KR20160082394A - 표시 패널에 적용되는 접착제, 이 접착제를 포함하는 표시 장치 및 이 접착제를 이용한 표시 장치의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베이스 바인더 수지에 고무계 수지가 배합되어 있는 접착제, 이 접착제가 표시 패널과 구조체 사이에 적층되어 있는 표시 장치 및 이 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명의 접착제는 소프트 특성과 강인성을 갖는 베이스 바인더 수지를 사용하여 충격 흡수력과 접착력을 확보하였으며, 반발 탄성이 있는 고무계 수지를 포함하여 표시 패널이 구조체에 합착될 때, 표시 패널과 구조체 사이에 일정한 갭 스페이스를 확보하여 표시 패널에 인가되는 충격을 분산, 완화시켰다. 고무계 수지는 또한 점착부여제로도 기능하여 표시 패널과 구조체 사이에 견고한 접착력을 발휘할 수 있으며, 내열성을 향상시킨다.

Description

표시 패널에 적용되는 접착제, 이 접착제를 포함하는 표시 장치 및 이 접착제를 이용한 표시 장치의 제조 방법{ADHESIVE APPLIED TO DISPLAY PANEL, DISPLAY DEVICE INCLUDING THE ADHESIVE AND PROCESS OF MANUFACTURING THE DISPLAY PANEL USING THE ADHESIVE}

본 발명은 표시 패널에 적용되는 접착제에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 표시 패널과 구조체에 대한 강한 접착력과 유연성을 확보할 수 있는 접착제, 이 접착제를 포함하는 표시 장치 및 이 접착제를 이용하여 표시 장치를 제조하는 방법에 관한 것이다.

종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD)나 유기발광표시소자(OLED)를 채택한 평판표시장치가 TV 모니터, 컴퓨터 모니터는 물론이고 스마트폰에서 널리 채택되고 있다. 이들 평판표시장치는 기본적으로 영상을 나타내는 표시 패널을 포함한다. 예를 들어, 액정표시장치는 마주보는 2개의 기판 사이에 액정층을 위치시켜 합착시킨 액정 패널(Liquid Crystal Panel)을 필수적 구성요소로 갖는다. 액정 패널 내부로 전기장이 인가되어, 액정 분자의 배열 방향을 변화시켜 투과율 차이를 유도한다. 하지만, 액정 패널은 자체 발광 요소를 가지고 있지 않으므로, 그 배면에는 액정 패널을 지지하는 동시에 광원을 포함하는 백라이트 유닛(Backlight Unit)이 배치된다.

최근에 액정표시장치의 화면이 대형화되는 추세에 따라, 넓은 디스플레이 면적을 가지면서도 무게 및 부피를 감소시키는 연구가 활발하게 진행되고 있다. 이에 따라 백라이트 유닛을 구성하는 일부 구성 요소를 줄이는 이른바 보더리스(borderless) 타입의 백라이트 유닛을 사용하여 액정표시장치의 경량화 및 박형화를 도모하고자 하는 노력이 수행되고 있다. 동시에, 표시 영역을 확장하면서도 표시 영역 이외의 비표시영역인 베젤(bezel) 영역을 축소하는 이른바 내로우 베젤(narrow bezel)을 갖는 액정표시장치에 대한 개발도 활발하게 진행되고 있다.

도 1은 내로우 베젤을 구현하면서 종래의 백라이트 유닛의 일부 구성을 제외한 보더리스 타입의 백라이트 유닛이 액정 패널에 합착되어 있는 종래의 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 종래의 액정표시장치(10)는 액정 패널(20), 백라이트 유닛(30), 메인프레임(40) 및 바텀프레임(50)을 포함하고 있다.

액정 패널(20)은 영상을 표시하는 부분으로서, 액정층(미도시)를 사이에 두고 대면 합착된 제 1 기판(22) 및 제 2 기판(24)과, 이들 제 1 기판(22) 및 제 2 기판(24)의 외면에 각각 형성되는 제 1 편광판(26) 및 제 2 편광판(28)을 포함한다.

한편, 백라이트 유닛(30)은 액정 패널(20)에 빛을 공급하는 부분으로서, 액정 패널(20)의 하부에 배치되어 액정 패널(20)을 지지한다. 백라이트 유닛(30)은 메인프레임(40)의 적어도 일 가장자리의 길이 방향을 따라 배열되는 발광다이오드(LED) 어셈블리(미도시)와, 바텀프레임(50) 상부에 배치되는 반사판(미도시)과, 반사판(미도시) 상부에 배치되는 도광판(34)과, 도광판(34) 상부에 배치되는 다수의 광학시트(미도시)를 포함한다.

한편, 메인프레임(40)은 도광판(34)의 상부에 배치되는데, 액정 패널(20)은 메인프레임(40)에 의해 지지된다. 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 합착하기 위하여, 메인프레임(40)의 상면에는 결합 수단(60)이 형성된다. 이러한 결합 수단(60)으로서 초기에는 패드와 고정체(fixer)를 이용한 기계적 결합 수단이 채택되었다.

