KR20140132573A - 점착제 조성물 및 이를 이용한 플렉시블 표시장치의 제조방법 - Google Patents

점착제 조성물 및 이를 이용한 플렉시블 표시장치의 제조방법 Download PDF

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KR20140132573A
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Abstract

본 발명은 점착제 조성물 및 이를 이용한 플렉시블 표시장치의 제조방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 UV에 의해 분해되고 내열성이 우수한 점착제 조성물과; 상기 조성물을 함유하는 점착제층을 캐리어 기판과 플렉시블 기판 사이에 개재한 후, UV를 조사함으로써, 종래에 비해 단순한 공정을 단시간 내에 플렉시블 기판상에 형성된 표시소자의 손상을 최소화할 수 있는 플렉시블 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.

Description

점착제 조성물 및 이를 이용한 플렉시블 표시장치의 제조방법 {ADHESIVE COMPOSITION AND METHOD MANUFACTURING FLEXIBLE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 UV에 의해 분해되고 내열성이 우수한 점착제 조성물을 이용하여, 표시소자의 손상을 최소화할 수 있는 플렉시블 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근 표시 장치 시장은 대면적이 용이하고 경량화가 가능한 평판 디스플레이 위주로 급속히 변화하고 있다. 이러한 평판 디스플레이에는 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel; PDP), 유기 발광 표시 장치(Organic Electro Luminescence Display; OLED) 등이 있다. 이 평판 디스플레이는 다수의 박막을 지지하는 지지체로 유리 기판을 이용한다. 유리기판은 그 두께를 박형화하는데 한계가 있고, 박형화하더라도 내구성 및 유연성이 없어 쉽게 깨지는 문제점이 있다.
따라서, 최근에는 내구성 및 유연성이 없는 유리 기판 대신에 플라스틱 또는 금속 호일 등과 같이 얇으면서 내구성이 강한 재료를 기판으로 사용하는 플렉시블 표시장치가 대두되고 있다.
플렉시블 표시장치는 종래의 유리기판을 플렉시블한 플라스틱 기판으로 대체하여 구현된다. 그러나, 플라스틱 기판 상에서는 표시소자를 형성하기 위한 소자공정을 직접 형성하기가 어렵기 때문에 캐리어 기판을 이용하여 표시소자를 형성하게 된다.
즉, 플렉시블 표시장치를 형성하기 위해, 먼저 캐리어 기판 상에 플라스틱 기판을 형성한다. 이후, 플라스틱 기판상에 소자공정을 진행한 후 캐리어 기판으로부터 플라스틱 기판을 분리하기 위한 탈착 공정을 실시하여 플렉시블 표시장치를 제조할 수 있다.
이때, 캐리어 기판과 플라스틱 기판은 그 사이에 개재된 비정질 실리콘층에 의해 소자공정 동안 서로 접착되므로, 표시소자 공정의 완료 후에 탈착공정을 수행한다. 탈착공정은 비정질 실리콘층으로 레이저를 조사하여 계면간의 접착력을 약화시키고, 이후 진공 흡착 공정을 통해 캐리어 기판으로부터 플라스틱 기판을 분리한다.
그러한, 상기 방법은 비정질 실리콘층을 형성하기 위한 화학 증착공정을 수행하므로 공정 시간이 길어지며, 캐리어 기판으로부터 플라스틱 기판을 탈착시키기 위한 진공흡착공정 시 표시소자에 충격이 인가될 수 있어 플렉시블 표시장치의 손상을 초래할 수 있다.
이에, 한국특허공개 제2012-0100274호에는 캐리어 기판과 플라스틱 기판 사이에, 플러렌기 또는 플루오로기를 포함하는 폴리이미드층을 도입하고, 레이저를 조사하여 캐리어 기판으로부터 플라스틱 기판을 탈착시키는 방법이 제시되었다. 그러나, 상기 방법은 레이저 조사에 의한 접착력 저하가 충분하지 못하여 만족할 만한 박리성을 나타내지 못하여 플렉시블 표지장치의 손상이 여전히 발생되는 단점이 있다. 또한, 캐리어 기판 위에 폴리이미드층을 도입하는 공정이 추가되어 공정성이 저하된다는 단점이 있다.
본 발명은 UV에 의해 분해 가능한 아크릴계 점착제를 사용하여, 캐리어 기판상에 플렉시블 기판의 고정이 가능하고, UV 조사 공정만으로 표시소자의 손상을 최소화하면서 캐리어 기판으로부터 플렉시블 기판을 용이하게 박리할 수 있는 플렉시블 표시소자의 제조방법을 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 1)아크릴계 공중합체; 2)다관능아크릴레이트계 단량체; 3)실리카 입자, 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산 및 카본입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 입자; 및 4)자유라디칼 광개시제를 함유하는 점착제 조성물을 제공한다.
상기 실리카 입자는 소수성 실리카 입자, 표면에 친핵성치환기를 갖는 실리카 입자, 및 표면에 불포화 이중결합을 갖는 실리카 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산은 화학식 1 내지 9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
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Figure pat00002
