KR20150043078A - 표시 장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

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KR20150043078A
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황현득
조종환
박종덕
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삼성디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우는 곡면 형상을 가지는 경우에도 접착력을 유지하기 위해 고분자 수지층, 상기 고분자 수지층 위에 위치하며 투명 점착제를 포함하는 점착층, 및 상기 점착층 위에 위치하는 고경도 필름을 포함하고, 상기 점착층은 용액 중합성 아크릴계 화합물 및 반응 개시제를 포함하는 조성물로부터 합성된 아크릴 공중합체, 그리고 자외선 경화성 화합물을 포함한다.

Description

표시 장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치{WINDOW FOR DISPLAY DEVICE, DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 표시 장치용 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근, 휴대 전화, 네비게이션, 디지털 사진기, 전자 북, 휴대용 게임기, 또는 각종 단말기 등과 같이, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD)나 유기 전계 발광 표시 장치(Organic Light Emitting Diode, OLED)가 표시장치로서 적용된 다양한 모바일 전자 기기들이 사용되고 있다.
이러한 모바일 기기에 사용되는 통상의 표시 장치에서, 표시 패널의 전방에는 사용자가 표시부를 볼 수 있도록 투명하게 구성된 윈도우가 구비되어 있다. 상기 윈도우는 장치의 가장 외부에 형성된 구성이기 때문에, 기기 내부의 표시 패널 등을 보호할 수 있도록 외부 충격에 강해야 한다.
나아가, 스위치나 키보드를 입력장치로 사용하던 종래의 방식 대신, 최근에는 표시 화면과 일체로 이루어진 터치 패널을 사용하는 구조가 널리 보급되어, 종래의 모바일 기기에 비해 윈도우의 표면이 손가락 등과 접촉하는 일이 많아지게 되어, 보다 강한 강도가 요구되고 있다.
또한, 최근에는 곡면형 표시 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 이러한 표시 장치가 포함하는 곡면형 윈도우는 고분자 수지를 포함하는 적층 구조를 가질 수 있다.
그러나 이러한 곡면형 윈도우는 고온 또는 고습의 환경에서 곡면 영역에 컬링이 발생하는 문제점이 있으며, 곡면 영역에서 응력 집중이 발생하여 윈도우의 형상이 변형되는 문제점이 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 우수한 접착력을 가지는 점착층을 통해 컬링 또는 들뜸 없는 표시 장치용 곡면형 윈도우 및 이를 포함하는 표시 장치를 안정적으로 제공하기 위한 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위해 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우는 고분자 수지층, 상기 고분자 수지층 위에 위치하며 투명 점착제를 포함하는 점착층, 및 상기 점착층 위에 위치하는 필름을 포함하고, 상기 투명 점착제는 용액 중합성 아크릴계 화합물 및 반응 개시제를 포함하는 조성물로부터 합성된 아크릴 공중합체, 그리고 자외선 경화성 화합물을 포함한다.
상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은 아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-메틸부틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은, 부틸아크릴레이트 30 내지 60중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 30 내지 60중량%, 그리고 아크릴산 0.1 내지 40중량% 을 포함할 수 있다.
상기 반응 개시제는 벤조일퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 다이아우릴퍼옥사이드, 하이드로겐퍼옥사이드, 포타슘 퍼설퍼네이트, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화성 화합물은 카프로락톤 아크릴레이트(caprolactone acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리메틸올프레인 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicon acrylate) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화성 화합물은, 트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트 5 내지 50중량%, 다관능 우레탄 아크릴레이트 5 내지 50중량%, 그리고 1,6-헥사디올 디아크릴레이트 5 내지 50중량%을 포함할 수 있다.
상기 투명 점착제는 광 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴 공중합체와 상기 자외선 경화성 화합물은 70:30 내지 95.5:0.5 중량비로 포함될 수 있다.