하지만, 패드와 고정체를 사용하여 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 결합하고자 하는 경우, 빛의 누출 차단을 위한 테이프 접착 공정, 접착제 디스펜싱 공정 및 고정체 부착 공정이 요구된다. 따라서, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 결합하기 위한 공정이 지나치게 복잡해져서 공정 시간이 길어질 뿐만 아니라, 제조 비용이 상승한다. 또한 패드와 고정체는 부분적인 접착에 의해 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이에 개재되기 때문에 내충격성이 약하다. 외부 충격에 취약한 구조이므로, 국부적 스트레스로 인하여 액정 패널(20)에서 크랙(crack)이 발생하거나, 패드 및/또는 고정체가 액정 패널(20) 등에서 이탈될 수 있다. 아울러, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이의 견고한 결합을 확보하기 위해서는 차광용 테이프와 고정체를 부착할 수 있는 공간 마진(margin)이 부족하기 때문에, 즉 패드나 고정체의 크기는 일정 크기 이상을 가져야 하므로, 내로우 베젤을 적용하는 데 한계가 있었다.

따라서, 최근에는 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)를 합착, 결합하기 위한 방법으로 양면 테이프와 같은 폼 패드(Foam Pad)나 접착제를 사용한다. 그런데, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 결합시키기 위하여 사용되었던 종래의 폼 패드나 접착제는 외부적 요인이나 환경적 요인에 의하여 야기되는 외부적 스트레스를 적절히 제어하지 못하고, 이를 액정 패널(20)에 전가하여 액정 패널(20)의 변형을 초래하여 빛샘 문제를 야기하였는데, 이에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.

도 2a는 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이에 폼 패드(60a)가 개재되어 있는 액정표시장치를 개략적으로 도시하고 있다. 폼 패드(60a)는 액정 패널(20)을 백라이트 유닛(30)을 에워싸는 메인프레임(40)에 고정시키는 역할을 하는데, 탄성을 갖는 이형 베이스 필름과, 베이스 필름 양면의 접착성 필름으로 구성되어 있다.

일반적으로, 액정표시장치는 실질적으로 영상 표시에 이용되는 표시 영역(미도시)과, 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역(미도시)로 구분된다. 베젤 영역이라 불리는 비표시 영역은 메인프레임(40)에 의하여 백라이트 유닛(30)에서 생성된 빛이 액정 패널(20)로 공급되지 못하는 영역으로 정의된다. 이러한 비표시 영역을 줄이기 위해서는 메인프레임(40)의 수평 방향의 크기를 축소하는 것은 물론이고, 메인프레임(40) 상부에 개재되는 폼 패드(60a)의 크기를 축소하여야 한다. 하지만, 폼 패드(60a)를 구성하는 테이프의 재단 폭에 한계가 있기 때문에, 내로우 베젤 적용에 한계가 있다. 즉, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이의 견고한 결합을 위해서 폼 패드(60a)는 최소한 5.0 mm의 폭(W')을 가져야 하므로, 베젤 영역을 축소하는데 한계가 있다. 또한, 이형 베이스 필름을 박리하는 공정이나 폼(Foam)을 재단하는 공정 중에 이물질이 발생하여 액정 패널(20) 내부로 유입될 가능성이 매우 높다.

또한, 폼 패드(60a)가 배치되는 가이드 패널이라고도 불리는 메인프레임(40) 상면의 평탄도가 균일하지 않을 경우, 메인프레임(40)의 균일하지 않은 상면의 굴곡이 폼 패드(60a)를 통하여 액정 패널(20)에 전달된다. 이에 따라, 액정 패널(20)로 구속력이 발생하게 되는데, 액정 패널(20) 사이에 개재된 액정층(미도시)에 위치하는 액정 분자가 의도하지 않은 방향으로 배열되면서 빛샘 현상이 발생할 수 있다.

또한, 일반적으로 폼 패드(60a)를 사용하여 표시 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 접착할 때, 4개의 직사각형 형상의 바(bar) 패드를 메인프레임(40)의 4변 상부에 서로 맞닿도록 배치한다. 바 패드가 서로 맞닿는 모서리 부분에 이격 공간이 발생하거나 접착력이 저하되어, 상온에서 빛샘이 발생한다. 이러한 빛샘은 고온에서 더 증가하여 표시 장치의 품질을 저하시키는 문제가 발생한다.

폼 패드(60a)를 이용한 접착 방식의 문제를 해소하기 위한 하나의 대안으로, 강한 접착력을 가지는 강인성 소재의 하드(hard) 타입 접착제를 사용하여 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 합착하는 방법이 채택되었다. 도 2b는 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이에 하드 타입의 수지가 첨가된 접착제(60b)를 도포하여 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 결합시킨 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 하드 타입의 수지가 첨가된 접착제(60b)는 접착력이 우수하기 때문에, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 견고하게 결합할 수 있다. 또한 하드 타입의 수지가 배합된 접착제(60b)를 사용하면, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)이 합착될 때, 접착제(60b)의 변형이 거의 일어나지 않으므로, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이의 적절한 갭 스페이스(gap space)를 유지할 수 있다.

접착 신뢰성과, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이의 적절한 갭 스페이스를 확보하기 위하여 사용되는 하드 타입의 접착제(60b)는 첨가되는 수지 내에 hard segment의 비율이 증가하여야 한다. 이로 인하여 가교 밀도가 증가하여 강한 응집력으로 hard 특성을 갖는다. 하지만, hard segment의 비율이 높은 수지가 첨가된 하드 타입 접착제(60b)는 외부 충격을 분산시키지 못한다.

