KR20160077423A - 광학용 접착 조성물 및 화상 표시 장치, 화상 표시 장치의 제조방법 - Google Patents

광학용 접착 조성물 및 화상 표시 장치, 화상 표시 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 10 중량% 내지 60 중량%로 포함된 광학용 접착 조성물, 화상 표시 장치 및 화상 표시 장치의 제조방법을 제공한다.

Description

광학용 접착 조성물 및 화상 표시 장치, 화상 표시 장치의 제조방법{ADHESIVE COMPOSITION FOR OPTICAL USE AND, IMAGE DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME}
광학용 접착 조성물 및 화상 표시 장치, 화상 표시 장치의 제조방법에 관한 것이다.
텔레비젼, 컴퓨터, 모바일 등의 화상 표시 장치에 있어서, 화상 표시부 및 보호부 사이의 공간에 공기가 채워진 공기층이 존재하고, 이러한 공기층은 시인성을 현저히 저하시킬 수 있다. 이에, 예를 들어, 투명한 아크릴계 경화물 등을 충진하여 시인성을 향상시키고 있는데 통상적으로 화상 표시부 상에 투명한 경화물이 점착 필름 또는, 점착 시트의 형태로 점착되고, 이어서 보호부를 점착 필름 또는, 점착 시트 상에 점착시켜 화상 표시부 및 보호부의 사이에 투명한 경화물을 개재시키고 있다.
이러한 점착 필름 또는 점착 시트는 다양한 구조에 적용하는 것이 쉽지 않고, 점착시 기포를 제거하기 어려워 낮아 데코 필름 등에 의한 인쇄 단차를 흡수할 수 있는 단차 흡수성이 저하된다.
이에, 화상 표시부 및 보호부의 사이에 액상의 접착 조성물을 채운 상태에서 광경화를 시켜 접착시는 방법이 사용되고 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 우수한 단차 흡수성, 우수한 접착력, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 성능을 구현할 수 있는 광학용 접착 조성물을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예에서, 상기 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성한 접착층을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 화상 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에서, 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 약 10 중량% 내지 약 60 중량%로 포함된 광학용 접착 조성물을 제공한다.
상기 광학용 접착 조성물에 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 포함되지 않거나, 약 15 중량% 이하로 포함될 수 있다.
상기 광학용 접착 조성물이 (메타)아크릴레이트계 모노머, 광개시제, 가소제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 가소제가 약 20 중량% 이하로 포함될 수 있다.
상기 가소제가 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균 분자량이 약 5,000g/mol 내지 약 50,000g/mol일 수 있다.
상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리부타디엔 (메타)아크릴레이트 올리고머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 구현예에서, 화상 표시부; 상기 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성한 접착층; 및 보호부;를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
상기 화상 표시부가 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)일 수 있다.
상기 보호부가 유리 기판 또는, 투명 플라스틱 기판일 수 있다.
상기 접착층이 상기 화상 표시부 및 상기 보호부의 사이에 개재되고, 액상의 상기 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성될 수 있다.
상기 광학용 접착 조성물의 경화수축률이 약 3.0% 이하일 수 있다.
상기 접착층의 약 25℃의 온도 조건에서 저장탄성율이 약 0.5Ⅹ104Pa 내지 약 2.0Ⅹ104Pa일 수 있다.
상기 접착층의 약 25℃의 온도 조건에서 상기 보호부에 대한 접착력이 약10N/cm2 내지 약 100N/cm2일 수 있다.
상기 접착층의 두께가 약 50㎛ 내지 약 300㎛일 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 화상 표시부 상에 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 도포하고, 이어서 보호부를 도포된 광학용 접착 조성물 상에 밀착시키는 단계; 및 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시키는 단계;를 포함하는 화상 표시 장치의 제조방법을 제공한다.
상기 액상의 광학용 접착 조성물을 약 2,000mJ/cm2 내지 약 6,000mJ/cm2의 광량 조건으로 광경화시킬 수 있다.