상기 표시 장치용 윈도우는 곡면형일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널, 및 상기 표시 패널 위에 위치하는 윈도우를 포함하고, 상기 윈도우는, 고분자 수지층, 상기 고분자 수지층 위에 위치하며 투명 점착제를 포함하는 점착층, 및 상기 점착층 위에 위치하는 필름을 포함하고, 상기 투명 점착제는, 용액 중합성 아크릴계 화합물 및 반응 개시제를 포함하는 조성물로부터 합성된 아크릴 공중합체, 그리고 자외선 경화성 화합물을 포함한다.
상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은 아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-메틸부틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은, 부틸아크릴레이트 30 내지 60중량%, 2-에틸헥실아크릴레이트 30 내지 60중량%, 그리고 아크릴산 0.1 내지 40중량% 을 포함할 수 있다.
상기 반응 개시제는 벤조일퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 다이아우릴퍼옥사이드, 하이드로겐퍼옥사이드, 포타슘 퍼설퍼네이트, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화성 화합물은 카프로락톤 아크릴레이트(caprolactone acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리메틸올프레인 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicon acrylate) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화성 화합물은, 트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트 5 내지 50중량%, 다관능 우레탄 아크릴레이트 5 내지 50중량%, 그리고 1,6-헥사디올 디아크릴레이트 5 내지 50중량%을 포함할 수 있다.
상기 투명 점착제는 광 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴 공중합체와 상기 자외선 경화성 화합물은 70:30 내지 95.5:0.5 중량비로 포함될 수 있다.
상기 표시 장치용 윈도우는 곡면형일 수 있다.
이상과 같은 표시 장치용 윈도우는 우수한 접착력을 가지는바, 들뜸 없이 안정적인 표시 장치용 곡면형 윈도우를 제공하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우를 포함하는 표시 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제의 저장 탄성률이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우의 제조 방법이다.
도 4는 UV 경화 전 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 점착제의 저장 탄성률이다.
도 5는 UV 경화 후 본 발명의 일 실시예 및 비교예에 따른 점착제의 저장 탄성률이다.
도 6a는 실시예 1에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 6b는 실시예 1에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후의 타발 절단면을 보여주는 사진이다.
도 7a는 실시예 2에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 7b 는 실시예 2에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후의 타발 절단면을 보여주는 사진이다.
도 8a 는 실시예 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 8b 는 실시예 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후의 타발 절단면을 보여주는 사진이다.
도 9은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우 및 비교예의 박리 강도에 대한 그래프이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하에서 도 1 내지 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 윈도우를 포함하는 표시 장치의 개략적인 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 점착제의 저장 탄성률이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 표시 패널(10) 및 윈도우(20)를 포함한다.
표시 패널(10)은 표시 장치용 윈도우(20) 아래에 배치될 수 있으며, 여기서 표시 패널은 액정 표시 패널, 유기 발광 표시 패널, 플라즈마 표시 패널, 전계 효과 표시 패널, 전기 영동 표시 패널 등일 수 있다.
표시 장치용 윈도우(20)는 고분자 수지층(130), 점착층(150) 및 고경도 필름(170)을 포함한다.
고분자 수지층(130)은 실질적으로 표시 장치용 윈도우(20)의 형상을 결정하며, 본 발명의 일 실시예에 따라 도 1에 도시된 바와 같은 곡면형일 수 있으나, 평면 형상 또는 다른 형상의 곡면을 가지는 것도 가능하다.
곡면형 고분자 수지층(130)의 재질로는 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA) 수지 또는 폴리카보네이트(ploycarbonate; PC) 수지가 사용될 수 있으며, 이에 제한되지 않고 경화 후 투명성이 확보되어 표시 장치에 적용 가능한 어떠한 재질도 가능하다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고분자 수지층(130)의 두께는 약 1mm 이상일 수 있다. 고분자 수지층(130)은 윈도우(20)의 형상을 결정하는 동시에 윈도우의 물성과도 관련이 있는바, 두께가 너무 얇은 곡면형 고분자 수지층을 적용하는 경우, 윈도우(20)의 형상이 유지되기 어려운 문제가 있기 때문이다.
점착층(150)은 고분자 수지층(130) 및 고경도 필름(170) 사이에 위치하며, 고분자 수지층(130) 및 고경도 필름(170)을 서로 접착시킨다. 점착층(150)은 투명 점착제를 포함하며, 상기 투명 점착제에 대해 이하에서 보다 상세하게 설명한다.