따라서, 도 2b에 도시한 것과 같이, 내로우 베젤용의 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이에 hard 타입 접착제(60b)를 도포하는 경우, 충격흡수성이 부족한 하드 타입 접착제(60b)로 인하여 외부 충격이 그대로 액정 패널(20)로 인가된다. 인가된 외부 충격에 의한 액정 패널(20)을 구성하는 기판(22, 24)의 굴절율 이방성이 초래되고, 액정층(미도시)의 액정 구조에서 twist angle이 형성되어 액정의 분자 배열이 바뀌면서 빛샘이 발생할 수 있다.

이러한 빛샘 방지를 위하여 소프트(soft) 타입 접착제를 고려해 볼 수 있다. 도 2c와 2d는 각각 종래의 소프트 타입 접착제(60c)를 도포하여 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 합착할 때의 문제점을 개략적으로 도시하고 있다. 일반적으로 접착제의 접착력은 수지의 모듈러스 값에 비례하는데, 소프트 타입의 접착제(60c)에 사용되는 바인더 수지는 모듈러스 값이 낮아서 접착력이 상대적으로 취약하다. 따라서, 도 2c에 도시한 것과 같이 소프트 타입 접착제(60c)를 백라이트 유닛(30)의 일면에 도포하고, UV 경화시킨 상태에서 액정 패널(20)을 합착한 뒤, 고온/고습(예를 들어 60℃, 상대습도 90%)의 조건에서 수시간 방치하면, 소프트 타입 접착제(60c)가 열화되면서 점착력이 손상된다. 이에 따라, 액정 패널(20)과 소프트 타입 접착제(60c) 사이의 점착면이 분리되면서 액정 패널(20)에서의 빛샘이 발생한다.

뿐만 아니라, 소프트 타입 접착제(60c)가 도포되어 있는 백라이트 유닛(30)에 액정 패널(20)을 합착할 때 다음과 같은 문제가 발생한다. 도 2d에 도시한 것과 같이, 백라이트 유닛(30)의 일면에 소프트 타입 접착제(60b)를 'G1'의 높이만큼 도포, 경화된다. 그런데, 소프트 타입 접착제(60c)는 모듈러스 값이 상대적으로 낮아 유연하므로, 충격에 의하여 소프트 타입 접착제(60c)의 두께가 감소된다. 따라서, 액정 패널(20)이 백라이트 유닛(30)에 합착될 때, 액정 패널(20)의 하중으로 인하여, 백라이트 유닛(30)에 코팅된 소프트 타입 접착제(60b)의 도포 두께는 'G2'로 크게 감소한다.

이처럼, 소프트 타입 접착제(60c)를 사용하여 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 합착한 뒤에, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이에 충분한 갭 스페이스를 유지할 수 없다. 소프트 타입 접착제(60c)는 액정 패널(20)의 하중으로 인한 충격을 흡수하지 못하기 때문에, 액정 패널(20)이 과도하게 휘어질 수 있으며, 이로 인하여 액정 패널(20)이 백라이트 유닛(30)과 완전히 밀착되지 못하고 들뜨게 된다. 또한, 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30) 사이의 충분한 갭 스페이스가 유지되지 못하기 때문에, 백라이트 유닛(30)에 기인하는 외력에 대한 스트레스(stress)를 완화시키지 못하므로, 외부의 충격에 취약할 수밖에 없다.

액정 패널(30)과 백라이트 유닛(30) 사이에 충분한 갭 스페이스를 유지하기 위해서 소프트 타입 접착제(60c)의 코팅되는 두께를 늘리는 방법을 고려해 볼 수 있으나, 재료의 낭비를 초래하므로 공정의 경제성을 감안할 때 바람직한 선택이라고 할 수 없다.

이처럼, 종래의 표시 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 합착할 때 채택되었던 폼 패드(60a)나 접착제(60b, 60c)는 표시 장치의 내부나 외부 요건으로 인하여 야기되는 스트레스나 온도나 습도 변화와 같은 환경적 요인으로 인한 스트레스를 방출하지 못한다. 따라서, 인가된 스트레스로 인하여 액정 패널(20)의 변형이 일어나 빛샘 현상이 유발되거나, 접착제가 파괴되는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 접착력과 충격 흡수력을 모두 확보할 수 없었던 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 외부 환경적 요인이나 기구적 요인에 의한 충격을 완화시킬 수 있는 접착제, 이 접착제가 적용되는 표시 장치 및 이 접착제를 이용하여 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 피착물에 대하여 우수한 접착력을 확보할 수 있는 접착제, 이 접착제가 적용되는 표시 장치 및 이 접착제를 이용하여 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 코팅 공정을 장기간 수행할 수 있으며, 적은 양으로도 표시 패널과 구조체 사이에 충분한 갭 스페이스(gap space)를 확보함으로써, 공정의 경제성을 담보할 수 있는 접착제, 이 접착제가 적용되는 표시 장치 및 이 접착제를 이용하여 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 표시 패널의 변형에 기인하는 빛샘 문제를 해결할 수 있는 접착제, 이 접착제가 적용되는 표시 장치 및 이 접착제를 이용하여 표시 장치를 제조하는 방법을 제공하고자 하는 것이다.

전술한 목적을 가지는 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 베이스 바인더 수지, 및 상기 베이스 바인더 수지와 배합되는 고무계 수지를 포함하는 접착제를 제공한다.