상기 광학용 접착 조성물은 우수한 단차 흡수성, 우수한 접착력, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 성능을 구현할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치의 제조방법의 개략적인 공정 흐름도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 구현예에 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 구현예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계 없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위해서 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
이하에서 기재의 “상부 (또는 하부)” 또는 기재의 “상 (또는 하)”에 임의의 구성이 형성된다는 것은, 임의의 구성이 상기 기재의 상면 (또는 하면)에 접하여 형성되는 것을 의미할 뿐만 아니라, 상기 기재와 기재 상에 (또는 하에) 형성된 임의의 구성 사이에 다른 구성을 포함하지 않는 것으로 한정하는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에서, 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 약 10중량% 내지 약 60 중량%로 포함된 광학용 접착 조성물 제공한다.
통상적으로 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서, 화상 표시부 및 보호부의 사이에 투명한 아크릴계 경화물이 점착 필름 또는 점착 시트의 형태로 개재되는데 점착 필름 또는 점착 시트를 부착하는 과정에서 기포를 완전히 제거하는 것이 어려워 단차 흡수성이 저하되고, 다양한 형태의 구조에 적용하는 것이 쉽지 않다.
이에, 화상 표시부 및 보호부의 사이에 광학용 접착 조성물을 액상으로 채운 후 광경화시킴으로써 기포 발생을 방지하여 단차 흡수성을 향상시킬 수 있으나, 이러한 액상의 접착 조성물은 통상적으로 적어도 2관능 이상의 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 다량으로 포함하여 경화수축률이 너무 높으므로 유연성이 작고 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력이 증가하는 문제가 있다. 게다가, 경화수축률을 감소시키기 위해 가소제를 다량으로 포함하는 경우에는 제품에 적용된 이후 가소제가 표면으로 이동하는 이동(migration) 현상이 일어나, 표면에 접착제의 찐, 오물 등이 발생하여 표면 외관 및 접착 성능이 저하될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 광학용 접착 조성물은 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 약 10 중량% 내지 약 60 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로 약 15 중량% 내지 약 60 중량%로 포함될 수 있다.
이와 같이, 높은 수준의 함량으로 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함함으로써 광경화에 의해 결합을 형성할 수 있는 관능기 또는 경화 사이트가 적어 경화수축률을 더욱 감소시킬 수 있으므로 상기 광학용 접착 조성물이 광경화되어 형성된 접착제는 유연성이 적절하면서 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력을 더욱 저감시킬 수 있다.
그 결과, 경화수축률을 감소시키기 위한 가소제의 함량을 더욱 감소시킴으로써 접착력의 저하를 효과적으로 방지함과 동시에 제품에 적용된 이후 가소제의 이동(migration) 현상을 방지할 수 있어 우수한 접착력, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 성능을 구현할 수 있는 이점이 있다.
본 명세서에서, 상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머란 한 개의(메타)아크릴레이트기를 포함하는 올리고머를 의미하고, 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머란 적어도 두 개 이상의 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 올리고머를 의미한다.
일반적으로, 적어도 2관능 이상의 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머의 경우 광경화에 의해 결합을 형성할 수 있는 관능기 또는 경화사이트가 더욱 많아 이를 포함하는 액상의 접착 조성물 내에서 불포화 결합 간에 작용하는 반데르발스 힘 등에 의해 서로 떨어져 있는 간격이 상대적으로 클 수 있다.
이와 동시에 이러한 액상의 접착 조성물이 광경화되는 경우 관능기 또는 경화사이트의 불포화 결합이 깨지면서 공유결합 등이 형성됨에 따라 전술된 간격이 줄어드는 정도가 더욱 크기 때문에 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머에 비하여 경화수축률이 더욱 크기 때문에 이러한 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 다량으로 포함하는 경우에는 경화수축률을 감소시키기 위해 가소제의 함량을 증가시켜야 하는 문제가 있다.