점착층(150)은 상온에서 반고체(semisolid) 상태인 투명 점착제일 수 있으며, 여기서 반고체 상태는 액체와 고체 사이의 상태를 말하는 것으로, 상온에서 저장 탄성률(storage modulus)가 약 103 Pa 내지 106 Pa 일 수 있다.
도 2는 일 구현예에 따른 점착층에 사용된 투명 점착제의 저장 탄성률을 보여주는 그래프이다.
도 2를 참고하면, 상기 투명 점착제는 상온(25℃)에서 약 103 Pa 내지 106 Pa 의 저장 탄성률의 반고체 상태로 존재하고 자외선 조사시 급격하게 약 106 Pa 이상의 저장 탄성률의 고체 상태로 상변화가 일어날 수 있다(A). 상기 투명 점착제는 자외선 조사 후에도 반고체 상태를 그대로 유지하는 감압 점착제(pressure sensitive adhesive, PSA)(B) 또는 상온에서 약 103 Pa 이하의 저장 탄성률의 액체 상태로 존재하고 자외선 조사시 약 106 Pa 이상의 저장 탄성률의 고체 상태로 상변화를 일으키는 자외선 경화 수지(UV-curable resin)(C)과 다른 것이다.
상기 투명 점착제는 용액 중합성 아크릴계 화합물 및 반응 개시제를 포함하는 조성물로부터 합성된 아크릴 공중합체와 자외선 경화성 화합물을 포함할 수 있다.
상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은 용액 중합되어 점착성을 나타낼 수 있는 화합물로, 예컨대 아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-메틸부틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은 예컨대 부틸아크릴레이트, 에틸아크릴레이트 및 아크릴산을 포함할 수 있으며, 예컨대 상기 용액 중합성 아크릴계 화합물의 총 함량에 대하여 부틸아크릴레이트 약 30 중량% 내지 약 60 중량%, 에틸아크릴레이트 약 30 중량% 내지 약 60 중량% 및 아크릴산 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%로 포함될 수 있다.
상기 반응 개시제는 예컨대 열 개시제일 수 있으며, 상기 열 개시제는 열에 의해 분해되어 라디칼을 형성하고 상기 라디칼에 의해 합성 반응을 개시할 수 있다. 상기 열 개시제는 예컨대 벤조일퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 다이아우릴퍼옥사이드, 하이드로겐퍼옥사이드, 포타슘 퍼설퍼네이트, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile, AIBN) 또는 이들의 조합일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반응 개시제는 상기 용액 중합성 아크릴계 화합물 100 중량부에 대하여 약 0.1 중량부 내지 약 15 중량부로 포함될 수 있다.
상기 아크릴 공중합체는 예컨대 약 200,000 내지 약 1,500,000의 중량평균분자량을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴 공중합체는 감압성 점착제（pressure sensitive adhesive, PSA）일 수 있다.
상기 자외선 경화성 화합물은 자외선에 의해 경화될 수 있는 화합물로, 예컨대 카프로락톤 아크릴레이트(caprolactone acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리메틸올프레인 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicon acrylate) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화성 화합물은 예컨대 트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 및 1,6-헥사디올 디아크릴레이트를 포함할 수 있으며, 예컨대 상기 자외선 경화성 화합물의 총 함량에 대하여 트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 우레탄 아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량% 및 1,6-헥사디올 디아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 아크릴 공중합체와 상기 자외선 경화성 화합물은 약 70:30 내지 약 95.5:0.5 중량비로 포함될 수 있다. 상기 범위로 포함됨으로써 점착성을 확보하면서도 자외선에 의한 경화를 효율적으로 수행할 수 있다.
상기 투명 점착제는 광 개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광 개시제는 광에 의해 분해되어 라디칼을 형성하고 상기 라디칼에 의해 반응을 개시할 수 있다. 상기 광 개시제는 예컨대 아세토페논계 화합물일 수 있다.