예시적인 실시형태에서, 상기 고무계 수지는 폴리부타디엔(Polybutadiene, PB) 수지, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene, PIB) 수지, 폴리펜타디엔(Polypentadiene) 수지, 폴리이소프렌(Polysioprene) 수지, 폴리네오프렌(Polyneoprene) 수지, 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile-Butadiene Rubber, NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS) 수지, 아크릴레이트-부타디엔 고무(Acrylate-Butadiene Rubber, ABR), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene-Propylene Rubber), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene-Propylene-Diene Rubber), 이들의 조합 및 이들의 공중합체를 포함할 수 있다.

상기 고무계 수지는 디엔(diene) 구조를 가질 수 있다.

본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 표시 패널, 상기 표시 패널을 지지하는 구조체, 및 상기 표시 패널과 상기 구조체 사이에 위치하는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 베이스 바인더 수지와, 상기 베이스 바인더 수지와 배합되는 고무계 수지를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

하나의 예시적인 실시형태에서, 상기 표시 패널은 액정 패널이고, 상기 구조체는 백라이트 유닛일 수 있다.

다른 예시적인 실시형태에서, 상기 표시 패널은 유기발광다이오드를 포함하고, 상기 구조체는 백 커버(back cover)일 수 있다.

본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 본 발명은 표시 패널을 지지하는 구조체의 일면에 접착제를 도포하는 단계, 및 상기 접착제가 도포된 구조체에 표시 패널을 합착하는 단계를 포함하고, 상기 접착제는 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 베이스 바인더 수지와, 상기 베이스 바인더 수지와 배합되는 고무계 수지를 포함하는 표시 장치를 제조하는 방법을 제공한다.

본 발명에서는 우수한 접착력을 가지는 베이스 바인더 수지와, 반발 특성이 우수하면서도 피착물에 대한 점착 특성을 갖는 고무계 수지를 배합한 접착제 및 이 접착제가 적용된 표시 장치를 제안한다.

이에 따라, 본 발명의 접착제가 피착물인 표시 패널과 구조체 사이에 도포, 적층되면, 외부 환경적 요인이나 기구적 요인에 의한 충격을 완화, 분산하여 외부 충격에 대하여 표시 패널이 변형되는 것을 방지할 수 있다.

아울러, 본 발명의 접착제는 피착물에 대한 우수한 접착력을 가지고 있으므로, 외부 충격에 의하여 피착물로부터 박리되지 않는다.

또한 장기간 코팅 작업을 수행하더라도 코팅 작업에 사용되는 노즐을 훼손시키지 않을 뿐만 아니라, 적은 양으로도 표시 패널과 구조체 사이에 충분한 갭 스페이스를 확보하여 충격 흡수력을 확보할 수 있으며, 상대적으로 저렴한 바인더 수지에 고무계 수지를 배합하여 제조될 수 있으므로, 재료비를 절감하여 공정의 경제성을 담보할 수 있다.

이처럼, 본 발명의 접착제를 표시 패널과 표시 패널을 지지하는 구조체 사이에 적용하면 우수한 충격 흡수력과 접착력을 확보할 수 있으므로, 환경적 요인이나 도구적 요인에 의하여 표시 패널이 변형되는 것을 방지할 수 있으며, 표시 패널의 변형으로 인하여 야기되는 빛샘 문제를 해소할 수 있다.

아울러, 내로우 베젤 설계가 가능하기 때문에, 보더리스 타입의 모든 표시 장치에 적용될 수 있다.

도 1은 종래 액정 패널과 백라이트 유닛을 결합하기 위한 방법으로 접착 수단이 적용된 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2a는 종래 접착 수단으로서 양면 테이프와 같은 폼 패드(foam pad)를 사용하였을 경우의 문제점을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2b는 종래 접착 수단으로 강성한 하드 타입의 접착제를 사용하였을 경우의 문제점을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2c 및 도 2d는 종래 접착 수단으로서 소프트 타입의 접착제를 사용하였을 경우의 문제점을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 액정표시장치를 구성하는 부품의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 절단한 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 표시 패널과 백라이트 유닛 사이에 본 발명의 접착제를 도포하였을 때, 충격을 흡수하여 표시 패널의 변형을 방지할 수 있다는 것을 보여주는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 표시 패널과 백라이트 유닛 사이에 본 발명의 접착제를 도포한 상태에서 표시 패널이 백라이트 유닛에 합착되었을 때, 표시 패널과 백라이트 유닛 사이에 충분한 갭 스페이스(gap space)가 유지된다는 것을 보여주는 도면이다.
도 7은 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 액정표시장치에 사용되는 액정 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 유기발광다이오드 표시장치에 적용되는 표시 패널과 이를 지지하는 구조체인 백 커버(back cover) 사이에 본 발명의 접착제가 위치하는 형태를 개략적으로 도시한 단면도로서, 충격 흡수력이 확보되는 것을 보여준다.
도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 유기발광다이오드 표시 장치에 사용되는 표시 패널을 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 고무계 수지를 포함하는 접착제를 장기간 코팅 작업에 사용하더라도, 코팅 노즐에 갈림 현상이 존재하지 않은 것을 보여주는 사진이다.
도 11은 비교예에 따라 fumed 실리카를 포함하는 접착제를 코팅할 때, 코팅 노즐에서 갈림 현상이 일어나는 것을 보여주는 사진이다.
도 12는 본 발명의 예시적인 실시예 및 비교예에서 제조된 접착제에 대하여 인장 강도와 연신율을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.
도 13은 본 발명의 예시적인 실시예에 따라 제조된 접착제를 사용하여 표시 패널과 백라이트 유닛을 합착한 상태에서 빛샘 정도를 측정한 사진이다.
도 14는 비교예에 따라 제조된 접착제를 사용하여 표시 패널과 백라이트 유닛을 합착한 상태에서 빛샘 정도를 측정한 사진이다.
도 15는 본 발명의 예시적인 실시예 및 비교예에서 제조된 접착제에 대하여 접착력을 측정한 결과를 도시한 그래프이다.