일 구현예에서, 상기 광학용 접착 조성물은 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 포함되지 않거나, 약 15 중량% 이하로 포함될 수 있고, 구체적으로 약 0.1 중량% 내지 약 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 상기 범위 내의 낮은 수주의 함량으로 포함됨으로써 상기 광학용 접착 조성물의 경화수축률을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력이 감소하여 휨 현상이 더욱 방지되어 장기간 균일한 물성을 유지할 수 있다.
이와 같이, 경화수축률 및 응력이 감소함에 따라 가소제의 함량을 더욱 감소시킬 수 있고, 그에 따라 우수한 표면 외관 및 우수한 접착 성능을 구현할 수 있다.
예를 들어, 경화수축률이 높은 경우에는 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력이 증가하여 휨이 발생할 수 있고, 그에 따라 화상 표시부 상에 황변이나 얼룩이 발생할 수 있는 문제가 있다.
상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리부타디엔 (메타)아크릴레이트 올리고머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균 분자량이 약 5,000g/mol 내지 약 50,000g/mol일 수 있다. 상기 범위 내의 중량평균 분자량을 가짐으로써 경화수축률을 충분히 낮은 수준으로 구현하면서도 점도를 적절히 조절할 수 있다.
상기 광학용 접착 조성물이 (메타)아크릴레이트계 모노머, 광개시제, 가소제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 약 10 중량% 내지 약 30 중량%로 포함할 수 있다. 상기 범위 내의 함량으로 포함함으로써 상기 광학용 접착 조성물의 점도를 적절히 조절하여 경화 속도를 충분히 높은 수준으로 구현함과 동시에 경화수축률을 충분히 낮은 수준으로 구현할 수 있다.
상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 예를 들어, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, sec-부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트, 아크릴산, 메타크릴산, 2-(메타)아크릴로일옥시 아세트산, 3-(메타)아크릴로일옥시 프로필산, 4-(메타)아크릴로일옥시 부틸산, 2-히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 6-히드록시헥실 (메타)아크릴레이트, 8-히드록시옥틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함하는 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광학용 접착 조성물은 발명의 목적 및 용도에 따라 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 다관능성 (메타)아크릴레이트계일 모노머를 포함하거나 또는 포함하지 않을 수 있다.
일 구현예에서, 상기 가소제의 함량이 예를 들어, 약 20 중량% 이하일 수 있고, 또한, 예를 들어, 약 1 중량% 내지 약 15 중량%일 수 있으며, 구체적으로, 약 1 중량% 내지 약 10 중량%일 수 있다. 상기 범위 내의 낮은 함량으로 포함함으로써 접착력의 저하를 방지할 수 있으면서 제품에 적용된 이후 가소제의 이동(migration) 현상이 더욱 감소되어 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 성능을 구현할 수 있다.
일반적으로, 경화수축률이 약 3.0% 초과의 높은 수준인 경우 상기 가소제를 다량으로 혼합하여 경화수축률을 완화시킬 필요가 있으나, 상기 광학용 접착 조성물의 경우 전술한 바와 같이, 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 높은 수준의 함량으로 포함함으로써 경화수축률을 낮은 수준으로 구현할 수 있으므로 가소제의 함량을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 제품에 적용된 이후 시간이 지남에 따라 가소제가 이동(migration)하여 점착제의 찐, 오물 등이 발생하고 성능이 저하되는 현상을 더욱 저감시킬 수 있다.