상기 광 개시제는 상기 자외선 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 5 중량부로 포함될 수 있다.
고경도 필름(170)은 점착층(150) 위에 위치하며, 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우(20)의 경도를 향상시킨다. 본 발명은 일례로써 고경도 필름(170)을 채택하였으나, 이에 제한되지 않고 윈도우에 요구되는 물성을 향상시키는 어떠한 필름도 가능하다.
고경도 필름(170)이 전술한 점착층(150)을 통해 고분자 수지층(130)과 결합되는 경우, 일례로써 롤 라미네이팅 공정을 이용할 수 있다. 고경도 필름(170)을 곡면형 고분자 수지층(130)의 외측 표면에 위치시키고 롤러(미도시)로 가압하여 부착하는 것이다. 이러한 롤 라미네이팅 공정을 수행하기 위해서는 상기 고경도 필름(170)과 곡면형 고분자 수지층(130) 사이에 전술한 바와 같은 점착층(150)을 배치함이 바람직하다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 윈도우의 제조 방법에 대한 순서도이다. 이하에서 이를 참조하여 설명한다.
우선, 고분자 수지층(130)을 준비한다(S10). 고분자 수지층(130)은 성형틀에 고분자 수지를 토출시켜 사출 성형을 통해 제조될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이때 성형틀은 윈도우(20)의 형상에 대응하는 형상이며, 일례로써 도 1에 도시된 바와 같이 양 끝단이 만곡된 곡면형일 수 있다.
다음으로, 사출 성형된 상기 곡면형 고분자 수지층(130) 위에 전술한 투명 점착제를 이용하여 고경도 필름을 적층한다(S12). 고경도 필름(170)과 곡면형 고분자 수지층(130)을 결합시킴에 있어서, 일례로써 롤 라미네이팅 방법을 사용할 수 있다.
다음으로, 고분자 수지층(130), 투명 점착제, 고경도 필름(170)이 적층된 구조에 자외선을 조사한다(S14). 상온에서 반고체(semisolid) 상태인 투명 점착제는 상온(25℃)에서 약 103 Pa 내지 106 Pa 의 저장 탄성률의 반고체 상태로 존재하며, 공정에 따른 자외선 조사 시 약 106 Pa 이상의 저장 탄성률를 가지는 고체 상태로 급격하게 상변화가 일어난다. 이와 같은 상변화를 통해 투명 점착제는 점착층(150)을 형성하며, 우수한 접착력을 가진다.
다음으로, 전술한 공정에서 제조된 윈도우에 대해 형상 가공 및 추가 코팅(예를 들어, AF(Anti Fouling) 코팅) 등을 하여 표시 장치용 윈도우를 완성한다(S16).
도시하지 않았으나, 완성된 표시 장치용 윈도우(20)와 표시 패널(10)을 합착하여 표시 장치를 제조한다.
투명 점착제의 준비
실시예 1
500ml 4구 플라스크에 모노머로서 하기 화학식 1로 표현되는 2-에틸헥실아크릴레이트 54 중량부, 하기 화학식 2로 표현되는 부틸아크릴레이트 34.2 중량부 및 하기 화학식 3으로 표현되는 아크릴산 1.8중량부를 첨가하고, 용매로서 톨루엔 54 중량부, 에틸아세테이트 67.5 중량부 및 메탄올 13.5 중량부의 혼합용매를 첨가한다. 여기에 열 개시제로서 하기 화학식 4로 표현되는 AIBN(Azobisisobutyronitrile)를 0.9중량부로 첨가한다. 이어서 상기 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 반응시켜 아크릴 공중합체를 준비한다.
