 이 탄성중합체 혼합물의 최종 고형분은 20 중량%이었다.
SPU 탄성중합체/MQ 점착부여제 수지의 30 중량 퍼센트 고상 혼합물을 준비하기 위해, 탄성중합체가 상품명 DC Q2-7066(미국, 미시건 소재의 다우 코닝(Dow Corning)으로부터)으로 구입 가능한 MQ 점착부여제 수지의 60 중량 퍼센트 용액과 더 합성되었다. MQ 수지에 대한 SPU 탄성중합체의 중량비는 고체 기준으로 50/50이었다. 철저한 혼합 후, 접착제 조성물이 플루오로실리콘 이형 라이너 상에 코팅되고, 70℃ 오븐 속에서 15분 동안 열건조(oven dried)되어 SPU 감압성 접착제의 건성 코팅을 산출하였다. 건성 접착제 두께는 약 37.5 마이크로미터이었다. 이렇게 두개의 SPU 코팅이 준비되었다. SPU 코팅 중 하나를 위해 이용된 이형 라이너는 MD07이었고, MD11은 다른 SPU 코팅을 위해 이용되었다. 두개의 상이한 이형 라이너를 이용함으로써, 조립체 공정 전에 라이너 제거를 가능하게 하기 위해, SROCA1의 구조에서의 차별화 이형 레벨을 유지하는 것이 가능하였다. MD07 및 MD11 이형 라이너는 이탈리아의 실리코내처 에스.피.에이.(Siliconature S.p.A.)로부터 입수되었다.
제2 단계에서는, 건조된 SPU 접착제 코팅이 SRCF1의 피스의 양쪽에 적층되었다. SRCF1의 준비는 아래에 기술되어 있다.
SROCA2 의 준비
이 시료는, SPU 접착제의 단일층이 SRCF1의 피스의 한쪽에 적층된 것을 제외하고는, SROCA1과 유사하게 만들어졌다. 어떤 라이너 이형 차이도 필요하지 않으므로, MD07 이형 라이너이든 또는 MD11 이형 라이너이든 이용될 수 있다.
SRCF1 의 준비
연신 이형 가능한 캐리어 필름(SRCF1)은, 상품명 EXACT 8203(미국, 텍사스, 어빙 소재의 엑손 모바일 코포레이션(Exxon Mobile Corporation)으로부터)로 구입 가능한 에틸렌계 옥텐 플라스토머와 상품명 ELVALOY AC 1609(미국, 델라웨어, 윌밍턴 소재의 이아이 듀퐁 드 네무아 앤 컴퍼니(EI DuPont de Nemours & Co)로부터)로 구입 가능한 에틸렌 및 메틸 아크릴레이트의 공중합체의, 100 미크론 두께의 공압출(co-extruded) 필름이었다.& ELVALOY AC 1609가 약 10미크론의 두께로 공압출된 필름의 외피를 형성하고, 중심층은 약 80미크론 두께의 EXACT 8203 수지로 만들어진다.
예 1 내지 예 4
예 1 내지 예 4의 광학 조립체는 하나 이상의 LOCA 및 하나의 연신 이형 광학상 투명한 접착제(SROCA)를 포함하였다.
도 3은 예 1 내지 예 4의 광학 조립체의 횡단면도를 도시한다. 예 1 내지 예 4의 광학 결합층은 LOCA(100) 및 SROCA(102)를 포함한다. LOCA(100)는 제2 기판(106)의 표면 상에 배치되고, SROCA(102)는 LOCA(100)와 제1 기판(104)의 사이에 배치된다.
도 4는 예 1 내지 예 4의 적층 방법의 개략적 횡단면도를 도시한다. LOCA의 단일층만이 이용되는 조립체에서는, 제1 기판(104)이, 제1 기판(104) 상에 배치된, SROCA(102)와 같은 필름 접착제로 적층된다(단계 1000).
LOCA(100)가 들어 있도록 제2 기판(106)의 세개의 엣지 상에 테이프(12)가 붙여진(단계 1002) 후, LOCA(100)가 제2 기판(106) 상에 분배된다(단계 1004). 다음에, 제1 기판(104) 및 SROCA(102)이 LOCA(100)에 적층된다(단계 1006). LOCA(100)가 액체이기 때문에, LOCA(100)는 제2 기판(106)의 표면 형태를 메울 수 있다. 그 후, SROCA(102)와 LOCA(100)의 조합으로부터 형성된 광학 결합층이 제1 기판(104)을 통해 UV 경화된다(단계 1008).