상기 가소제가 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 광개시제는 예를 들어, α-히드록시케톤계 화합물(ex. IRGACURE 184, IRGACURE 500, IRGACURE 2959, DAROCUR 1173; Ciba Specialty Chemicals(제)); 페닐글리옥실레이트(phenylglyoxylate)계 화합물(ex. IRGACURE 754, DAROCUR MBF; Ciba Specialty Chemicals(제)); 벤질디메틸케탈계 화합물(ex. IRGACURE 651; Ciba Specialty Chemicals(제)); α-아미노케톤계 화합물(ex. IRGACURE 369, IRGACURE 907, IRGACURE 1300; Ciba Specialty Chemicals(제)); 모노아실포스핀계 화합물(MAPO)(ex. DAROCUR TPO; Ciba Specialty Chemicals(제)); 비스아실포스펜계 화합물(BAPO)(ex. IRGACURE 819, IRGACURE 819DW; Ciba Specialty Chemicals(제)); 포스핀옥시드계 화합물(ex. IRGACURE 2100; Ciba Specialty Chemicals(제)); 메탈로센계 화합물(ex. IRGACURE 784; Ciba Specialty Chemicals(제)); 아이오도늄염(iodonium salt)(ex. IRGACURE 250; Ciba Specialty Chemicals(제)); 및 상기 중 하나 이상의 혼합물(ex. DAROCUR 4265, IRGACURE 2022, IRGACURE 1300, IRGACURE 2005, IRGACURE 2010, IRGACURE 2020; Ciba Specialty Chemicals(제)) 등일 수 있고, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 광학용 접착 조성물이 표면 윤활제, 레벨링제, 연화제, 산화 방지제, 노화 방지제, 광 안정제, 자외선 흡수제, 중합 금지제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 예를 들어, 벤조트리아졸계, 벤조페논계, 살리실산계, 또는 시아노아크릴레이트계 자외선 흡수제 등을 사용할 수 있고, 상기 산화 방지제로는 예를 들어, 힌더드 페놀계, 황계, 또는 인계의 산화 방지제 등을 사용할 수 있으며, 상기 광안정제는 예를 들어, 힌더드 아민계 광안정제 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되지 않고, 이 기술분야에서 공지된 종류를 발명의 목적 및 용도에 따라 적절히 사용할 수 있다.
도 1은 본 발명의 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치(100)의 개략적인 단면도이다. 본 발명의 다른 구현예에서, 화상 표시부(110); 상기 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성한 접착층(130); 및 보호부(120)를 포함하는 화상 표시 장치(100)를 제공한다.
상기 광학용 접착 조성물은 일 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 화상 표시부(110)가 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)일 수 있고, 예를 들어, 상기 화상 표시부(110)의 최상부층이 편광 필름일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 또한, 상기 보호부(120)가 유리 기판 또는, 투명 플라스틱 기판일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 보호부(120)의 테두리에는 차광부(121)가 형성될 수 있다.
상기 접착층(130)이 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)의 사이에 개재되고, 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 화상 표시부(110)의 최상부층인 편광 필름의 상부에 상기 광학용 접착 조성물을 도포하고, 이어서 도포된 접착 조성물 상에 유리 기판 또는 투명 플라스틱 기판을 덮어 밀착시켜 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120) 사이의 빈 공간을 상기 광학용 접착 조성물로 채운 이후 액상의 상태에서 광경화시켜 상기 접착층(130)을 형성할 수 있다.
상기 광학용 점접착 조성물의 도포 방법은 예를 들어, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 및, 바 코팅법 중 하나를 이용할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
통상 화상 표시부(110) 및 보호부(120)의 사이에 채워진 접착 조성물을 광경화시키는 과정에서, 일반적으로 사용되는 접착 조성물은 전술한 바와 같이, 이관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머 등의 다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 다량으로 포함하기 때문에 광경화시 경화수축률이 너무 높아 가소제를 다량으로 혼합해야 하므로 접착력이 낮아지면서 표면 외관 및 접착 성능이 더욱 저하된다.
이에, 본 발명의 다른 구현예에서는 전술한 바와 같이, 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 예를 들어, 약 10 중량%, 구체적으로는 약 15 중량% 이상으로 포함하는 광학용 접착 조성물을 사용함으로써 가소제의 함량을 예를 들어, 약 20 중량%, 구체적으로는 약 10 중량% 이하로 포함할 수 있어, 우수한 접착력, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 성능을 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 액상의 광학용 접착 조성물을 약 2,000mJ/cm2 내지 약 6,000mJ/cm2의 광량 조건으로 광경화시킬 수 있다. 상기 범위 내의 광량으로 광경화시킴으로써 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)를 우수한 수준으로 접착시킬 수 있으면서 경화수축률을 낮은 수준으로 구현할 수 있다.