이어서 상기 아크릴 공중합체에 하기 화학식 5로 표현되는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate, TMPTA) 3중량부, 하기 화학식 6으로 표현되는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-Hexanediol diacrylate, HDDA) 1중량부 및 하기 화학식 7로 표현되는 헥사 작용성 우레탄 아크릴레이트(hexa-functioinal urethane acrylate oligomer) 6 중량부를 첨가하고 광 개시제로서 하기 화학식 8로 표현되는 하이드록시 디메틸 아세토페논(hydroxyl dimethyl acetophenone)(Darocur 1173)을 0.1 중량부 첨가하고 혼합하여 투명 점착제를 준비한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
[화학식 5]
Figure pat00005
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
[화학식 8]
Figure pat00008

실시예 2
500ml 4구 플라스크에 모노머로서 상기 화학식 1로 표현되는 2-에틸헥실아크릴레이트 48 중량부, 상기 화학식 2로 표현되는 부틸아크릴레이트 30.4 중량부 및 상기 화학식 3으로 표현되는 아크릴산 1.6 중량부를 첨가하고, 용매로서 톨루엔 48 중량부, 에틸아세테이트 60 중량부 및 메탄올 12 중량부의 혼합용매를 첨가한다. 여기에 열 개시제로서 상기 화학식 4로 표현되는 AIBN를 0.8 중량부로 첨가한다. 이어서 상기 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 반응시켜 아크릴 공중합체를 준비한다.
이어서 상기 아크릴 공중합체에 상기 화학식 5로 표현되는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 6 중량부, 상기 화학식 6으로 표현되는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 2 중량부 및 상기 화학식 7로 표현되는 헥사 작용성 우레탄 아크릴레이트 12 중량부를 첨가하고 광 개시제로서 상기 화학식 8로 표현되는 하이드록시 디메틸 아세토페논을 0.2 중량부 첨가하고 혼합하여 투명 점착제를 준비한다.
실시예 3
500ml 4구 플라스크에 모노머로서 상기 화학식 1로 표현되는 2-에틸헥실아크릴레이트 42 중량부, 상기 화학식 2로 표현되는 부틸아크릴레이트 26.6 중량부 및 상기 화학식 3으로 표현되는 아크릴산 1.4 중량부를 첨가하고, 용매로서 톨루엔 42 중량부, 에틸아세테이트 52.5 중량부 및 메탄올 10.5 중량부의 혼합용매를 첨가한다. 여기에 열 개시제로서 상기 화학식 4로 표현되는 AIBN를 0.7 중량부로 첨가한다. 이어서 상기 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 반응시켜 아크릴 공중합체를 준비한다.
이어서 상기 아크릴 공중합체에 상기 화학식 5로 표현되는 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 9 중량부, 상기 화학식 6으로 표현되는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트 3 중량부 및 상기 화학식 7로 표현되는 헥사 작용성 우레탄 아크릴레이트 18 중량부를 첨가하고 광 개시제로서 상기 화학식 8로 표현되는 하이드록시 디메틸 아세토페논을 0.3 중량부 첨가하고 혼합하여 투명 점착제를 준비한다.
비교예 1
500ml 4구 플라스크에 모노머로서 상기 화학식 1로 표현되는 2-에틸헥실아크릴레이트 60 중량부, 상기 화학식 2로 표현되는 부틸아크릴레이트 38 중량부 및 상기 화학식 3으로 표현되는 아크릴산 2 중량부를 첨가하고, 용매로서 톨루엔 60 중량부, 에틸아세테이트 75 중량부 및 메탄올 15 중량부의 혼합용매를 첨가한다. 여기에 열 개시제로서 상기 화학식 4로 표현되는 AIBN를 1 중량부로 첨가한다. 이어서 상기 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 반응시켜 아크릴 공중합체로 이루어진 투명 점착제를 준비한다.
평가 1
실시예 1 내지 3과 비교예 1에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전 저장 탄성률을 측정한다.
저장 탄성률은 ARES를 이용하여 parallel plate를 이용하여 rotational shear mode로 온도를 변화시키며 측정한다.
그 결과는 도 4와 같다.
도 4는 실시예 1 내지 3과 비교예 1에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전 온도에 따른 저장 탄성률을 보여주는 그래프이다.
도 4를 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제는 비교예 1에 따른 투명 점착제와 비교하여 저장 탄성률이 낮고, UV 경화형 재료의 상대적 함량이 증가함에 따라 유동성이 큰 것을 확인할 수 있다. 이로부터 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제는 젖음성이 개선되어 인쇄 단차를 포함하는 표시 장치용 윈도우 에서 기포 발생을 줄일 수 있음을 알 수 있다.