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(상기 화학식 1 내지 9중, R은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R1은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 0-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R2는 수소, 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기임)
상기 카본입자는 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 그래핀 및 플러린으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 다관능아크릴레이트계 단량체 5 내지 30중량부; 실리카 입자, 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산 및 카본입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 입자 5 내지 40중량부; 및 자유라디칼 광개시제 0.1 내지 5중량부를 함유할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 가교제를 추가로 함유할 수 있다.
또한, 본 발명은 캐리어 기판상에, 상기 점착제 조성물을 코팅하여 점착제층을 형성하는 단계; 상기 점착제층 상에 플렉시블 기판을 형성하는 단계; 상기 플렉시블 기판 상에, 표시소자를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어 기판의 배면에 UV를 조사하여, 플렉시블 기판으로부터 캐리어 기판을 분리하는 단계를 포함하는 플렉시블 표시장치의 제조방법을 제공한다.
상기 플렉시블 기판은 폴리이미드계, 폴리에틸렌나프탈레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리에틸렌에테르프탈레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리아릴레이트계, 폴리에테르이미드계, 폴리에테르술폰산계 및 폴리아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자수지를 함유할 수 있다.
상기 캐리어 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 스테인레스스틸 및 사파이어로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
본 발명은 캐리어 기판상에, 플렉시블 기판을 단순 접합에 의해서 고정할 수 있고, 자외선에 의해 경화되어 점착력을 저하시켜 박리성이 발현되는 점착제층을 형성하므로 종래에 비해 단순한 공정으로 단시간 내에 캐리어 기판을 고정할 수 있고 박리할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 점착제층은 자외선에 의해 경화되어 박리력을 충분히 발현하므로 플렉시블 기판상에 형성된 표시소자의 손상을 최소화할 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 점착제층은 경화에 의해 점착제층의 가교밀도 증가되어 응집력이 향상되므로 박리 후 이물 잔존의 위험이 저감되는 이점이 있다.
또한, 상기 점착제층은 내열성이 우수하여 고온의 표시소자 공정에서도 플렉시블 기판의 변형 또는 박리없이 고정할 수 있고, 열분해에 의한 이물발생의 우려가 적다는 이점이 있다.
본 발명은 UV에 의해 분해되고 내열성이 우수한 점착제 조성물을 이용하여, 표시소자의 손상을 최소화 할 수 있는 플렉시블 표시장치의 제조방법에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체; 다관능아크릴레이트계 단량체; 실리카 입자, 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산 및 카본입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 입자; 및 자유라디칼 광개시제를 함유한다.
아크릴계 공중합체는 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체 및 가교 가능한 관능기를 갖는 중합성 단량체를 함유한다. 본 발명에 있어서, (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미하고, 각 성분의 함량은 고형분을 기준으로 한 것이다.
상기 탄소수 4-12의 알킬기를 갖는 (메타)아크릴레이트 단량체로는 n-부틸(메타)아크릴레이트, 2-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, n-옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 n-부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 또는 이들의 혼합물이 바람직하다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 중합성 단량체는 하기 가교제와의 화학 결합에 의해 응집력 또는 점착 강도를 부여하는 작용을 하는 것으로서, 히드록시기를 갖는 단량체, 카르복시기를 갖는 단량체, 아미드기를 갖는 단량체 및 3차 아민기를 갖는 단량체 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
히드록시기를 갖는 단량체로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸비닐에테르, 5-히드록시펜틸비닐에테르, 6-히드록시헥실비닐에테르, 7-히드록시헵틸비닐에테르, 8-히드록시옥틸비닐에테르, 9-히드록시노닐비닐에테르 및 10-히드록시데실비닐에테르 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 4-히드록시부틸비닐에테르가 바람직하다.