이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.

[접착제]

본 발명의 접착제는 우수한 접착력을 가지면서도 유연성을 확보하여 외부 충격에 강하고, 표시 패널과 이를 지지하는 구조체가 합착될 때, 표시 패널과 구조체 사이에 충분한 갭 스페이스(gap space)를 확보할 수 있는데, 이에 대해서 먼저 살펴본다.

본 발명의 접착제는 베이스 바인더 수지와, 고무계 수지를 필수 성분으로 포함한다. 베이스 바인더 수지는 예를 들어 표시 장치에 사용되는 감압점착제(Pressure Sensitive Adhesive, PSA)를 구성하는 임의의 바인더 수지가 사용될 수 있다.

하나의 예시적인 실시형태에서, 베이스 바인더 수지는 소프트(soft) 타입의 유연성이 양호한 바인더 수지이다. 예를 들어, 본 발명에 따른 접착제를 구성하는 베이스 바인더 수지는 폴리(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 본 명세서에서 달리 정의하지 않는 한 (메타)아크릴레이트라는 용어는 아크릴레이트와 (메트)아크릴레이트를 모두 포함하는 의미로 사용된다. 특히 바람직하게는 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지이다.

폴리(메타)아크릴레이트 수지는 소프트 특성을 가지고 있으므로, 외력에 의한 내충격성이 양호하다. 한편, 폴리우레탄 수지나 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지에서 폴리우레탄은 히드록시기를 갖는 폴리올과 이소시아네이트기의 부가 중합 반응에 의해 형성되는 우레탄 결합과, 물과 이소시아네이트의 반응에 의해 형성되는 카바믹산(carbamic acid)으로부터 생성된 아민이 이소시아네이트와 반응하여 형성되는 우레아 결합을 가지고 있다.

우레탄 프리폴리머를 합성하기 위하여 사용되는 폴리올에 의해 형성되는 소프트 세그먼트와, 이소시아네이트에 의해 형성되는 하드 세그먼트에 의하여 소프트 타입의 접착제를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 우레탄 결합을 형성하기 위하여 우레탄 프리폴리머를 얻은 뒤, 습기 경화 공정을 진행함으로써, 접착력이 우수한 바인더 수지를 제조할 수 있는 이점이 있다.

예시적인 실시형태에서, 이들 베이스 바인더 수지는 접착제 중에 85 ~ 95 중량부의 비율로 배합된다. 본 명세서에서 달리 정의하지 않는 한, "중량부"는 '첨가, 배합되는 성분 간'의 상대적인 중량 비율을 의미한다. 베이스 바인더 수지의 함량이 이보다 적으면 소프트 특성을 충분히 발휘하지 못하여 내충격성이 감소할 수 있으며, 베이스 바인더 수지의 함량이 이보다 높으면 지나친 소프트 특성으로 인하여 표시 패널과 구조체가 합착될 때, 접착제의 충분한 갭 스페이스가 확보되지 못할 수 있다.

폴리(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지 및 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지는 해당 수지를 구성하는 모노머 및/또는 올리고머와 같은 경화성 성분으로부터 광경화 공정이나 습기 경화 공정을 통하여 합성될 수 있다. 예를 들어, 폴리(메타)아크릴레이트 수지나 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지를 구성하는 (메타)아크릴레이트 수지는 (메타)아크릴레이트 모노머 및/또는 올리고머의 경화에 따라 이들 모노머 및/또는 올리고머 사이의 가교결합을 통하여 합성될 수 있다.

(메타)아크릴레이트 수지를 합성하기 위한 올리고머는 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 2-에틸헥실, 옥틸, 데실, 도데실, 라우릴 등에서 1종 이상 선택되는 C₁~C₂₀의 알킬 (메타)아크릴레이트; 부타디엔, 헥사디엔, 옥타디엔 등에서 1종 이상 선택되는 C₂~C₂₀의 알케닐 (디)(메타)아크릴레이트; 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 에틸렌글리콜, 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜페닐에테르, 디에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 테트라에틸렌글리콜 등에서 1종 이상 선택되는 C₁~C₂₀ 알콕시 (디)(메타)아크릴레이트; 2-하이드록시-에틸, 2-에톡시에틸, 2-하이드록시-프로필, 2-하이드록시-부틸, 4-하이드록시부틸, 2-부톡시에틸, 트리메톡시부틸 등에서 1종 이상 선택되는 C₁~C₂₀ 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트; 알릴프로폭시레이트, 알릴모노프로폭시레이트 올리고머 등에서 1종 이상 선택되는 알릴알콕시레이트; 사이클로헥실, 디사이클로펜타닐, 이소보닐 등에서 1종 이상 선택되는 C₅~C₈ 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트나 N-아크릴로일 모폴린(N-Acryloyl morphline) 등에서 1종 이상 선택되는 지환족 (메타)아크릴레이트; 에폭시, 에폭시사이클로헥실메틸, 글리시딜, 메틸글리시딜 등에서 1종 이상 선택되는 에폭시 (메타)아크릴레이트; 벤질, 페녹시에틸, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 등에서 1종 이상 선택되는 아릴(메타)아크릴레이트; 및 이들의 조합을 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다.