평가 2
실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후 저장 탄성률의 변화를 평가한다.
저장 탄성률은 ARES를 이용하여 parallel plate를 이용하여 rotational shear mode로 온도를 변화시키며 측정한다.
그 결과는 도 5와 같다.
도 5는 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후 저장 탄성률의 변화를 보여주는 그래프이다.
도 5를 참고하면, UV 경화 후에는 일반 투명 양면 점착제에 비하여 저장 탄성률이 증가하는 높아지는 것을 알 수 있다. 이로부터 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제는 자외선 경화 후 가교도가 증가하여 고경도 필름과 고분자 수지층의 합지 후 신뢰성 특성을 개선할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 하기 표 2는 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전 및 후의 평탄영역 저장 탄성률과 가교 분자량을 보여준다.
가교분자량은 하기 수학식으로 계산될 수 있다.
[계산식]
Figure pat00009
Figure pat00010
: 평탄영역 저장탄성률(rubbery plateau modulus), ρ: 밀도(density), T : 절대온도(absolute temperature), R: 기체상수(gas constant) , Mc: Molecular weight between the crosslinkers
　 ρ(g/cm3)
Figure pat00011
　(Pa)		 Mc (g/mol)
UV 경화 전 UV 경화 후 UV 경화 전 UV 경화 후
실시예 1 1.05 1.7E04 3.2E05 164,600 9,720
실시예 2 1.06 7.7E03 3.3E06 373,500 960
실시예 3 1.06 5.9E03 7.5E06 490,800 420
표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제는 자외선 경화 후 저장탄성률이 급격하게 높아지는 것을 확인할 수 있다. 특히 자외선 경화성 화합물의 함량이 높아질수록, 자외선 경화 전에는 투명 점착제의 저장탄성률이 낮았으나 자외선 경화 후에는 투명 점착제의 저장탄성률이 오히려 더 높아지는 것을 확인할 수 있다. 이는 자외선 경화 전에는 상기 자외선 경화성 화합물이 상기 투명 점착제 내에서 희석제와 같은 역할을 하는 반면 자외선 경화 후에는 더 많은 가교반응을 일으켜 저장 탄성률이 높아지는 것으로 이해될 수 있다.
평가 3
도 6a 는 실시예 1에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 6b 는 실시예 1에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 7a 는 실시예 2에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 7b 는 실시예 2에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 8a 는 실시예 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 전의 타발 절단면을 보여주는 사진이고, 도 8b 는 실시예 3에 따른 투명 점착제의 자외선 경화 후의 타발 절단면을 보여주는 사진이다.
도 6a 내지 도 8b를 참고하면, 실시예 1 내지 3에 따른 투명 점착제는 자외선 경화 후에 타발면이 깨끗하게 절단되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 별다른 들뜸이나 컬링이 없는 표시 장치용 윈도우의 제공이 가능하다.
평가 4
별도의 실시예 및 비교예에 대해 박리 강도를 실험하였으며, 이에 대해 도 9에 나타내었다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 점착층을 사용한 경우 상온에서는 약 1.55의 강도를 나타내며, 고온(약 85℃)에서는 약 0.45 (kgf/25mm)의 박리강도를 나타낸다.
반면, 비교예 A 및 B를 살펴보면, A의 경우 상온에서 약 1.18의 박리 강도를 나타내고, 고온에서는 약 0.27의 박리 강도를 나타냈다. B는 상온에서 약 0.42의 박리 강도, 고온에서 약 0.24의 박리 강도를 나타냈다.
즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 점착층을 적용한 경우와 비교하여, 상온에서는 최대 3.7배의 강도 향상이 있으며, 고온에서는 약 1.9배의 강도 향상이 있음을 알 수 있었다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10 : 표시 패널 20 : 윈도우
130 : 고분자 수지층 150 : 점착층
170 : 고경도 필름

Claims (18)

  1. 고분자 수지층,
    상기 고분자 수지층 위에 위치하며 투명 점착제를 포함하는 점착층, 및
    상기 점착층 위에 위치하는 고경도 필름을 포함하고,
    상기 투명 점착제는,
    용액 중합성 아크릴계 화합물 및 반응 개시제를 포함하는 조성물로부터 합성된 아크릴 공중합체, 그리고 자외선 경화성 화합물을 포함하는
    표시 장치용 윈도우.
