KR20160027281A - 액정 구조체 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

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KR20160027281A
KR20160027281A KR1020140112929A KR20140112929A KR20160027281A KR 20160027281 A KR20160027281 A KR 20160027281A KR 1020140112929 A KR1020140112929 A KR 1020140112929A KR 20140112929 A KR20140112929 A KR 20140112929A KR 20160027281 A KR20160027281 A KR 20160027281A
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Abstract

액정 수용부를 구비한 몰드; 상기 액정 수용부에 수용된 액정; 및 상기 액정 수용부를 실링하는 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 포함하는 액정 구조체가 제공한다.

Description

액정 구조체 및 이를 제조하는 방법{LIQUID CRYSTAL STRUCTURE AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
액정 구조체 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
액정표시장치는 액정의 광학적 이방성과 분극 성질을 그 구동 원리에 이용한다. 예를 들어, TFT-LCD에서 액정이 광스위치로서 사용될 수 있기 위해서는 디스플레이 셀의 가장 안쪽의 박막트랜지스터가 형성된 층 위에 액정이 일정 방향으로 초기 배향되어야만 하는데, 이를 위해 액정 배향막이 사용되고 있다.
액정 배향막을 형성하기 위해 고분자 필름에 대하여 러빙 공정(rubbing process)이나, UV와 같은 광에 의한 액정 배향능을 부여할 수 있다.
최근, 액정표시장치가 더욱 발전하면서 근래에는 3D를 구현할 수 있다. 이러한 3D 이미지를 구현하는 액정표시장치는 일반적으로 3D 구현 전용 안경을 필요로 하는데, 최근 크로스 톡(Cross talk)이라는 원리를 이용하여 이러한 안경 없이도 3D 이미지를 구현하고자 한다.
본 발명의 일 구현예는 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 이용하여 액정을 배향하면서 밀봉하여 제조된 액정 구조체를 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 액정 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 액정 수용부를 구비한 몰드; 상기 액정 수용부에 수용된 액정; 및 상기 액정 수용부를 실링하는 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 포함하는 액정 구조체를 제공한다.
상기 액정 실링 필름은 상기 액정을 대향하는 면이 표면처리되어 액정 배향능이 부여될 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름은 페녹시계 바인더 수지; 및 에폭사이드계 열경화성 화합물의 열경화물을 포함할 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름의 유리전이온도가 40 내지 70℃ 일 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름은 상기 페녹시계 바인더 수지 및 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 1 : 1 내지 2 : 1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 액정 실링 필름의 접착력은 15Kgf/inch2 내지 30Kgf/inch2일 수 있다.
상기 페녹시계 바인더 수지는 비스페놀 A 형 페녹시 수지, 비스페놀 F 형 페녹시 수지, 비스페놀 AF 형 페녹시 수지, 비스페놀 S 형 페녹시 수지, 브롬화비스페놀 A 형 페녹시 수지, 브롬화비스페놀 F 형 페녹시 수지, 인 함유 페녹시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 에폭사이드계 열경화성 화합물은 하기 화학식 1의 화합물로 표시될 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00001
상기 식에서,
R1은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C8 알킬렌 또는 C3-C15 시클로알킬렌 이고,
R2 및 R3은 단일결합, 또는 C1-C4 알킬렌이고,
R4는 수소이거나, 또는 C1-C6 알킬이면서 R2에 연결되어 시클로알킬 환을 형성하고,
R5는 수소이거나, 또는 C1-C6 알킬이면서 R3에 연결되어 시클로알킬 환을 형성하고,
상기 L1 및 L2는 단일결합 또는 -C(O)O- 이다.
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 에폭사이드계 열경화성 화합물일 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00002
상기 식에서, R6은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C8 알킬렌이다.
<화학식 3>
Figure pat00003
상기 에폭사이드계 열경화성 화합물의 에폭시 당량(EEW, Epoxy Equivalent Weight)이 130 내지 210일 수 있다.