예 1
광학 조립체는 아래와 같이 준비되었다. SROCA1의 시트가 5.1 ㎝(2.0인치) × 2.5 ㎝(1인치)로 절단되었고, MD07 이형 라이너가 제거되어 감압성 OCA를 노출시켰다. 그 후, 7.6 ㎝(3인치) × 5.1 ㎝(2인치) × 1 ㎜ 제1 유리 기판에 대해, 노출된 감압성 접착제에 의해, 수동식 롤러를 이용하여 SROCA1이 적층되었다. 연신 이형력 시험을 허용하기 위해 유리 기판의 엣지로부터 SROCA1의 1/2 인치 길이의 탭이 연장되었다. 어떤 갇힌 기포도 없는 것을 보장하기 위해 주의하였다. 7.6 ㎝(3인치) × 5.1 ㎝(2인치) × 1 ㎜ 직사각형 유리판인 제2 기판이, 쓰리엠 컴퍼니로부터 구입 가능한 3M™ Vinyl Tape 471을 이용하여, 양쪽 길이 및 하나의 폭인 세개의 엣지 상에서 마스크 되었다. 0.13 ㎜(5.1밀) 두께의 테이프가 테이프와 유사한 두께의 3.8 ㎝(1.5인치) × 2.5 ㎝(1인치)의 틈을 생성하였다. 적어도 틈을 완전히 메우기에 충분한, 적절한 양의 LOCA1이 제2 기판의 틈 구역의 유리 상에 피펫으로 분배되었다. SROCA1로부터 제2 라이너를 제거하고 SROCA1의 제2 감압성 접착제를 노출시킨 후, SROCA1인 연신 이형 접착제의 제2 감압성 접착제가 제2 기판의 LOCA1인 광학상 투명한 액상 접착제와 접촉하도록, 제1 기판과 제2 기판이 함께 적층되었다. 틈의 면적은 SROCA1의 3.8 ㎝(1.5인치) × 2.5 ㎝(1인치) 면적에 맞추어졌다. 제1 기판과 제2 기판의 적층 후, UVA, 2.8 mW/㎠2의 UVA 강도를 갖는 저강도 UVA 블랙 램프(미국 메사추세츠 소재의 실바니아(Sylvania)로부터 구입 가능한 350 ㎚ 피크 방출 Blacklight, 40W, F40/BL)를 이용하여, 자외선 복사에 대해, 3 J/㎠의 조사량으로 광학 조립체를 노출시킴으로써 LOCA1이 경화되었다. 위 시험 방법에 대하여, 탁도, 투과율 및 연신 이형력 측정이 이루어졌다.
예 2
예 2는, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 1과 유사하게 준비되었다.
예 3
예 3은, SROCA1의 시트가 SROCA2의 시트로 치환된 것을 제외하고, 예 1과 유사하게 준비되었다. SROCA2가 단지 하나의 감압성 접착제 층을 가짐에 따라, 라이너가 제거되어 감압성 OCA를 노출시키고, SROCA2가 제1 유리 기판에 적층되었다. SROCA2의 캐리어 필름으로부터 프리마스크를 제거한 후, 제2 유리 기판의 광학상 투명한 액상 접착제인 LOCA1을 제1 유리 기판의 SROCA2의 노출된 캐리어 필름과 접촉시킴으로써 두개의 유리 기판이 적층되었다.
예 4
예 4는, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 3과 유사하게 준비되었다.
예 5 내지 예 8
예 5 내지 예 8의 광학 조립체는 하나 이상의 LOCA 및 하나의 연신 이형 광학상 투명한 접착제(SROCA)를 포함하였다.
도 5는 예 5 내지 예 8의 광학 조립체의 횡단면도를 도시한다. 예 5 내지 예 8의 광학 결합층은 제1 LOCA(200), 제2 LOCA(202) 및 필름 접착제(204)를 포함한다. 제1 LOCA(200)는 제1 기판(206)의 표면 상에 배치되고, 제2 LOCA(202)는 제2 기판(208)의 표면 상에 배치된다. 필름 접착제(204)인 SROCA는 제1 및 제2 LOCA(200 및 202) 사이에 배치된다.