  2. 제1항에서,
    상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은 아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-메틸부틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  3. 제2항에서,
    상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은,
    부틸아크릴레이트 약 30 중량% 내지 60 중량%,
    2-에틸헥실아크릴레이트 약 30 중량% 내지 60 중량%, 그리고
    아크릴산 약 0.1 내지 40 중량%를 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  4. 제1항에서,
    상기 반응 개시제는,
    벤조일퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 다이아우릴퍼옥사이드, 하이드로겐퍼옥사이드, 포타슘 퍼설퍼네이트, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  5. 제1항에서,
    상기 자외선 경화성 화합물은,
    카프로락톤 아크릴레이트(caprolactone acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리메틸올프레인 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicon acrylate) 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  6. 제1항에서,
    상기 자외선 경화성 화합물은,
    트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%,
    다관능 우레탄 아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 그리고
    1,6-헥사디올 디아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%를 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  7. 제1항에서,
    상기 투명 점착제는 광개시제를 더 포함하는 표시 장치용 윈도우.
  8. 제1항에서,
    상기 아크릴 공중합체와 상기 자외선 경화성 화합물은 70:30 내지 95.5:0.5 중량비로 포함되는 표시 장치용 윈도우.
  9. 제1항에서,
    상기 표시 장치용 윈도우는 곡면형인 표시 장치용 윈도우.
  10. 표시 패널, 및
    상기 표시 패널 위에 위치하는 윈도우를 포함하고,
    상기 윈도우는,
    고분자 수지층,
    상기 고분자 수지층 위에 위치하며, 투명 점착제를 포함하는 점착층, 및
    상기 점착층 위에 위치하는 고경도 필름을 포함하고,
    상기 투명 점착제는,
    용액 중합성 아크릴계 화합물 및 반응 개시제를 포함하는 조성물로부터 합성된 아크릴 공중합체, 그리고
    자외선 경화성 화합물을 포함하는
    표시 장치.
  11. 제10항에서,
    상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은 아크릴산, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-메틸부틸아크릴레이트, 아이소옥틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 헥실아크릴레이트, 옥틸아크릴레이트, 데실아크릴레이트, 이소데실아크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  12. 제11항에서,
    상기 용액 중합성 아크릴계 화합물은,
    부틸아크릴레이트 약 30 중량% 내지 약 60 중량%,
    2-에틸헥실아크릴레이트 약 30 중량% 내지 약 60 중량%, 그리고
    아크릴산 약 0.1 중량% 내지 약 40 중량%를 포함하는 표시 장치.
  13. 제10항에서,
    상기 반응 개시제는,
    벤조일퍼옥사이드, 아세틸퍼옥사이드, 다이아우릴퍼옥사이드, 하이드로겐퍼옥사이드, 포타슘 퍼설퍼네이트, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  14. 제10항에서,
    상기 자외선 경화성 화합물은,
    카프로락톤 아크릴레이트(caprolactone acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리메틸올프레인 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 실리콘 아크릴레이트(silicon acrylate) 또는 이들의 조합을 포함하는 표시 장치.
  15. 제10항에서,
    상기 자외선 경화성 화합물은,
    트리메틸올프로페인 트리아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%,
    다관능 우레탄 아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%, 그리고
    1,6-헥사디올 디아크릴레이트 약 5 중량% 내지 약 50 중량%를 포함하는 표시 장치.
  16. 제10항에서,
    상기 투명 점착제는 광개시제를 더 포함하는 표시 장치.
  17. 제10항에서,
    상기 아크릴 공중합체와 상기 자외선 경화성 화합물은 70:30 내지 95.5:0.5 중량비로 포함되는 표시 장치.
  18. 제10항에서,
    상기 윈도우는 곡면형인 표시 장치.
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