상기 몰드는 복수 개의 상기 액정 수용부를 포함할 수 있다.
상기 몰드는 유리, 아크릴, 폴리우레탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 재질일 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서,
페녹시계 바인더 수지와 에폭사이드계 열경화성 화합물을 혼합하여, 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화하여 필름으로 형성하는 단계;
상기 필름의 적어도 일면을 물리적인 방법 또는 화학적인 방법에 의해 표면 처리하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하는 단계; 및
액정을 수용한 액정 수용부를 구비한 몰드의 상기 액정 수용부를 실링하도록 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 상기 몰드에 부착시킨 뒤, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름에 열을 가하여 상기 몰드에 접착시키는 단계;
를 포함하여 상기 액정 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 40 내지 70℃로 승온하여 열처리하여 상기 몰드에 접착시킬 수 있다.
상기 액정 실링 필름의 액정 배향성이 부여된 면이 상기 액정 수용부 내에 수용된 액정을 향하도록 하여 액정을 배향함으로써 상기 대상체에 수용된 액정을 배향 및 실링할 수 있다.
상기 액정 구조체는 액정을 이용하는 장치에 사용될 수 있고, 크로스 톡(Cross talk) 원리를 이용하는 액정표시장치에 적용되어 보조 안경의 필요 없이 3D 이미지를 효과적으로 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 구조체의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 구현예에 따른 액정 구조체의 개략적인 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 구조체(10)를 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 액정 구조체(10)의 단면도이다. 상기 액정 구조체(10)는 액정 수용부를 구비한 몰드(1); 상기 액정 수용부(3)에 수용된 액정(2); 및 상기 액정 수용부를 실링하는 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)을 포함한다.
상기 액정 실링 필름(4)은 상기 액정(2)을 대향하는 면(a)이 표면처리되어 액정 배향능이 부여된 것이다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)은 페녹시계 바인더 수지; 및 에폭사이드계 열경화성 화합물의 열경화물을 포함하는 필름이다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)은 유리전이온도가 약 40 내지 약 70℃일 수 있다. 상기 범위의 유리전이온도를 가지도록 하여 상기 범위를 초과하는 수준으로 가온하여 점착 특성을 발휘시키게 할 수 있고, 따라서 과도하게 가온하지 않으면서 점착 특성을 발휘하게 할 수 있기 때문에 고온에서 액정 배향능을 유지하기 위한 부담을 줄일 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)은 상기 페녹시계 바인더 수지 및 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 중량비 약 1 : 1 내지 약 2 : 1의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 액정 실링 필름(4)이 상기 범위의 함량비로 상기 페녹시계 바인더 수지와 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 포함함으로써, 원하는 액정 실링 필름(4)의 유리전이온도를 가지면서, 접착력과 액정 배향능을 동시에 우수하게 가지도록 할 수 있다.
상기 액정 실링 필름(4)은 점착 특성이 우수하여, 그에 따른 액정 실링 특성이 우수하다. 또한, 상기 액정 구조체 제조 공정 중 상기 액정 실링 필름(4)을 부착시 열 라미네이션에 의할 경우 고온에 노출될 수 있고, 상기 액정 실링 필름(4)은 이러한 고온에서도 액정 배향능을 우수하게 유지한다.
구체적으로, 상기 액정 실링 필름(4)의 접착력은 약 15Kgf/inch2 내지 약 30Kgf/inch2을 나타낼 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)은, 먼저 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 준비한 뒤, 상기 조성물로부터 필름을 성막하여 형성하고, 이어서 필름의 일면을 표면 처리하여 제조될 수 있다. 이와 같이, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)은 적어도 일면(a)에 물리적 처리 또는 화학적 처리에 의해 액정 배향능이 부여될 수 있다.
이하, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물에 대하여 상세히 설명한다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물은 페녹시계 바인더 수지 및 에폭사이드계 열경화성 화합물을 포함한다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물은 액정 실링 필름으로 제조되어 상기 액정 구조체(10)의 액정(2)을 수용한 액정 수용부(3)를 실링하는 필름으로 적용될 수 있고, 동시에 액정 배향능이 가지므로, 액정(2)을 배향할 수 있다.