한편, (메타)아크릴레이트 모노머는 C₅-C₂₀의 알킬기, C₂~C₂₀ 알케닐기, C₂~C₂₀ 알키닐기 또는 C₁~C₂₀ 알콕시기로 치환되어 있는 지방족 (메타)아크릴레이트 모노머; 치환되지 않거나 C₁-C₁₀ 알킬기, C₂-C₁₀ 알케닐기, C₂-C₁₀의 알키닐기, 또는 C₁-C₁₀ 알콕시기로 치환되어 있는 C₅-C₈의 사이클로알킬(지환족) (메타)아크릴레이트 모노머; C₁-C₁₀ 아릴(메타)아크릴레이트, 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다.

지방족(메타)아크릴레이트 모노머의 비제한적인 예는 펜틸, 헥실, 2-에틸헥실, 아밀, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 도데실, 라우릴, 스테아릴 등에서 1종 이상 선택되는 C₁-C₂₀의 알킬 (메타)아크릴레이트; 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 1,3-부틸렌글리콜, 네오펜틸글리콜, 트리메틸올프로판, 트리메틸올프로판, 펜타에리쓰리톨, 디펜타에리스리톨 등에서 1종 이상 선택되는 알콕시 (디/트리/테트라/펜타/헥사)(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합을 포함한다.

지환족 (메타)아크릴레이트 모노머는 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, N-아크릴로일 모폴린 등에서 1종 이상 선택될 수 있다. 아릴 (메타)아크릴레이트 모노머는 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등에서 1종 이상 선택될 수 있다.

폴리우레탄 수지 및 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지를 구성하는 우레탄 결합을 형성하기 위하여 폴리올과 디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 우레탄 프리폴리머를 사용할 수 있다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위한 폴리올은 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드에 글리세린을 반응시킨 폴리올이나, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 폴리에테르와 같은 폴리에테르폴리올; 및/또는 폴리카프로락톤폴리올, 이염기산인 아디프산에 글리콜이나 트리올의 탈수축합반응에 의하여 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등에서 1종 이상 선택될 수 있다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위한 디이소시아네이트 화합물은 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 메틸렌디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 등에서 1종 이상 선택될 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 바인더 수지를 합성하기 위한 액상 조성물 중에 모노머 성분은 10 ~ 50 중량부, 우레탄 프리폴리머를 포함하는 올리고머 성분은 30 ~ 70 중량부로 첨가될 수 있다.

한편, 본 발명의 접착제는 예를 들어 폴리(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합일 수 있는 베이스 바인더 수지 외에, 고무계 수지를 포함하고 있다. 고무계 수지는 폴리부타디엔(Polybutadiene, PB) 수지, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene, PIB) 수지, 폴리펜타디엔(Polypentadiene) 수지, 폴리이소프렌(Polysioprene) 수지, 폴리네오프렌(Polyneoprene) 수지, 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile-Butadiene Rubber, NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS) 수지, 아크릴레이트-부타디엔 고무(Acrylate-Butadiene Rubber, ABR), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene-Propylene Rubber), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene-Propylene-Diene Rubber), 이들의 조합 및 이들의 공중합체를 포함할 수 있다.

고무계 수지가 베이스 바인더 수지에 분산된 본 발명의 접착제를 사용하면, 표시 패널과 이를 지지하는 구조체가 합착될 때, 표시 패널과 구조체 사이의 적절한 갭 스페이스를 유지할 수 있다. 따라서, 고무계 수지는 표시 장치의 내부 및 외부에서 발생하는 충격을 흡수하는 역할을 수행하여, 표시 패널로 인가되는 충격을 완화시킨다. 뿐만 아니라, 고무계 수지는 일종의 점착부여제(tackifier) 역할을 수행하며 구조체에 합착될 때, 표시 패널이 밀리는 것을 방지하여, 표시 패널에서의 빛샘을 방지할 수 있다.

예시적인 실시형태에서 고무계 수지는 디엔(diene) 구조를 가질 수 있다. 디엔 구조의 이중 결합을 갖는 고무계 수지를 첨가함으로써, 접착제의 내열성 및 접착성을 향상시킬 수 있다. 디엔 구조의 고무계 수지는 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 혼성 오비탈에서 sp 오비탈에 비하여 이중 결합에 존재하는 sp² 오비탈은 전기음성도가 상대적으로 크다. 따라서 디엔 구조를 갖는 고무계 수지를 도입함으로써, 오비탈의 유도 효과에 의하여 상호간에 끌어당김이 강해진다. 따라서, 구조체나 표시 패널과 같은 피착물인 기재와의 접착에 유리하므로, 점착력이 향상되고 내열성을 향상시킬 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 고무계 수지는 본 발명의 접착제 중에 0.1 ~ 2 중량부의 비율로 첨가될 수 있다. 고무계 수지의 함량이 0.1 중량부 미만이면, 갭 스페이스를 유지하기 곤란하고, 점착력과 내열성이 떨어질 수 있다. 고무계 수지의 함량이 2 중량부를 초과하면 접착제의 유연성이 떨어져서 내충격성이 저하될 우려가 있다.