카르복시기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 및 이들의 모노알킬에스테르; 3-(메타)아크릴로일프로피온산; 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 알킬렌기의 탄소수가 2-4인 히드록시알킬렌글리콜(메타)아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체, 알킬기의 탄소수가 2-3인 2-히드록시알킬(메타)아크릴레이트의 카프로락톤 부가체에 무수 호박산을 개환 부가시킨 화합물 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴산이 바람직하다.
아미드기를 갖는 단량체로는 (메타)아크릴아미드, N-이소프로필아크릴아미드, N-3차부틸아크릴아미드, 3-히드록시프로필(메타)아크릴아미드, 4-히드록시부틸(메타)아크릴아미드, 6-히드록시헥실(메타)아크릴아미드, 8-히드록시옥틸(메타)아크릴아미드, 2-히드록시에틸헥실(메타)아크릴아미드 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 (메타)아크릴아미드가 바람직하다.
3차 아민기를 갖는 단량체로는 N,N-(디메틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디에틸아미노)에틸(메타)아크릴레이트, N,N-(디메틸아미노)프로필(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
중합성 단량체는 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100중량부에 대하여 0.05 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1 내지 8중량부인 것이 좋다. 함량이 0.05중량부 미만인 경우 점착제의 응집력이 작아지게 되어 내구성이 저하될 수 있으며, 10중량부 초과인 경우 높은 겔분율에 의해 점착력이 떨어지고 내구성에 문제를 야기할 수 있다.
또한, 상기 단량체들 이외에 다른 중합성 단량체가 점착력을 저하시키지 않는 범위, 예컨대 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 총 단량체 100중량부에 대하여 10중량부 이하로 더 포함될 수 있다.
공중합체의 제조방법은 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 괴상중합, 용액중합, 유화중합 또는 현탁중합 등의 방법을 이용하여 제조할 수 있으며, 용액중합이 바람직하다. 또한, 중합 시 통상 사용되는 용매, 중합개시제, 분자량 제어를 위한 연쇄이동제 등을 사용할 수 있다.
아크릴계 공중합체는 겔투과크로마토그래피(Gel permeation chromatography, GPC)에 의해 측정된 중량평균분자량(폴리스티렌 환산, Mw)이 5만 내지 200만인 것이 바람직하며, 보다 바람직하기로는 40만 내지 200만인 것이 좋다. 중량평균분자량이 5만 미만인 경우 공중합체 간의 응집력이 부족하여 점착 내구성에 문제를 야기할 수 있고, 200만 초과인 경우 도공 시 공정성을 확보하기 위하여 다량의 희석 용매를 필요로 할 수 있다.
다관능 아크릴레이트계 단량체는 경화율을 제어하는 역할을 하는 것으로, 본 발명의 목적으로 하는 효과 및 제어하는 범위의 경화율을 고려하여 적정량 사용하는 것이 바람직하다.
다관능 아크릴레이트계 단량체는 구체적으로 1,3-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A-에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산디(메타)아크릴레이트, 비스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 디(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 알릴화 시클로헥실디(메타)아크릴레이트, 디메틸올디시클로펜탄디아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 헥사히드로프탈산디아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸올프로판디아크릴레이트, 아다만탄디아크릴레이트 등의 2관능성 단량체; 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트, 트리스(아크릴옥시에틸)이소시아누레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트 등의 3관능성 단량체; 디글리세린테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능성 단량체; 프로피온산 변성 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능성 단량체; 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 6관능성 단량체 등을 사용할 수 있다.
이러한 다관능 아크릴레이트계 단량체는 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 5 내지 30중량부 함유하는 것이 바람직하다. 함량이 5중량부 미만이면 자외선 조사에 의한 점착력의 저하가 부족하여 유연기판의 박리성이 부족할 수 있고 30중량부를 초과하는 경우에는 다관능아크릴레이트가 공정 중 가열조건에서 블리드아웃 현상이 발생되어 점착력이 낮아지므로 박리가 발생할 수 있다.
입자는 점착제 조성물의 내열성을 향상시키는 역할을 한다. 이러한 입자는 실리카 입자, 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산 및 카본입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산은 화학식 1 내지 9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 바람직하다. 이중, 화학식 2 또는 6은 (메타)아크릴레이트기를 관능기로 함유하여, 라디칼 반응에 참여가 가능하므로 점착제의 응집력 및 내열성 강화에 보다 바람직하다.