액정 배향능이란, 액정 분자의 배향 상태를 제어할 수 있도록 상기 액정 실링 필름의 표면이 처리된 것을 의미한다. 이러한 표면 처리는 공지된 방법에 의할 수 있고, 예를 들어, 러빙(rubbing)과 같이 물리적인 방법 등에 의할 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물은, 이로부터 제조된 필름이 상온에서는 점착(tack) 특성을 발현되지 않지만, 고온 상태에서는 점착 특성을 갖도록 하여 가온하여 점착시킬 수 있어야 한다. 또한, 동시에 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물은, 이로부터 제조된 필름에 액정 배향능이 부여될 수 있어야 한다. 이와 같이 부여된 액정 배향능은 점착 특성을 부여하기 위해 필름을 가온하여도, 즉, 고온 상태에서도 유지되어야 한다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물로부터 제조된 필름은 이와 같이 우수한 점착 특성을 가지므로 액정 실링시 우수한 밀봉 성능을 갖고, 동시에 액정 배향능을 가질 뿐만 아니라, 고온에서도 액정 배향능을 우수하게 유지한다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물로부터 제조된 필름이 상온에서는 점착 특성이 나타나지 않지만, 고온에서 점착 특성을 나타나도록 하기 위해서는 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물의 전체 유리전이온도를 적절하게 조절한다.
예를 들어, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물의 유리전이온도가 약 40 내지 약 70℃ 일 수 있다. 상기 범위의 유리전이온도를 가지도록 하여 상기 범위를 초과하는 수준으로 가온하여 점착 특성을 발휘시키게 할 수 있고, 따라서 과도하게 가온하지 않으면서 점착 특성을 발휘하게 할 수 있기 때문에 고온에서 액정 배향능을 유지하기 위한 부담을 줄일 수 있다.
상기 액정 구조체(10)는 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)이 상기 몰드(1)와 접하는 부분에 열을 가하여 융착시키는 방법, 예를 들어 열 라미네이션 방법으로 형성될 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물의 유리전이온도를 상기 범위가 되도록 하기 위해, 상기 페녹시계 바인더 수지 및 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물의 유리전이온도를 각각 적절한 범위를 갖는 것으로 선택하고, 이들을 적절한 함량비로 배합하여 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물의 유리전이온도를 원하는 수준으로 구현할 수 있다.
구체적으로, 상기 페녹시계 바인더 수지는 유리전이온도가 약 60 내지 약 80℃ 인 것으로 선택한다. 유리전이온도가 약 60 내지 약 80℃ 인 페녹시계 바인더 수지는 선택함으로써 전술한 바와 같이 점착 특성을 필름에 부여하면서, 액정 배향능이 부여되고, 고온에서도 액정 배향능 상실되지 않도록 고온에서의 내구성을 부여할 수 있다.
상기 페녹시계 바인더 수지는 우수한 내화학성 성질을 나타내고, 필름으로 성막시 치밀하게 가교되며, 친수성이 있는 필름을 형성하기 때문에 할로카본과 같은 유기 용제에 노출되어도 필름 도막이 무너지지 현상을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 조성물로부터 제조된 필름이 액정에 접촉하여도 그 내구성이 우수하다.