또한, 본 발명의 접착제는 선택적으로 가소제, 계면활성제, 안정화제 등의 기타 첨가제와, 광개시제를 포함할 수 있다.

가소제(plasticizer) 성분은 접착제의 모듈러스 값을 조절하기 위한 것이다. 사용될 수 있는 가소제 성분으로는 접착제의 모듈러스 값을 낮출 수 있는 임의의 성분을 포함한다. 예를 들어, 가소제 성분으로서 디옥틸프탈레이트(DOP)계, 디옥틸아미페이트(DOA)계, 트리크레실포스테이트(TCP), 디옥틸아졸레이트(DOZ)계, 에스테르(Esther)계, 폴리이소프렌계 및 이들의 조합을 사용할 수 있다. 가소제 성분은 접착제 중에 예를 들어 1 ~ 3 중량부의 비율로 첨가될 수 있다.

계면활성제는 본 발명의 접착제와 기재 사이의 밀착성을 개선시키는 성분이다. 사용 가능한 계면활성제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 실리콘 계면활성제 등을 1종 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 예를 들어, 계면활성제는 접착제 중에 0.1 ~ 3 중량부의 비율로 첨가될 수 있다.

선택적으로, 본 발명의 접착제의 저장성을 향상시키기 위하여 음이온성 안정화제, 래디컬 안정화제, 경화 촉진제 중에서 적어도 1종 선택될 수 있는 안정화제(stabilizer)가 첨가될 수 있다. 안정화제는 접착제 중에 0.1 ~ 3 중량부의 비율로 첨가될 수 있다.

한편, 아크릴레이트계 모노머나 올리고머와 같은 경화성 성분의 중합 반응을 유도할 수 있도록 본 발명의 접착제 조성물에는 광개시제가 포함된다. 예를 들어 광개시제는 UV와 같은 적절한 전원의 조사에 의한 광중합 반응을 유도할 수 있는 임의의 광개시제를 사용할 수 있다. 예를 들어, Irgacure 184, Irgacure 819 및 이들의 조합으로 구성될 수 있는 상업적 광개시제를 사용할 수 있지만, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 광개시제가 이들 제품으로만 한정되는 것은 결코 아니다.

예를 들어 사용가능한 광개시제로서 아세토페논계 광개시제, 벤조페논계 광개시제, 티오크산톤계 광개시제, 벤조인계 광개시제, 트리아진계 광개시제, 포스핀옥사이드계 광개시제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일-포스핀옥사이드) 광개시제는 405 nm와 같은 장파장에서 중합 개시반응을 유도하는데, 심부 경화성을 증가시키고, 표면 경화를 억제하여 접착제 전 범위에 걸쳐 균일한 가교결합을 형성할 수 있다.

광개시제는 접착제 중에 0.01 ~ 3.0 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 광개시제의 함량이 0.01 중량부 미만이면, 경화 반응 속도가 지나치게 느려지거나 개시 역할을 수행하지 못하여 경화 효율이 떨어진다. 광개시제의 함량이 3.0 중량부를 초과하면 경화에 참여하지 못한 광개시제의 고리(ring) 구조 특성으로 인하여 황변 현상이 초래될 수 있다.

예시적인 실시형태에서, 경화성 모노머 성분, 올리고머 성분 및/또는 우레탄 프리폴리머와 같은 경화성 성분과, 광개시제 및 기타 첨가제 성분과 같은 비-경화성 성분이 혼합되어 있는 액상 접착제를 적절한 기재, 예를 들어 표시 패널을 지지하는 구조체에 코팅한다.

본 발명에 따른 액상 접착제를 기재 상에 도포하는 방법은 중앙 적하 스핀법 등과 같은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 토출 노즐식 코팅과 같은 슬릿 노즐을 이용한 슬릿 코팅 등의 방법이나 디스펜싱 방법을 이용할 수 있으며, 2가지 이상의 방법을 조합할 수 있다. 기재에 코팅된 액상 접착제를 광원, 예를 들어 LED 램프와 같이 자외선 파장의 광을 방출하는 광원을 이용하여 경화시킬 수 있다.

[표시 장치]

계속해서 본 발명에 따른 접착제가 적용된 표시 장치에 대해서 설명한다. 도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 따라 액정표시장치를 구성하는 부품의 결합 관계를 개략적으로 도시한 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따라 절단한 단면도이다. 본 발명의 제 1 실시형태에 따른 표시 장치인 액정표시장치(100)는, 액정 패널(120), 액정 패널(120)을 지지하는 구조체인 백라이트 유닛(130), 메인프레임(main frame, 140), 바텀프레임(bottom frame, 150) 및 접착층(160)을 포함한다.

영상을 표시하는 액정 패널(120)은 액정층(125, 도 7 참조)을 사이에 두고 대면 합착되는 제 1 기판(122) 및 제 2 기판(124)을 포함한다. 액정 패널(120)의 적어도 일 가장자리를 따라 연성회로기판 같은 연결부재(미도시)를 매개로 게이트 인쇄회로기판 및 데이터 인쇄회로기판(미도시)이 연결되어 모듈화 과정에서 메인프레임(140)의 측면 내지는 바텀프레임(150)의 배면으로 젖혀 밀착된다. 제 1 및 제2기판(122, 124)의 외면에는 각각 제 1 및 제 2 편광판(126, 128)이 형성된다.