[화학식 1]
Figure pat00010
[화학식 2]
Figure pat00011
[화학식 3]
Figure pat00012
[화학식 4]
Figure pat00013
[화학식 5]
Figure pat00014
[화학식 6]
Figure pat00015
[화학식 7]
Figure pat00016
[화학식 8]
Figure pat00017
[화학식 9]
Figure pat00018
(상기 화학식 1 내지 9중, R은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R1은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 0-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R2는 수소, 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기임)
상기 실리카 입자는 소수성 실리카 입자, 표면에 친핵성치환기를 갖는 실리카 입자, 및 표면에 불포화 이중결합을 갖는 실리카 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 바람직하기로는 표면에 하기 화학식 10 내지 15로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물이 도입된 실리카 입자가 좋다.
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
(화학식 10 내지 15중, R은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R1은 수소 또는 메틸기임)
바람직하기로, R은 탄소수 2 내지 4의 지방족 탄화수소이고; R1은 수소 또는 메틸기일 수 있다.
상기 카본입자는 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 그래핀 및 플러린으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 또한, 상기 카본입자는 그 표면에 카르복시기 등의 관능기가 도입될 수 있다.
카본입자는 시판되는 제품을 구입하여 사용하거나, 통상의 방법에 의해 제조하여 사용할 수 있다. 또한, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸아세트아마이드(DMAc), 디메틸포름아마이드(DMF), 사이클로헥사논 및 클로로벤젠으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 용매에 넣고, 소니케이터(sonicator)에서 분산시켜 사용할 수 있다. 또한, 절단 과정을 거치지 않은 고순도 탄소나노튜브를 계면활성제 수용액에 혼합 후, 소니케이터(sonicator)를 이용하여 분산시키고, 분산액은 원심분리기를 이용하여 뭉쳐진 탄소나노튜브를 분리하여 얻어진 탄소나노튜브 현탁액(suspension)을 사용할 수 있다.
이러한 입자는 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 5 내지 40중량부 함유하는 것이 바람직하다. 함량이 5중량부 미만이면 내열성 향상효과가 부족하고 40중량부를 초과하는 경우에는 점착력이 지나치게 저하되어 공정중제 박리가 발생할 우려가 있다.
자유라디칼 광개시제는 점착제의 내부 및 표면 경화를 충분히 진행시키는 역할을 하는 것으로서, 당 분야에서 공지된 것이라면 그 종류가 특별히 한정되지 않는다.
자유라디칼 광개시제의 구체적인 예로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인-n-부틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 아세토페논, 히드록시디메틸아세토페논, 디메틸아미노아세토페논, 디메톡시-2-페닐아세토페논, 3-메틸아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 4-크로놀로세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4-디아미노벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티옥산톤, 2-에틸티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 2,4-디메틸티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 벤질디메틸케탈, 디페닐케톤벤질디메틸케탈, 아세토페논디메틸케탈, p-디메틸아미노벤조산에스테르, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸 등을 들 수 있다. 또한, 시판되고 있는 제품으로 상품명 Darocur 1173, Igacure 184, Igacure 907(Ciba사) 등도 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 자유라디칼 광개시제는 광원의 방사특성, 강도, 각 성분의 함량 등을 고려하여 적절한 범위로 사용할 수 있으며, 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 5중량부를 함유하는 것이 바람직하다. 함량이 0.1중량부 미만이면 자외선 경화에 의한 가교형성이 부족하여 점착력의 저하 부족할 수 있고 5중량부를 초과하는 경우에는 공정 중 자유라디칼 광개시제의 블리드아웃 현상이 발생되어 점착력이 낮아지므로 박리가 발생할 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물은 가교제를 추가로 함유할 수 있다.