상기 페녹시계 바인더 수지는, 구체적으로, 비스페놀 A 형 페녹시 수지, 비스페놀 F 형 페녹시 수지, 비스페놀 AF 형 페녹시 수지, 비스페놀 S 형 페녹시 수지, 브롬화비스페놀 A 형 페녹시 수지, 브롬화비스페놀 F 형 페녹시 수지, 인 함유 페녹시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 페녹시계 수지의 중량평균분자량은 약 40,000 g/mol 내지 약 60,000 g/mol 일 수 있다. 중량평균분자량이 상기 범위 미만인 경우에는 점도가 너무 낮게 되어 조성물의 코팅시 균일한 도막의 형성이 매우 어려우며, 액정 실링 필름 형성시 열경화 후 잔류 휘발분으로 남게 될 경우 액정과 지속적으로 접촉하게 되면 용해되어 시간이 지나면서 내화학성이 악화될 가능성이 있다. 또한, 상기 범위 초과의 경우에는 망상구조 형성시 경화점 사이의 분자량이 크게 되어 내화학성이 낮아질 가능성이 있고, 점도가 매우 높게 되어 박막 코팅시 두께가 불균일해져 외관 품질이 나빠지는 문제가 있을 수 있다.
상기 에폭사이드계 열경화성 화합물은 필름에 접착성을 부여하며, 액정을 배향시키는 작용을 하고, 또한, 상기 페녹시계 바인더 수지와 함께 구현하고자 하는 적정 범위의 재료의 유리전이온도를 구현하도록 한다.
상기 에폭사이드계 열경화성 화합물의 유리전이온도가 약 -90 내지 약 -120℃ 일 수 있다. 상기 범위의 유리전이온도를 가지는 에폭사이드계 열경화성 화합물을 상기 페녹시계 바인더 수지와 적절히 혼합하여 원하는 조성물의 유리전이온도를 구현하면서, 후술되는 대상체와 열접착이 가능하게 할 수 있다.
구체적으로, 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물은 하기 화학식 1의 화합물로 표시될 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00004
상기 식에서,
R1은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C8 알킬렌 또는 C3-C15 시클로알킬렌 이고,
R2 및 R3은 단일결합, 또는 C1-C4 알킬렌이고,
R4는 수소이거나, 또는 C1-C6 알킬이면서 R2에 연결되어 시클로알킬 환을 형성하고,
R5는 수소이거나, 또는 C1-C6 알킬이면서 R3에 연결되어 시클로알킬 환을 형성하고,
상기 L1 및 L2는 단일결합 또는 -C(O)O- 이다.
상기 화학식 1의 화합물은 구체적으로 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 에폭사이드계 열경화성 화합물일 수 있다.
<화학식 2>
Figure pat00005
상기 식에서, R6은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C8 알킬렌이다.
<화학식 3>
Figure pat00006

상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물은 상기 페녹시계 바인더 수지 및 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 중량비 약 1 : 1 내지 약 2 : 1의 함량으로 포함할 수 있다. 상기 조성물이 상기 범위의 함량비로 상기 페녹시계 바인더 수지와 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 포함함으로써, 원하는 조성물의 유리전이온도를 구현하면서, 접착력을 적절히 구현하면서 동시에 액정 배향능을 적절히 가지도록 할 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4) 형성용 조성물은 상기 혼합 수지 성분 이외에도 필요에 따라서 열경화제, 실란커플링제, 광택제, 젖음성 개선제, 소포제, 산화방지제, 증점제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나의 첨가제를 포함할 수 있다.
상기 열경화제는 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 열경화시키기 위한 첨가제이다. 에폭사이드계 열경화성 화합물을 열경화시키기 위해 사용되는 열경화제로 공지된 물질이 제한없이 사용될 수 있고, 예를 들면, 이미다졸계 열경화제, 티올계 열경화제 등을 사용할 수 있다. 구체적으로, 티올계 열경화제 사용하게 되면, 에폭시와 티올엔 반응에 의해 열경화 반응이 수행될 수 있다.
상기 액정 구조체(10)는 액정(2)을 이용하는 용도로 제한 없이 사용될 수 있고, 그 형태나 재질이 제한되지 않는다. 즉, 액정(2)을 이용하기 위해서는 액상인 액정(2)을 수용하는 용기가 필요하고, 이를 실링하여 적용해야 한다. 상기 액정 구조체(10)에서 몰드(1)는 액정(2)을 수용하는 용기로서의 구성이고, 실링하기 위해 전술한 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)을 적용한다. 또한, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)이 액정(2)에 배향성을 부여함으로써, 배향성을 가질 수 있는 액성(2)의 특성을 이용할 수 있다. 이러한 액정(2)을 이용하는 어떠한 용도, 예를 들어, LCD와 같은 전자 기기 등에 상기 액정 구조체(10)를 적용할 수 있다.