상기 광경화가 예를 들어, 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광학용 접착 조성물의 경화수축률이 예를 들어, 약 3.0% 이하일 수 있고, 또한 예를 들어, 약 1% 내지 약 2.5%일 수 있다. 상기 범위 내의 낮은 경화수축률을 가짐으로써 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)에 발생하는 응력을 더욱 저감시킴과 동시에 전술한 바와 같이 가소제의 함량을 감소시킬 수 있어, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 접착 성능을 구현할 수 있다.
상기 경화수축률은 하기 식 1에 의해 계산될 수 있다:
[계산식 1]
경화수축률(%) = (B-A)/BⅩ100
상기 계산식 1에서, 상기 A는 광경화 이전 조성물의 비중이고, 상기 B는 상기 조성물이 광경화되어 형성된 경화물의 비중이다.
일반적으로 이러한 경화수축률이 증가할수록 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)에 발생하는 응력이 증가할 수 있고, 이와 같이 응력이 증가하면 휨 현상이 발생하여 황변 또는 얼룩이 발생할 수 있다.
상기 접착층(130)의 약 25℃의 온도 조건에서 저장탄성율(storage modulus)이 약 0.5Ⅹ104Pa 내지 약 2.0Ⅹ104Pa일 수 있다. 상기 범위 내의 저장탄성율을 가짐으로써 우수한 접착력을 구현하면서도 외부로부터의 충격을 충분히 흡수할 수 있어 쉽게 깨지지 않고 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
상기 접착층(130)의 약 25℃의 온도 조건에서 상기 보호부(120)에 대한 접착력이 예를 들어, 약 10N/cm2 내지 약 100N/cm2일 수 있고, 구체적으로 약 30N/cm2 내지 약 70N/cm2일 수 있다. 상기 범위 내의 우수한 수준의 접착력을 가짐으로써 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120)를 견고히 접착하여 장기간 우수한 내구성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 접착층(130)의 두께가 약 50㎛ 내지 약 300㎛일 수 있다. 상기 범위 내의 두께를 가짐으로써 우수한 접착력을 구현함과 동시에 상기 화상 표시부(110) 및 상기 보호부(120) 간의 간극을 충분히 메울 수 있다.
또한, 상기 화상 표시 장치(100)은 상기 보호부(120) 등을 고정시키는 고정 지그(140)를 더 포함할 수도 있다. 상기 고정 지그(140)는 이 기술분야에서 공지된 종류를 사용할 수 있고, 특별히 제한되지 않는다.
도 2은 본 발명의 또 다른 구현예에 따른 화상 표시 장치의 제조방법의 공정흐름도를 개략적으로 나타낸다.
상기 제조방법에서, 화상 표시부 상에 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 도포하고, 이어서 보호부를 도포된 광학용 접착 조성물 상에 덮어 밀착시키는 단계(S1); 및 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시키는 단계(S2);를 포함하는 화상 표시 장치의 제조방법을 제공한다. 상기 화상 표시부, 상기 보호부 및 상기 광학용 접착 조성물은 본 발명의 일 구현예 및 다른 구현예에서 전술한 바와 같다.
통상적으로 디스플레이 등의 화상 표시 장치에서, 화상 표시부 및 보호부의 사이에 투명한 아크릴계 경화물이 점착 필름 또는 점착 시트의 형태로 개재되는데 점착 필름 또는 점착 시트를 부착하는 과정에서 기포를 완전히 제거하는 것이 어려워 단차 흡수성이 저하되고, 다양한 형태의 구조에 적용하는 것이 쉽지 않다.