가교제는 밀착성 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 고온에서의 신뢰성 및 점착제의 형상을 유지시킬 수 있다.
상기 가교제는 이소시아네이트계, 에폭시계, 멜라민계, 과산화물계, 금속킬레이트계, 옥사졸린계 등이 사용될 수 있으며, 1종 또는 2종 이상을 혼합 사용할 수 있다. 이중 이소시아네이트계 또는 에폭시계가 바람직하다.
상기 이소시아네이트계는 톨릴렌디이소시아네이트, 자일렌디이소시아네이트, 2,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4-디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌디이소시아네이트, 나프탈렌디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트화합물; 트리메틸올프로판 등의 다가 알콜계 화합물 1몰에 디이소시아네이트 화합물 3몰을 반응시킨 부가체, 디이소시아네이트 화합물 3몰을 자기 축합시킨 이소시아누레이트체, 디이소시아네이트 화합물 3몰 중 2몰로부터 얻어지는 디이소시아네이트 우레아에 나머지 1몰의 디이소시아네이트가 축합된 뷰렛체, 트리페닐메탄트리이소시아네이트, 메틸렌비스트리이소시아네이트 등의 3개의 관능기를 함유하는 다관능 이소시아네이트 화합물 등을 들 수 있다.
상기 에폭시계는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 디에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 트리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 폴리프로필렌글리콜디글리시딜에테르, 네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 1,6-헥산디올디글리시딜에테르, 폴리테트라메틸렌글리콜디글리시딜에테르, 글리세롤디글리시딜에테르, 글리세롤트리글리시딜에테르, 디글리세롤폴리글리시딜에테르, 폴리글리세롤폴리글리시딜에테르, 레졸신디글리시딜에테르, 2,2-디브로모네오펜틸글리콜디글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, 펜타에리트리톨폴리글리시딜에테르, 소르비톨폴리글리시딜에테르, 아디핀산디글리시딜에스테르, 프탈산디글리시딜에스테르, 트리스(글리시딜)이소시아누레이트, 트리스(글리시독시에틸)이소시아누레이트, 1,3-비스(N,N-글리시딜아미노메틸)시클로헥산, N,N,N',N'-테트라글리시딜-m-자일릴렌디아민 등을 들 수 있다.
상기 멜라민계는 헥사메티롤멜라민, 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사부톡시메틸멜라민 등을 들 수 있다.
이러한 가교제는 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.1 내지 15중량부, 바람직하기로는 0.1 내지 5중량부 함유될 수 있다. 함유량이 0.1중량부 미만이면 부족한 가교도로 인해 응집력이 작게 되어 점착 내구성 및 절단성의 물성을 해칠 수 있으며, 15중량부를 초과할 경우에는 과다 가교반응에 의한 잔류응력 완화에 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 점착제 조성물은 내열성이 우수하고, UV에 의해 가교가 형성되어 박리 시 점착제의 잔존 없이 용이하게 박리하는 것이 가능하다.
또한, 본 발명은 상기 점착제 조성물을 이용한 플레시블 표시장치의 제조방법에 특징이 있다.
구체적으로 캐리어 기판상에, 상기 점착제 조성물을 코팅하여 점착제층을 형성하는 단계; 상기 점착제층 상에 플렉시블 기판을 형성하는 단계; 상기 플렉시블 기판 상에, 표시소자를 형성하는 단계; 및 상기 캐리어 기판의 배면에 UV를 조사하여, 플렉시블 기판으로부터 캐리어 기판을 분리하는 단계를 포함한다.
캐리어 기판은 표시소자 공정 동안 플렉시블 기판을 지지하는 역할을 수행한다. 상기 캐리어 기판은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 예를 들면 유리, 실리콘 웨이퍼, 스테인레스스틸 및 사파이어로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
캐리어 기판에 형성된 점착제층은 캐리어 기판 상에 플렉시블 기판을 고정하는 역할을 한다. 점착제층은 접합에 의해 발현되는 점착력에 의해 표시소자 공정 동안 플렉시블 기판을 캐리어 기판 상에 안정적으로 고정할 수 있다.
상기 점착제층은 5 내지 100㎛의 두께로 형성할 수 있다. 두께가 5㎛ 미만이면 플렉시블 기판을 안정적으로 고정하기에 충분한 점착력을 발현하기 어려울 수 있으며, 100㎛를 초과하는 경우에는 점착제 전체가 자외선 경화에 의해 충분히 경화되지 못하여 점착력의 저하가 부족하게 되고, 이에 의해 박리력이 저하될 수 있다.
상기 점착제층은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 코팅 공정으로 이용하여 형성될 수 있으며, 구체적으로 다이코터, 에어 나이프, 리버스 롤, 스프레이, 블레이드, 캐스팅, 그라비아 및 스핀코팅 등의 공정이 이용될 수 있다.
점착제층 상에 형성된 플렉시블 기판은 표시소자를 지지하는 역할을 한다.
플렉시블 기판은 당 분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 구체적으로 폴리이미드계, 폴리에틸렌나프탈레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리에틸렌에테르프탈레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리아릴레이트계, 폴리에테르이미드계, 폴리에테르술폰산계 및 폴리아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자수지를 함유하는 것일 수 있다. 이중, 400℃ 이상의 온도에서 내구성을 갖는 폴리이미드계 수지가 바람직하다.