또한, 상기 액정 실링 필름(4)은 보조 안경의 필요 없이 3D 이미지를 구현하기 위하여 크로스 톡(Cross talk) 원리를 이용하는 액정표시장치에 적용될 수 있다. 이러한 액정표시장치에서, 크로스 톡 원리를 효과적으로 구현하기 위해 상기 액정 실링 필름을 사용할 수 있다.
상기 몰드(1) 및 액정 수용부(3)의 형상은 제한되지 않고 적용되는 용도에 맞게 디자인될 수 있다.
액정(2)은 셀이 구별되어 수용될 필요가 있는 경우가 많다. 이 경우, 상기 몰드(1)는 복수 개의 상기 액정 수용부(3)를 포함하여 형성될 수 있다.
상기 액정 수용부(3)의 단면 형상 역시 제한되지 않고, 용도에 맞추어 다양하게 변형될 수 있고, 도 1은 예시적으로 직육면체로 형성된 경우를 보여줄 뿐이다.
도 2는 다른 예시에 의한 상기 액정 구조체(20)의 단면을 나타낸다.
전술한 바와 같이, 용도에 맞추어 몰드(1)의 재질을 선택할 수 있고, 예를 들어, 상기 몰드(1)는 유리, 아크릴, 폴리우레탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 재질일 수 있고, 이에 대하여 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름의 점착력이 우수할 수 있다.
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름(4)은:
페녹시계 바인더 수지와 에폭사이드계 열경화성 화합물을 혼합하여, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화하여 필름으로 형성하는 단계; 및
상기 필름의 적어도 일면을 물리적인 방법 또는 화학적인 방법에 의해 표면 처리하여 액정 배향능을 부여하는 단계;
를 포함하는 방법을 수행하여 제조될 수 있다.
상기 액정 실링 필름 형성용 조성물을 이형 필름의 상부에 코팅하여 코팅층을 형성한 후 열처리하여 열경화시킴으로써 필름을 성막할 수 있다.
상기 열처리는, 예를 들어 약 110 내지 약 130℃에서 약 3 내지 5 분 동안 열풍으로 건조하여 수행할 수 있다.
상기 이형 필름은 상기 액정 실링 필름을 박리할 때, 잔여 물질이 남지 않도록, 박리가 용이한 것이라면 제한이 없다. 상기 이형 필름은, 예를 들면 실리콘 이형제가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트, 또는 상기 광경화전 가공용 점착 필름의 코팅층의 젖음성에 따라 불소이형제가 코팅된 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하는 것이 가능하다. 또한 상기 이형 필름 상에 형성된 코팅층을 열처리 수행시 열에 의해 이형필름이 변형되지 않아야 하므로, 건조 온도에 따라 이형제가 코팅된 폴리이미드, 폴리나프탈렌테레프탈레이트 등을 사용하는 것도 가능하다.
본 발명의 또 다른 구현예에서,
페녹시계 바인더 수지와 에폭사이드계 열경화성 화합물을 혼합하여, 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 준비하는 단계;
상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화하여 필름으로 형성하는 단계;
상기 필름의 적어도 일면을 물리적인 방법 또는 화학적인 방법에 의해 표면 처리하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하는 단계; 및
액정을 수용한 액정 수용부를 구비한 몰드의 상기 액정 수용부를 실링하도록 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 상기 몰드에 부착시킨 뒤, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름에 열을 가하여 상기 몰드에 접착시키는 단계;
를 포함하여 상기 액정 구조체를 제조하는 방법을 제공한다.
구체적으로, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 약 40 내지 약 70℃로 승온하여 열처리하여 상기 몰드에 접착시킬 수 있다. 이와 같이, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름은 열 라미네이션 방법에 의해 몰드에 부착될 수 있다.