도 6은 예 5 내지 예 8의 적층 방법의 개략적 횡단면도를 도시한다. 두개의 층의 LOCA가 이용되는 조립체에서는, 제1 및 제2 기판(206 및 208)의 각각의 세개의 엣지 상에 테이프(12)가 제각기 부착된(단계 2000a 및 단계 2000b) 후, 제1 LOCA(200)는 제1 기판(206) 상에 분배되고(단계 2002a), 제2 LOCA(202)는 제2 기판(208) 상에 분배된다(단계 2002b). 다음에, 필름 접착제(204)가 제1 LOCA(200) 상에 배치되고(단계 2004), 제1 LOCA(200) 및 필름 접착제(204)가 제1 기판(206)을 통해 UV 경화된다(단계 2006). 그 후, 제2 LOCA(202)는 필름 접착제(204)와 접촉하게 배치되고(단계 2008), 제2 LOCA(202) 및 필름 접착제(204)는 UV 경화되어(단계 2010), 광학 조립체를 형성한다. 원한다면, 두개의 층의 LOCA(200 및 202)가 동시에 경화될 수 있을 것이다.
예 5
예 1에서 기술된 바와 같은 제1 유리 기판 및 제2 유리 기판이, 예 1에서 기술된 바와 같이, 테이프로 모두 마스크 되었다. 적어도 틈을 완전히 메우기에 충분한, 적절한 양의 LOCA1이 제1 기판의 틈 구역의 유리 상에 피펫으로 분배되었다. SROCA1의 시트가 3.1 ㎝(2.0인치) × 2.5 ㎝(1인치)로 절단되었고, MD07 이형 라이너가 제거되어 감압성 OCA를 노출시켰다. 그 후, SROCA1의 노출된 감압성 OCA는 제1 유리 기판의 LOCA1 상에 직접 배치되었다. 연신 이형력 시험을 허용하기 위해 유리 기판의 엣지로부터 SROCA1의 1/2 인치 길이의 탭이 연장되었다. 어떤 갇힌 기포도 없는 것을 보장하기 위해 주의하였다. LOCA1이 예 1에 기술된 바와 같이 경화되었다. 적어도 틈을 완전히 메우기에 충분한, 적절한 양의 LOCA1이 제2 기판의 틈 구역의 유리 상에 피펫으로 분배되었다. SROCA1의 제2 라이너가 경화된 LOCA1을 갖는 제1 기판으로부터 제거되어 감압성 OCA를 노출시켰다. 그 후, 노출된 감압성 접착제는 제2 기판의 LOCA1과 접촉하게 배치되었다. 제2 기판의 LOCA1은, 예 1에 기술된 바와 같이 경화되었다.
예 6
예 6은, 양 기판에 대해 LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 5와 유사하게 준비되었다.
예 7
예 7은, SROCA1의 시트가 SROCA2의 시트로 치환된 것을 제외하고, 예 5와 유사하게 준비되었다. SROCA2가 단지 하나의 감압성 접착제 층을 가짐에 따라, 라이너가 제거되어 감압성 OCA를 노출시키고, 그 후, 감압성 접착제는 제1 유리 기판의 LOCA1 상에 직접 배치되었다. SROCA2의 캐리어 필름으로부터 프리마스크를 제거한 후, 제2 유리 기판의 광학상 투명한 액상 접착제인 LOCA1을 제1 유리 기판의 SROCA2의 캐리어 필름과 접촉시킴으로써 두개의 유리 기판이 적층되었다.
예 8
예 8은, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 7과 유사하게 준비되었다.
아래의 표 1은 예 1 내지 예 8에서 이용된 LOCA의 유형, LOCA 층의 수 및 SROCA의 유형의 개요를 제공한다.
[표 1]
Figure pct00002
특정한 노화 시간, 온도 및 습도 조건에서의 시험 결과가 표 2에 보인다.