상기 플렉시블 기판은 상기 고분자수지를 함유하는 조성물을 코팅하여 형성될 수 있다. 이때 코팅방법은 상기에서 설명한 바와 같다.
표시소자는 전자종이 표시소자, 유기발광표시소자, 액정표시소자 등일 수 있으며, 특히 표시소자가 액티브 매트릭스일 경우 표시소자 공정은 표시소자를 형성하기 전에 플렉시블 기판상에 박막 트랜지스터를 포함하는 구동소자를 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
본 발명은 상기 캐리어 기판의 배면에 UV를 조사하여, 플렉시블 기판으로부터 캐리어 기판을 분리한다.
구체적으로 점착제층은 UV 조사에 의해 다관능 아크릴레이트가 가교되며 점착력이 극도로 저하되어 종래에 비해 약한 물리적인 힘을 사용하여도 표시소자의 손상없이 용이하게 플렉시블 기판으로부터 캐리어 기판을 탈착시킬 수 있다.
UV는 500mW/㎠ 내지 2000mW/㎠의 광량으로 10초 내지 60초 시간동안 조사하는 것이 바람직하며, 이는 점착제층의 가교를 유도하는 정도이며 표시소자에 손상은 발생되지 않는 범위이다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1: 아크릴계 공중합체
질소가스가 환류되고 온도조절이 용이하도록 냉각장치를 설치한 1L의 반응기에 n-부틸아크릴레이트(BA) 85중량부, 메틸아크릴레이트(MA) 7중량부, 2-히드록시에틸아크릴레이트 5중량부, 아크릴산 3중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(아세톤) 100중량부를 투입하였다. 그 다음 산소를 제거하기 위하여 질소가스를 1시간 동안 퍼징한 후, 62℃로 유지하였다. 상기 혼합물을 균일하게 한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.07중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 중량평균분자량 약100만인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
제조예 2: 점착제 조성물
하기 표 1의 조성으로 혼합한 후, 유기용매에 희석하여 고형분 농도가 20중량%인 점착제 조성물을 제조하였다.
구분
(중량부)		 아크릴계
공중합체		 다관능
아크릴레이트계 단량체		 가교제 자유라디칼 광 개시제 입자
A-1 A-2 A-3 B-1 B-2 C-1 C-2 C-3 C-4 C-5 C-6
제조예2-1 100 20 - - 0.5 - 1 10 - - -
제조예2-2 100 - 20 - 0.5 - 1 10 - - -
제조예2-3 100 - - 20 0.5 - 1 10 - - -
제조예2-4 100 20 - - - 0.5 1 10 - - -
제조예2-5 100 20 - - 0.5 - 1 - 10 - -
제조예2-6 100 20 - - 0.5 - 1 - - 10 -
제조예2-7 100 20 - - 0.5 - 1 - - - 10
제조예2-8 100 20 - - 0.5 - 1 10
제조예2-9 100 20 - - 0.5 - 1 5 - - -
제조예2-10 100 20 - - 0.5 - 1 20 - - -
제조예2-11 100 20 - - 0.5 - 1 30 - - -
제조예2-12 100 20 - - 0.5 - 1 40 - - -
제조예2-13 100 20 - - 0.5 - 1 10 - 10 -
제조예2-14 100 20 - - 0.5 - 1 10 - - 10 -
제조예2-15 100 20 - - 0.5 - 1 10 - - 10
비교제조예1 100 20 - - 0.5 - 1 - - - -
비교제조예2 100 - - - 0.5 - - 10 - - -
비교제조예3 100 20 - - 0.5 - 1 - - - 10
A-1: 트리메틸올프로판트리아크릴레이트
A-2: 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리 아크릴레이트
A-3: 디펜타에리트리톨헥사 아크릴레이트
B-1: 코로네이트-L (TDI의 TMP어덕트, 일본우레탄사)
B-2: 코로네이트-HXR (HDI의 이소아누레이트, 일본우레탄사)
자유라디칼 광개시제: Ciba사, I-369
C-1: 하이브리드 플라스틱사, 메타크릴에틸POSS 상품명 MA0717
C-2: 하이브리드 플라스틱사, 알릴아이소부틸POSS 상품명 OL1118
C-3:표면에
Figure pat00025
이 도입된 실리카 입자(닛산케미컬, MIBK-SD)
C-4: 소수성 실리카입자 (닛산케미컬, MEK-EC-2105)
C-5:CNT입자 (㈜나노솔루션, 상품명SA100)
C-6: 폴리메틸메타크릴레이트 입자, 직경-5㎛
실시예 1-15 및 비교예 1-3
상기 제조예 2의 점착제 조성물을 중박리 이형필름 위에 건조 후 두께가 20㎛가 되도록 코팅하고, 100℃에서 1분간 건조한 후, 경박리 이형필름을 접합하고 상온에서 7일간 방치하여 점착필름을 제조하였다. 상기 제조된 점착필름의 경박리 이형필름을 박리하여 제거하고, 점착층의 소다글라스에 접하도록 위치시키고 접합한 후 중박리 이형필름을 제거하였다. 상기 점착제층 위에 하기 화학식 16을 반복단위로 갖는 폴리아믹산 용액(고형분 함량: 20중량%)을 건조 후 두께가 100㎛가 되도록 코팅하고, 300℃ 오븐에서 24시간 가열하여 폴리이미드 기판을 제조하였다.
이후에 상기 소다글라스의 배면(폴리이미드 기판 형성면의 반대면)에 자외선을 1000mW/㎠의 광량으로 30초 동안 조사하여, 폴리이미드 기판으로부터 캐리어 필름을 박리하였다.
[화학식 16]
Figure pat00026