도 1 및 도 2에서, 상기 몰드의 면과 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름이 접하는 부분이 전술한 바와 같이 열 라이네이션 방법 등에 의해 열융착되어 형성된다.
상기 액정 실링 필름의 액정 배향성이 부여된 면이 상기 액정 수용부 내에 수용된 액정을 향하도록 하여 액정을 배향함으로써 상기 대상체에 수용된 액정을 배향 및 실링할 수 있다.
이하 본 발명의 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러한 하기한 실시예는 본 발명의 일 실시예일뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 )
실시예 1
중량평균분자량 52,000g/mol, 유리전이온도 약 94℃의 폴리히드록시페닐에테르를 페녹시계 바인더 수지로서 사용하여 메틸셀로솔브 용매에 녹여서, 30wt% 농도의 용액을 준비하고 이를 300 메쉬로 필터링하여 페녹시 용액(P1)을 준비하였다. 상기 페녹시 용액(P1) 22.0g (이 중 폴리히드록시페닐에테르 함유량: 6.6g), 유리전이온도 약 -100℃의 에폭사이드계 열경화성 화합물 (제조사: Synasia, 상품명: S-21, EEW: ~135) 5g, 티올계 열경화제, 실란계 커플링제 및 산화방지제를 교반하면서 혼합하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 50℃이었다.
상기 조성물을 기재 필름 상에 도포하고, 건조시켜 두께 10㎛의 필름을 성막한 뒤, 130℃에서 3분 동안 열처리하여 열경화를 수행하였다.
상기 필름의 일면을 러빙하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다.
도 1에서와 같이 유리 재질의 액정 수용부(3)에 액정(2)을 수용한 몰드를 준비한 뒤, 상기 제조된 액정 실링 필름을 60℃로 가온시킨 뒤, 액정 배향능이 부여된 면이 액정에 접하는 방향으로 상기 몰드 상부 면에 열 라미네이션시켜 상기 몰드의 액정 수용부를 실링함으로써 액정 구조체를 형성하였다.
실시예 2
중량평균분자량 52,000g/mol, 유리전이온도 약 94℃의 폴리히드록시페닐에테르를 페녹시계 바인더 수지로서 사용하여 메틸셀로솔브 용매에 녹여서, 30wt% 농도의 용액을 준비하고 이를 300 메쉬로 필터링하여 페녹시 용액(P1)을 준비하였다. 상기 페녹시 용액(P1) 22.0g (이 중 폴리히드록시페닐에테르 함유량: 6.6g), 유리전이온도 -90℃ 의 열경화성 화합물 (제조사: Synasia, 상품명: S-184, EEW: 145~180) 5g, 티올계 열경화제, 실란계 커플링제 및 산화방지제를 교반하면서 혼합하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 55℃ 이었다.
상기 조성물을 기재 필름 상에 도포하고, 건조시켜 두께 10㎛의 필름을 성막한 뒤, 130℃에서 3분 동안 열처리하여 열경화를 수행하였다.
상기 필름의 일면을 러빙하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
비교예 1
페녹시계 바인더 수지 대신 아크릴계 바인더 수지 용액을 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 실링 필름 형성용 조성물을 제조하였고, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 45℃이었다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화시켜 필름을 제조한 뒤, 상기 필름의 일면을 러빙하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
비교예 2
페녹시계 바인더 수지 대신 폴리에스테르 바인더 수지 용액을 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 실링 필름 형성용 조성물을 제조하였고, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 60℃이었다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화시켜 필름을 제조한 뒤, 상기 필름의 일면을 러빙하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
비교예 3
페녹시계 바인더 수지 대신 폴리비닐 바인더 수지 용액을 사용한 점을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 실링 필름 형성용 조성물을 제조하였고, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 50℃이었다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화시켜 필름을 제조한 뒤, 상기 필름의 일면을 러빙하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
비교예 4
중량평균분자량 52,000g/mol, 유리전이온도 약 94℃의 페녹시 수지 (PKHH, Inchem사 제조)를 메틸셀로솔브 용매에 30wt% 농도 용액으로 녹인 것을 300 메쉬로 필터링하여 페녹시 용액(P1)을 준비하였다. 상기 페녹시 용액(P1) 22.0g (이 중 PKHH 함유량: 6.6g), 중량평균분자량 400,000g/mol, 유리전이온도 -20℃의 아크릴계 광경화성 수지 22g, 이가큐어 경화제 (제조사: BASF), 실란에폭시 화합물, 실란계 커플링제 및 산화방지제를 교반하면서 혼합하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 제조하였다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 55 ℃이었다.