[표 2]
Figure pct00003
표 2에서의 결과는, LOCA 및 SROCA의 조합을 이용하면, 기판이 평평하지 않은 표면을 가질지라도 어떤 기포도 없이 결합되게 함을 예시한다. 또한, 어떤 경우에는, LOCA와의 SROCA의 조합이 결합된 부품들을 노화 전후에 성공적으로 분리하였다. 모든 경우에, 무결함 광학 조립체(즉, 어떤 기포도 기판 사이에 갇히지 않은)가 노화에 대한 양호한 내구성과 함께 얻어졌다.
예 9 내지 예 12
예 9 내지 예 12의 광학 조립체는 두개 이상의 LOCA 및 하나 이상의 광학상 투명한 접착제(OCA)를 포함하였다.
도 7은 예 9 내지 예 12의 광학 조립체의 횡단면도를 도시한다. 예 9 내지 예 12의 광학 결합층은 제1 LOCA(300), 제2 LOCA(302) 및 OCA(304)를 포함한다. 제1 LOCA(300)는 제1 기판(306)의 표면 상에 배치되고, 제2 LOCA(302)는 제2 기판(308)의 표면 상에 배치된다. OCA(304)는 제1 및 제2 LOCA(300 및 302) 사이에 배치된다.
도 8은 예 9 내지 예 12의 적층 방법의 개략적 횡단면도를 도시한다. 두개의 층의 LOCA가 이용되는 조립체에서는, 제1 및 제2 기판(306 및 308)의 각각의 세개의 엣지 상에 테이프(12)가 제각기 부착된(단계 3000a 및 단계 3000b) 후, 제1 LOCA(300)는 제1 기판(306) 상에 분배되고(단계 3002a), 제2 LOCA(302)는 제2 기판(308) 상에 분배된다(단계 3002b). 다음에, OCA(304)는 제1 LOCA(300) 상에 배치되고(단계 3004), 제1 LOCA(300)는 제1 기판(306) 및 OCA(304)를 통해 UV 경화된다(단계 3006). 그 후, 제2 LOCA(302)는 OCA(304)와 접촉하게 배치되고(단계 3008), 제2 LOCA(302) 및 OCA(304)는 UV 경화되어(단계 3010), 광학 조립체를 형성한다. 원한다면, 두개의 층의 LOCA(300 및 302)가 동시에 경화될 수 있을 것이다.
예 9
예 9는, SROCA1이 OCA1로 치환된 것을 제외하고, 예 5와 유사하게 준비되었다. OCA1의 크기는 3.8 ㎝(1.5인치) × 2.5 ㎝(1.0인치)이었다. 이 예에서는 탭이 요구되지 않았다. 더 낮은 제거력을 갖는 라이너가 제거되었고, OCA는 기판(1)의 LOCA1 상에 배치되었다. 예 1에 기술된 바와 같이 경화가 수행되었다. 제2 라이너가 OCA1로부터 제거되었고, 노출된 감압성 접착제가 제2 기판의 LOCA1과 접촉시켜졌으며 유사하게 경화되었다.
예 10
예 10은, OCA1이 OCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 9와 유사하게 준비되었다.
예 11
예 11은, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 9와 유사하게 준비되었다.
예 12
예 12는, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 10과 유사하게 준비되었다.
예 13 내지 예 16
예 13 내지 예 16의 광학 조립체는 하나 이상의 LOCA 및 하나 이상의 광학상 투명한 접착제(OCA)를 포함하였다.
도 9는 예 13 내지 예 16의 광학 조립체의 횡단면도를 도시한다. 예 13 내지 예 16의 광학 결합층은 LOCA(400) 및 OCA(402)를 포함한다. OCA(402)는 제1 기판(404)의 표면 상에 배치되고, LOCA(400)는 OCA(402)와 제2 기판(406)의 사이에 배치된다.
도 10은 예 13 내지 예 16의 적층 방법의 개략적 횡단면도를 도시한다. 단지 한 층의 LOCA가 이용되는 조립체에서, 제1 기판(404)은 제1 기판(404) 상에 배치된 OCA(402)와 적층되었다.