이에, 본 발명의 또 다른 구현예에서는 화상 표시부 및 보호부의 사이에 광학용 접착 조성물을 액상으로 채운 후 광경화시킴으로써 기포 발생을 방지하여 단차 흡수성을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 광학용 접착 조성물은 전술한 바와 같이, 높은 수준의 함량으로 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머를 포함함으로써 광경화에 의해 결합을 형성할 수 있는 관능기 또는 경화 사이트가 적어 경화수축률을 더욱 감소시킬 수 있으므로 상기 광학용 접착 조성물이 광경화되어 형성된 접착제는 유연성이 적절하면서 화상 표시부 및 보호부에 발생하는 응력을 더욱 저감시킬 수 있다.
그 결과, 경화수축률을 감소시키기 위한 가소제의 함량을 더욱 감소시킴으로써 접착력의 저하를 효과적으로 방지함과 동시에 제품에 적용된 이후 가소제의 이동(migration) 현상을 방지할 수 있어 우수한 접착력, 우수한 표면 외관 및 장기간 균일한 성능을 구현할 수 있는 이점이 있다.
상기 제조방법에서, 상기 화상 표시부 상에 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 도포하고, 이어서 상기 보호부를 도포된 광학용 접착 조성물 상에 덮어 밀착시킬 수 있다.
상기 광학용 점접착 조성물의 도포는 예를 들어, 다이 코팅법, 그라비아 코팅법, 나이프 코팅법 및, 바 코팅법 중 하나를 이용하여 수행할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 제조방법에서, 상기 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시킬 수 있다.
이와 같이, 상기 화상 표시부 및 상기 보호부 사이의 빈 공간을 상기 광학용 접착 조성물로 채우고, 이어서 상기 광학용 접착 조성물을 액상의 상태에서 광경화시켜 접착층을 형성할 수 있다. 상기 접착층은 다른 구현예에서 전술한 바와 같다.
상기 액상의 광학용 접착 조성물을 약 2,000mJ/cm2 내지 약 6,000mJ/cm2의 광량 조건으로 광경화시킬 수 있다. 상기 범위 내의 광량으로 광경화됨으로써 상기 화상 표시부 및 상기 보호부를 우수한 수준으로 접착시킬 수 있으면서 경화수축률을 낮은 수준으로 구현할 수 있다.
상기 광경화가 예를 들어, 메탈 할라이드 램프(metal halide lamp) 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 본 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하고, 이로써 본 발명이 제한되어서는 아니된다.
실시예
실시예 1
중량평균 분자량이 15,000g/mol인 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머로서 단관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 40 중량%, 중량평균 분자량이 15,000g/mol인 이관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머로서 이관능성 우레탄 아크릴레이트게 올리고머 15 중량%, 아크릴레이트계 모노머 38 중량%, 광개시제 2 중량%, 폴리부타디엔 가소제 4 중량% 및, 산화방지제 1 중량%를 혼합 및 교반하여 광학용 접착 조성물을 제조하였다.
실시예 2 (이관능성 올리고머를 포함하지 않고, 단관능성 올리고머만 포함)
중량평균 분자량이 15,000g/mol인 단관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 55 중량%, 아크릴레이트계 모노머 38 중량%, 광개시제 2 중량%, 폴리부타디엔 가소제 4 중량% 및, 산화방지제 1 중량%를 혼합 및 교반하여 광학용 접착 조성물을 제조하였다.
비교예 1 (단관능성 올리고머를 포함하지 않음)
중량평균 분자량이 15,000g/mol인 이관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 35 중량%, 아크릴레이트계 모노머 38 중량%, 광개시제 2 중량%, 폴리부타디엔 가소제 24 중량% 및, 산화방지제 1 중량%를 혼합 및 교반하여 광학용 접착 조성물을 제조하였다.
비교예 2 (단관능성 올리고머의 함량이 미만인 경우)
중량평균 분자량이 15,000g/mol인 단관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 5 중량%, 중량평균 분자량이 15,000g/mol인 이관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 30 중량%, 아크릴레이트계 모노머 38 중량%, 광개시제 2 중량%, 폴리부타디엔 가소제 24 중량% 및, 산화방지제 1 중량%를 혼합 및 교반하여 광학용 접착 조성물을 제조하였다.