상기 조성물을 기재 필름 상에 도포하고, 건조시켜 두께 10㎛의 필름을 성막한 뒤, UV를 2J/cm2의 광량으로 광조사하여 광경화를 수행하였다.
상기 필름의 일면을 러빙하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
비교예 5
아크릴계 광경화성 수지로서, 중량평균분자량 800,000g/mol, 아크릴계 광경화성 수지를 사용한 점을 제외하고 비교예 4와 동일하게 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 55 ℃이었다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
비교예 6
아크릴계 광경화성 수지로서, 중량평균분자량 1,000,000g/mol, 아크릴계 광경화성 수지를 사용한 점을 제외하고 비교예 4와 동일하게 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하였다. 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물의 유리전이온도는 55 ℃이었다.
상기 제조된 액정 실링 필름을 이용하여 실시예 1에서와 동일한 방법으로 액정 구조체를 제조하였다.
평가
실험예 1: 벤딩 특성
실시예 1-2 및 비교예 1-2에서 제조된 액정 구조체에 대하여, 구부린 다음 액정 실링 필름으로써 실링된 부분이 터지는지 여부를 관찰하여 벤딩 특성을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 2: 액정 배향력
실시예 1-2 및 비교예 1-3에서 제조된 액정 구조체에 대하여 편광판 (모델명: 편광필름, 제조사: 이지사이언스)을 사용하여 액정의 배향 상태를 평가하였다. 구체적으로, 편광판 사이에 샘플을 놓고 빛 투과량을 휘도측정기(CA-310)을 이용하여 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
구분 벤딩 특성 액정 배향력
(Norm.T(%))
실시예 1 안 터짐 1.8
실시예 2 안 터짐 1.7
비교예 1 터짐 6.5
비교예 2 터짐 11
비교예 3 터짐 28
상기 표 1의 결과로부터, 실시예 1-2의 액정 구조체는 벤딩 특성이 우수하였고, 고온에서 액정 실링 필름을 열 라미네이션 접착한 뒤에도 액정 배향력을 잘 유지하고 있음을 알 수 있다. 반면, 비교예 1-3의 액정 구조체는 벤딩 특성이 열등하였고, 고온에서 액정 실링 필름을 열 라미네이션 접착 수행 뒤 액정 배향능을 유지하지 못하여 실링된 액정의 배향이 흐트러짐을 확인하였다.
실험예 3: 전단 강도
실시예 1-2 및 비교예 4-6에서 제조된 액정 구조체에 대하여 만능재료시험기(UTM, 제조사: Zwick, 모델명: Roell Z100)를 사용하여 액정 실링 필름과 몰드를 탈착하는 방향으로 힘을 가하여 전단 강도를 측정하였고, 하기 표 2에 나타내었다.
구분 전단 강도
실시예 1 26Kgf/in2
실시예 2 28Kgf/in2
비교예 4 6Kgf/in2
비교예 5 8Kgf/in2
비교예 6 12Kgf/in2
상기 표 2의 결과로부터, 실시예 1-2의 액정 구조체이 액정 실링 필름은 비교예 4-6 대비하여 우수한 전단 강도를 가지므로 접착력도 우수하여 실링 특성을 우수하게 발현할 것으로 예상된다.