LOCA가 들어 있도록 제2 기판(406)의 세개의 엣지 상에 테이프(12)가 붙여진(단계 4002) 후, LOCA(400)가 제2 기판(406) 상에 분배된다(단계 4004). 다음에, 제1 기판(404)이 LOCA(400)에 적층된다(단계 4006). LOCA(400)가 액체이기 때문에, LOCA(400)는 제2 기판(406)의 표면 형태를 메울 수 있다. 그 후, OCA(402)와 LOCA(400)의 조합으로부터 형성된 광학 결합층이 제2 기판(406)을 통해 UV 경화된다(단계 4008). OCA(402)는 전형적으로 이미 경화되어 있고, 제2 UV 노출이 OCA(402)가 더 가교결합하게 하는 것을 제외하고는, UV에 대해 더 이상 반응하지 않는다.
예 13
예 13은, SROCA1이 OCA1로 치환된 것을 제외하고, 예 1과 유사하게 준비되었다. OCA1의 크기는 3.8 ㎝(1.5인치) × 2.5 ㎝(1.0인치)이었다. 이 예에서는 탭이 요구되지 않았다. 더 낮은 제거력을 갖는 라이너가 제거되었고, OCA1은 수동식 롤러를 이용하여 기판(1)의 유리에 적층되었다. 제2 라이너가 OCA1로부터 제거되었고, 노출된 감압성 접착제가 제2 기판의 LOCA1과 접촉시켜졌다. 예 1에 기술된 바와 같이 경화가 수행되었다.
예 14
예 14는, OCA1이 OCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 13과 유사하게 준비되었다.
예 15
예 15는, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 13과 유사하게 준비되었다.
예 16
예 16은, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 14와 유사하게 준비되었다.
예 17 및 예 18
예 17 및 예 18의 광학 조립체는 두개 이상의 LOCA 및 하나 이상의 광학상 투명한 접착제(OCA)를 포함하였다.
도 11은 예 17 및 예 18의 광학 조립체의 횡단면도를 도시한다. 예 17 및 예 18의 광학 결합층은 제1 LOCA(500), 제2 LOCA(502) 및 연신 이형 캐리어 필름(SRCF)(504)를 포함한다. 제1 LOCA(500)는 제1 기판(506)의 표면 상에 배치되고, 제2 LOCA(502)는 제2 기판(508)의 표면 상에 배치된다. SRCF(504)는 제1 및 제2 LOCA(500, 502) 사이에 배치된다.
도 12는 예 17 및 예 18의 적층 방법의 개략적 횡단면도를 도시한다.. 두개의 층의 LOCA가 이용되는 조립체에서는, 제1 및 제2 기판(506 및 508)의 각각의 세개의 엣지 상에 테이프(12)가 제각기 부착된(단계 5000a 및 단계 5000b) 후, 제1 LOCA(500)는 제1 기판(506) 상에 분배되고(단계 5002a), 제2 LOCA(502)는 제2 기판(508) 상에 분배된다(단계 5002b). 다음에, SRCF(504)는 제1 LOCA(500) 상에 배치되고(단계 5004), 제1 LOCA(500)는 제1 기판(506) 및 SRCF(504)를 통해 UV 경화된다(단계 5006). 그 후, 제2 LOCA(502)는 SRCF(504)와 접촉하게 배치되고(단계 5008), 제2 LOCA(502)는 UV 경화되어(단계 5010), 광학 조립체를 형성한다. 원한다면, 두개의 층의 LOCA(500 및 502)가 동시에 경화될 수 있을 것이다.
예 17
예 17은, SROCA1이 SRCF1로 치환된 것을 제외하고, 예 13과 유사하게 준비되었다.
예 18
예 18은, LOCA1이 LOCA2로 치환된 것을 제외하고, 예 17과 유사하게 준비되었다.
아래의 표 3은 예 9 내지 예 18에서 이용된 LOCA의 유형, LOCA 층의 수 및 OCA의 유형의 개요를 제공한다.
[표 3]
Figure pct00004
특정한 노화 시간, 온도 및 습도 조건에서의 시험 결과가 표 4에 보인다.
[표 4]
Figure pct00005
표 4에서의 결과는, LOCA 및 OCA의 조합을 이용하면, 기판이 평평하지 않은 표면을 가질지라도 어떤 기포도 없이 결합되게 함을 예시한다.