비교예 3
3-아미노프로필트리메톡시실란 (1g)을 물;메탄올(1;99부피비) 용액 1L에 녹였다. 상기 용액에 두께0.9mm×넓이100mm×150mm의 소다글라스를 침적시키고 상온에서 1시간 방치한 후 상기 침적된 소다글라스 꺼내어 상온에서 24시간 방치하였다. 이후에 메탄올에 침적하고 세척한 후 상온에서 1시간 추가 방치하고 건조하였다. 상기 건조된 소다글라스상에 상기 화학식 16을 반복단위로 갖는 폴리아믹산 용액(고형분 함량: 20중량%)을 건조 후 두께가 100㎛가 되도록 코팅하고, 300℃ 오븐에서 24시간 가열하여 폴리이미드 기판을 제조하였다. 이후에 상기 소다글라스의 배면(폴리이미드 기판 형성면의 반대면)에 자외선을 1000mW/㎠의 광량으로 30초 동안 조사하여, 폴리이미드 기판으로부터 캐리어 필름을 박리하였다.
실험예
상기 실시예 및 비교예의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
1.점착력
상기에서 제조된 점착필름을 25mm×100mm(폭×길이)의 크기로 재단하여 샘플을 제조하였다. 이후에 경박리 이형필름을 박리하고, 동일크기의 폴리이미드 필름에 접합한 후. 반대 면의 중박리 이형필름을 제거하고, 소다 글라스에 라미네이터를 이용하여 부착하였다. 이후에 상온에서 24시간 방치한 뒤, 자외선 조사 전의 점착력을 물성 측정기(Textureanalyzer, 영국 스테이블 마이크로 시스템)를 이용하여, 300 mm/min의 박리속도 및 180° 박리각도의 조건으로 측정하였다.
또한, 상기와 동일한 방법으로 제조된 샘플을 1000mW/㎠의 광량으로 30초간 조사하고 점착력을 측정하였다.
2.내열성 (5% 중량감소 온도)
TA instruments사의 Q1000장비를 이용하여, 점착제 조성물의 중량이 5% 감소되는 온도를 측정하였다. 이때, 감소온도가 높을수록 내열조건에서 안정하여 내열성이 우수하며, 일반적으로 365℃이상이면 내열성이 우수한 것으로 간주한다.
구분
 제조예
 점착제(N/㎜)
 내열성(℃)
자외선/레이저 조사 전 자외선/레이저 조사 후
실시예1 제조예2-1 10 0.5 370
실시예2 제조예2-2 11 0.6 369
실시예3 제조예2-3 10 0.3 372
실시예4 제조예2-4 12 0.7 370
실시예5 제조예2-5 8 0.4 370
실시예6 제조예2-6 8 0.4 371
실시예7 제조예2-7 8 0.4 371
실시예8 제조예2-8 8 0.4 371
실시예9 제조예2-9 12 0.7 370
실시예10 제조예2-10 9 0.4 372
실시예11 제조예2-11 8 0.4 373
실시예12 제조예2-12 6 0.3 375
실시예13 제조예2-13 8 0.4 373
실시예14 제조예2-14 8 0.4 373
실시예15 제조예2-15 9 0.4 374
비교예1 비교제조예1 17 0.8 362
비교예2 비교제조예2 12 12 364
비교예3 비교제조예3 3 0.8 362
상기 표 2와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 15의 플렉시블 표시장치의 제조방법은 비교예 1 내지 3에 비해 자외선/레이저 조사 후의 점착력이 급격히 감소하므로 플렉시블 표시장치의 제조 시 플렉시블 기판상에 형성된 표시소자의 손상을 최소화할 수 있고, 내열성이 우수하여 열분해에 의한 이물발생의 우려가 적음을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