비교예 3 (비교예 1에 비해 가소제 함량이 적은 경우)
중량평균 분자량이 15,000g/mol인 이관능성 우레탄 아크릴레이트계 올리고머 35 중량%, 아크릴레이트계 모노머 52 중량%, 광개시제 2 중량%, 폴리부타디엔 가소제 10 중량%, 및 산화방지제 1 중량%를 혼합 및 교반하여 광학용 접착 조성물을 제조하였다.
실험예
상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1-3에 따른 광학용 접착 조성물을 각각 LCD의 최상부층인 편광 필름 상에 도포한 후 도포된 광학용 접착 조성물의 상부에 유리 기판을 덮고, 이어서, 메탈 할라이드 램프(Dymax, 5000 EC)를 사용하여 3000mJ/cm2으로 광경화시켜 접착층을 형성함으로써 상기 접착층을 매개로 상기 편광 필름 및 상기 유리 기판이 접착된 화상 표시 장치를 제조하였다.
상기 각각의 접착층은 두께가 200㎛였고, 이들 각각의 물성을 평가하여 하기 표 1에 기재하였다.
평가 방법
(경화수축률)
측정방법: 25℃에서, 상기 점착제의 비중 및 상기 접착제의 비중을 측정하고, 이들을 하기 계산식 1에 대입하여 계산하였다:
[계산식 1]
경화수축률(%) = (B-A)/BⅩ100
상기 계산식 1에서, 상기 A는 광경화 이전 조성물의 비중이고, 상기 B는 상기 조성물이 광경화되어 형성된 경화물의 비중이다.
(황변 발생 여부)
측정방법: 상기 각각의 화상 표시 장치가 제조된 시점으로부터 25℃에서, 적어도 3시간 동안 방치하고, 이어서 상기 각각의 화상 표시 장치를 구동시킨 후 상기 유리 기판의 테두리부를 육안으로 관측하여 황색으로 변색이 일어난 부분이 있는지 여부를 관찰하였고, 색이 황색으로 변색되어 황변 현상이 발생한 경우를 “○”로 표시하고, 발생하지 않은 경우를 “Ⅹ”로 표시하였다.
(접착력)
측정방법: 상기 실시예 1, 2 및 상기 비교예 1-4에 따른 광학용 점접착 조성물을 2개의 슬라이드 글래스 사이에 지름 2cm, 두께 200um의 크기로 도포하고 광경화시킨 후 접착력 측정기(Stable Micro Systems, TA XT-PLUS)을 사용하여 25℃에서 25mm/min의 속도로 상기 각 슬라이드 글래스를 180o방향으로 당겨서 박리되는 힘을 측정하였다.
(저장탄성률)
측정방법: 레오미터(TA instrument, ARES-G2)를 사용하여 측정하였다.
구체적으로, 축 방향력 2N, 주파수 1.0 rad/sec, 변위 10%의 조건에서 -40℃에서 110℃까지 분당 5℃의 속도로 질소 분위기에서 승온하면서 측정하였다.
(표면 외관 및, 균일한 접착 성능 구현 여부)
측정방법: 상기 각 화상 표시 장치를 250시간 동안 85℃ 및 85%R.H. 조건의 오븐에서 넣어 방치한 후 각 접착제의 표면에서 점착제의 찐, 오물 등이 발생하는지 여부를 육안으로 관측하여 찐, 오물 등이 발생하지 않아 접착 성능이 균일하게 유지된 경우를 “○”로 표시하고, 찐, 오물 등이 발생하여 접착 성능이 저하된 경우를 “Ⅹ”로 표시하였다.