이 발명이 양호한 실시예를 참고하여 기술되었을지라도, 이 기술분야에서 숙련된 작업자들은 이 발명의 정신 및 범위로부터 벗어남이 없이 형태 및 상세에서 변화가 이루어질 수 있을 것임을 알 것이다.

Claims (20)

  1. 광학 결합층으로서:
    광학 필름; 및
    제1 광학 필름에 인접하게 배치된 제1 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)를 포함하고;
    광학 결합층은 약 75% 이상의 투과율을 갖는, 광학 결합층.
  2. 제1항에 있어서, 광학 필름은 광학상 투명한 필름 접착제, 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름 중 하나인, 광학 결합층.
  3. 제1항에 있어서, 광학 필름은 다음의 성질, 즉 확산성, 색 보정, UV 흡수 및 IR 흡수 중 하나 이상을 갖는, 광학 결합층.
  4. 제1항에 있어서, 광학 필름은 제1 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름을 포함하는, 광학 결합층.
  5. 제4항에 있어서, 광학 필름은 제2 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제를 더 포함하고, 연신 이형 가능한 캐리어 필름은 제1 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제와 제2 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 사이에 배치되는, 광학 결합층.
  6. 제1항에 있어서, 광학 필름에 인접하게 배치된 제2 LOCA를 더 포함하는, 광학 결합층.
  7. 디스플레이 조립체로서:
    제1 기판;
    제2 기판; 및
    제1 기판과 제2 기판 사이에 배치된 광학 결합층을 포함하고, 광학 결합층은:
    광학 필름; 및
    광학 필름에 인접하게 배치된 제1 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)를 포함하는, 디스플레이 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 광학 결합층은 제2 LOCA를 더 포함하고, 광학 필름은 제1 LOCA와 제2 LOCA 사이에 배치되는, 디스플레이 조립체.
  9. 제7항에 있어서, 광학 필름은 광학상 투명한 필름 접착제, 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름 중 하나인, 디스플레이 조립체.
  10. 제7항에 있어서, 광학 필름은 다음의 성질, 즉 확산성, 색 보정, UV 흡수 및 IR 흡수 중 하나 이상을 갖는, 디스플레이 조립체.
  11. 제7항에 있어서, 광학 필름은 제1 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름을 포함하는, 디스플레이 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 광학 필름은 제2 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제를 더 포함하고, 연신 이형 가능한 캐리어 필름은 제1 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제와 제2 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 사이에 배치되는, 디스플레이 조립체.
  13. 제7항에 있어서, 디스플레이 조립체는 어떤 가시적 결합선도 갖지 않는, 디스플레이 조립체.
  14. 제7항에 있어서, 디스플레이 조립체는 약 75% 이상의 투과율을 갖는, 디스플레이 조립체.
  15. 디스플레이 조립체를 제조하는 방법으로서:
    광학 필름을 제1 기판 상에 배치하는 단계;
    제1 기판을 광학 필름과 적층하는 단계;
    제1 광학상 투명한 액상 접착제(LOCA)를 제2 기판 상에 분배하는 단계;
    광학 필름과 제1 LOCA를 접촉시키는 - 광학 필름과 제1 LOCA가 광학상 투명한 결합층을 형성함 - 단계;
    제2 기판을 제1 LOCA에 적층하는 단계; 및
    광학 결합층을 경화시키는 단계를 포함하는, 방법.
  16. 제15항에 있어서, 결합층을 경화시키는 단계는 자외선 광 복사에 의해 경화시키는 것을 포함하는, 방법.
  17. 제15항에 있어서, 적어도 제1 기판은 표면 형태(topography)를 포함하는, 방법.
  18. 제15항에 있어서, 광학 필름을 제1 기판 상에 배치하기 전에 제2 LOCA를 제1 기판 상에 분배하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  19. 제15항에 있어서, 광학 필름은 광학상 투명한 필름 접착제, 연신 이형 가능한 광학상 투명한 접착제 및 연신 이형 가능한 캐리어 필름 중 하나인, 방법.
  20. 제15항에 있어서, 광학 필름은 연신 이형 가능한 캐리어 필름이고, 제1 LOCA는 연신 이형 가능한 캐리어 필름과 제1 기판 사이에 분배되는, 방법.
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