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.
1: 몰드
2: 액정
3: 액정 수용부
4: 액정 실링 필름
10, 20: 액정 구조체

Claims (15)

  1. 액정 수용부를 구비한 몰드; 상기 액정 수용부에 수용된 액정; 및 상기 액정 수용부를 실링하는 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 포함하는 액정 구조체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 액정 실링 필름은 상기 액정을 대향하는 면이 표면처리되어 액정 배향능이 부여된
    액정 구조체.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름은 페녹시계 바인더 수지; 및 에폭사이드계 열경화성 화합물의 열경화물을 포함하는
    액정 구조체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름의 유리전이온도가 40 내지 70℃ 인
    액정 구조체.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름은 상기 페녹시계 바인더 수지 및 상기 에폭사이드계 열경화성 화합물을 1 : 1 내지 2 : 1의 중량비로 포함하는
    액정 구조체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 액정 실링 필름의 접착력은 15Kgf/inch2 내지 30Kgf/inch2인
    액정 구조체.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 페녹시계 바인더 수지는 비스페놀 A 형 페녹시 수지, 비스페놀 F 형 페녹시 수지, 비스페놀 AF 형 페녹시 수지, 비스페놀 S 형 페녹시 수지, 브롬화비스페놀 A 형 페녹시 수지, 브롬화비스페놀 F 형 페녹시 수지, 인 함유 페녹시 수지 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는
    액정 구조체.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 에폭사이드계 열경화성 화합물은 하기 화학식 1의 화합물로 표시되는
    액정 구조체:
    <화학식 1>
    Figure pat00007

    상기 식에서,
    R1은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C8 알킬렌 또는 C3-C15 시클로알킬렌 이고,
    R2 및 R3은 단일결합, 또는 C1-C4 알킬렌이고,
    R4는 수소이거나, 또는 C1-C6 알킬이면서 R2에 연결되어 시클로알킬 환을 형성하고,
    R5는 수소이거나, 또는 C1-C6 알킬이면서 R3에 연결되어 시클로알킬 환을 형성하고,
    상기 L1 및 L2는 단일결합 또는 -C(O)O- 이다.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 에폭사이드계 열경화성 화합물인
    액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물:
    <화학식 2>
    Figure pat00008

    상기 식에서, R6은 직쇄 또는 분지쇄의 C1-C8 알킬렌이다.
    <화학식 3>
    Figure pat00009

  10. 제3항에 있어서,
    상기 에폭사이드계 열경화성 화합물의 에폭시 당량(EEW, Epoxy Equivalent Weight)이 130 내지 210인
    액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 몰드는 복수 개의 상기 액정 수용부를 포함하는
    액정 구조체.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 몰드는 유리, 아크릴, 폴리우레탄 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 재질인
    액정 구조체.
  13. 페녹시계 바인더 수지와 에폭사이드계 열경화성 화합물을 혼합하여, 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 준비하는 단계;
    상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름 형성용 조성물을 열경화하여 필름으로 형성하는 단계;
    상기 필름의 적어도 일면을 물리적인 방법 또는 화학적인 방법에 의해 표면 처리하여 액정 배향능을 부여하여 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 제조하는 단계; 및
    액정을 수용한 액정 수용부를 구비한 몰드의 상기 액정 수용부를 실링하도록 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 상기 몰드에 부착시킨 뒤, 상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름에 열을 가하여 상기 몰드에 접착시키는 단계;
    를 포함하여 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 액정 구조체를 제조하는 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 액정 배향능을 갖는 액정 실링 필름을 40 내지 70℃로 승온하여 열처리하여 상기 몰드에 접착시키는
    액정 구조체를 제조하는 방법.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 액정 실링 필름의 액정 배향성이 부여된 면이 상기 액정 수용부 내에 수용된 액정을 향하도록 하여 액정을 배향함으로써 상기 대상체에 수용된 액정을 배향 및 실링하는
    액정 구조체를 제조하는 방법.
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