경화수축률(%) 황변 발생 여부 접착력(단위) 저장탄성률(kPa) 표면외관 및 균일한 접착 성능
실시예1 2.4 Ⅹ 45 18.6 ○
실시예2 2.2 Ⅹ 40 17.8 ○
비교예1 3.0 Ⅹ 22 16.4 Ⅹ
비교예2 2.8 Ⅹ 19 15.8 Ⅹ
비교예3 3.5 ○ 25 19.5 ○
실시예 1 및 2에 따른 광학용 접착 조성물에 의한 접착층의 경우 경화수축률이 낮아 황변 현생이 발생하지 않으면서도 접착력이 높은 수준으로 구현되었고, 우수한 표면외관 및, 균일한 접착 성능을 구현하였다.
반면, 비교예 1 및 2의 경우 경화수축율을 낮추기 위해 가소제가 다량으로 포함되어 황변 현상이 발생하지 않았으나, 접착력이 실시예 1 및 2에 비해 낮아지고, 특히, 표면외관이 열등하면서 균일한 접착 성능을 구현하지 못하였다.
게다가, 비교예 3의 경우에는 가소제의 함량을 낮추어 표면외관은 양호하였으나, 경화수축률이 매우 높아 표시장치에 적용시 화상 표시부 및 보호부에 높은 응력이 발생하여 황변 현상이 발생하였음을 명확히 확인할 수 있었다.
100: 화상 표시 장치
110: 화상 표시부
120: 보호부
121: 차광부
130: 접착층
140: 고정 지그

Claims (17)

  1. 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 10 중량% 내지 60 중량%로 포함된
    광학용 접착 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    다관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 포함되지 않거나, 15 중량% 이하로 포함된
    광학용 접착 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    (메타)아크릴레이트계 모노머, 광개시제, 가소제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는
    광학용 접착 조성물
  4. 제3항에 있어서,
    상기 가소제가 20 중량% 이하로 포함된
    광학용 접착 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 가소제가 에폭시계 가소제, 지방산 에스테르계 가소제, 폴리에스테르계 가소제, 폴리부타디엔계 가소제 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
    광학용 접착 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머의 중량평균 분자량이 5,000g/mol 내지 50,000g/mol인
    광학용 접착 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 단관능성 (메타)아크릴레이트계 올리고머가 우레탄 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 올리고머, 에폭시 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리에테르 (메타)아크릴레이트 올리고머, 폴리부타디엔 (메타)아크릴레이트 올리고머, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는
    광학용 접착 조성물.
  8. 화상 표시부; 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성한 접착층; 및 보호부;를 포함하는 화상 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 화상 표시부가 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD)인
    화상 표시 장치
  10. 제8항에 있어서,
    상기 보호부가 유리 기판 또는, 투명 플라스틱 기판인
    화상 표시 장치.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 접착층이 상기 화상 표시부 및 상기 보호부의 사이에 개재되고, 액상의 상기 광학용 접착 조성물을 광경화시켜 형성된
    화상 표시 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 광학용 접착 조성물의 경화수축률이 3.0% 이하인
    화상 표시 장치.
  13. 제8항에 있어서,
    상기 접착층의 25℃의 온도 조건에서 저장탄성율이 0.5Ⅹ104Pa 내지 약2.0Ⅹ104Pa인
    화상 표시 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 접착층의 25℃의 온도 조건에서 상기 보호부에 대한 접착력이 10N/cm2 내지 100N/cm2인
    화상 표시 장치.
  15. 제8항에 있어서,
    상기 접착층의 두께가 50㎛ 내지 300㎛인
    화상 표시 장치.
  16. 화상 표시부 상에 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 액상의 광학용 접착 조성물을 도포하고, 이어서 보호부를 도포된 광학용 접착 조성물 상에 밀착시키는 단계; 및
    상기 액상의 광학용 접착 조성물을 광경화시키는 단계;
    를 포함하는 화상 표시 장치의 제조방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 액상의 광학용 접착 조성물을 2,000mJ/cm2 내지 6,000mJ/cm2의 광량 조건으로 광경화시키는
    화상 표시 장치.
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