1)아크릴계 공중합체; 2)다관능아크릴레이트계 단량체; 3)실리카 입자, 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산 및 카본입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 입자; 및 4)자유라디칼 광개시제를 함유하는 점착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 실리카 입자는 소수성 실리카 입자, 표면에 친핵성치환기를 갖는 실리카 입자, 및 표면에 불포화 이중결합을 갖는 실리카 입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 점착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산은 화학식 1 내지 9로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 점착제 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00027

[화학식 2]
Figure pat00028

[화학식 3]
Figure pat00029

[화학식 4]
Figure pat00030

[화학식 5]
Figure pat00031

[화학식 6]
Figure pat00032

[화학식 7]
Figure pat00033

[화학식 8]
Figure pat00034

[화학식 9]
Figure pat00035

(상기 화학식 1 내지 9중, R은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R1은 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 0-20의 지방족탄화수소기, 탄소수 5-20의 지환족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기이고; R2는 수소, 탄소수 1-20의 지방족탄화수소기 또는 탄소수 6-20의 방향족탄화수소기임)
청구항 1에 있어서, 상기 카본입자는 탄소나노튜브, 탄소나노섬유, 그래핀 및 플러린으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 점착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여, 다관능아크릴레이트계 단량체 5 내지 30중량부; 실리카 입자, 폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산 및 카본입자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 입자 5 내지 40중량부; 및 자유라디칼 광개시제 0.1 내지 5중량부를 함유하는 점착제 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 점착제 조성물은 가교제를 추가로 함유하는것인 점착제 조성물.
캐리어 기판상에, 청구항 1 내지 6중 어느 한 항의 점착제 조성물을 코팅하여 점착제층을 형성하는 단계;
상기 점착제층 상에 플렉시블 기판을 형성하는 단계;
상기 플렉시블 기판 상에, 표시소자를 형성하는 단계; 및
상기 캐리어 기판의 배면에 UV를 조사하여, 플렉시블 기판으로부터 캐리어 기판을 분리하는 단계를 포함하는 플렉시블 표시장치의 제조방법.
청구항 7에 있어서, 상기 플렉시블 기판은 폴리이미드계, 폴리에틸렌나프탈레이트계, 폴리에틸렌테레프탈레이트계, 폴리에틸렌에테르프탈레이트계, 폴리카보네이트계, 폴리아릴레이트계, 폴리에테르이미드계, 폴리에테르술폰산계 및 폴리아크릴레이트계로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 고분자수지를 함유하는 것인 플렉시블 표시장치의 제조방법.
청구항 7에 있어서, 상기 캐리어 기판은 유리, 실리콘 웨이퍼, 스테인레스스틸 및 사파이어로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 플렉시블 표시장치의 제조방법.
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