액정 패널(120)이 나타내는 투과율의 차이가 외부로 발현되도록 액정 패널(120)의 배면에는 빛을 공급하는 동시에 액정 패널(120)을 지지하는 구조체인 백라이트 유닛(130)이 배치된다. 백라이트 유닛(130)은, 메인프레임(140)의 적어도 일 가장자리의 길이방향을 따라 배열되는 발광다이오드 어셈블리(138)와, 백색 또는 은색의 반사판(136)과, 반사판(136) 상에 배치되는 도광판(134)과, 도광판(134) 상부에 배치되는 광학시트(132)를 포함한다.

발광다이오드 어셈블리(138)는 백라이트 유닛(130)의 광원으로서, 도광판(134)의 입광면과 대면하도록 도광판(134)의 일측에 위치하며, 이러한 발광다이오드 어셈블리(138)는, 다수의 발광다이오드(138a)와, 다수의 발광다이오드(138a)가 일정 간격 이격하여 장착되는 인쇄회로기판(138b)을 포함한다.

다수의 발광다이오드(138a)로부터 출사되는 빛이 입사되는 도광판(134)은, 다수의 발광다이오드(138a)로부터 입사된 빛이 여러 번의 전반사에 의해 도광판(134) 내를 진행하면서 도광판(134)의 넓은 영역으로 골고루 퍼져 액정 패널(120)에 면광원을 제공한다.

이러한 도광판(134)은 균일한 면광원을 공급하기 위해 배면에 특정 형상의 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도광판(134)의 패턴은 도광판(134) 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형 패턴(elliptical pattern), 다각형 패턴(polygon pattern), 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등을 포함할 수 있으며, 이와 같은 패턴은 도광판(134)의 하부면에 인쇄방식 또는 사출방식으로 형성될 수 있다.

반사판(136)은 도광판(134)의 배면에 위치하여, 도광판(134)의 배면을 통과한 빛을 액정 패널(120) 쪽으로 반사시킴으로써 빛의 휘도를 향상시킨다. 도광판(134) 상부의 다수의 광학시트(132)는 확산시트와 적어도 하나의 집광시트 등을 포함하며, 도광판(134)을 통과한 빛을 확산 또는 집광하여 액정 패널(120)로 보다 균일한 면광원이 입사되도록 한다.

액정 패널(120)과 백라이트 유닛(130)은 메인프레임(140), 바텀프레임(150) 및 접착층(160)을 통해 모듈화 된다. 백라이트 유닛(130)이 안착되는 바텀프레임(150)은, 액정표시장치(100)를 구성하는 전체 기구물 조립에 기초가 되는 수평면과, 이의 가장자리가 수직 절곡된 가장자리부를 포함한다. 사각테 형상을 갖는 메인프레임(140)은, 도광판(134)의 측면과 인쇄회로기판(138b)의 배면과 같은 백라이트 유닛(130)의 측면을 둘러싸는 측벽부(140a)와, 측벽부(140a)로부터 절곡되어 도광판(134)과 같은 백라이트 유닛(130)의 상면 가장자리 상부에 배치되는 지지부(140b)를 포함하며, 바텀프레임(150)과 결합된다. 메인프레임(140)은 서포트메인, 가이드패널 또는 메인서포트, 몰드프레임이라 일컬어지기도 하며, 바텀프레임(150)은 커버바텀, 바텀커버 또는 하부커버라 일컬어지기도 한다. 메인프레임(140) 및 바텀프레임(150)은 폴리카보네이트(PC), 알루미늄, 스테인리스스틸, 전기아연도금강(Electrolytically Galvanized Steel, EGI) 등의 소재로 제조될 수 있지만, 다른 소재로 제조될 수 있다.

액정표시장치(100)는, 실질적으로 영상표시에 이용되는 표시영역(DR)과, 표시영역(DR)을 둘러싸는 비표시 영역(NDR)을 포함하는데, 베젤(bezel)영역이라 불리는 비표시 영역(NDR)은 메인프레임(140)의 지지부(140b)에 의하여 백라이트 유닛(130)의 빛이 액정 패널(120)로 공급되지 못하는 영역으로 정의될 수 있다. 그리고, 액정 패널(120)은 메인프레임(140)의 지지부(140b)에 고정되어 가장자리가 지지되는데, 이를 위하여 액정 패널(120)과 메인프레임(140)의 지지부(140b)에 사이에는 접착층(160)이 형성된다.

접착층(160)은, 액정 패널(120)을 메인프레임(140)의 지지부(140b)에 고정시키는 역할을 하는데, 본 발명에 따른 접착제를 지지부(140b)의 4변 또는 액정 패널(120)의 4변에 연속적으로 도포함으로써, 액정 패널(120)과 백라이트 유닛(130) 사이의 메인프레임(140) 상부에 형성할 수 있다. 예를 들어, 접착층(160)은 약 2.0 mm 이하의 폭(W)으로 형성될 수 있으므로, 비표시 영역(NDA)을 약 5.0 mm 이하의 폭으로 축소할 수 있으며, 내로우 베젤(narrow bezel)의 액정표시장치(100)를 제조할 수 있다.

또한, 접착층(160)은 약 1.0 mm 이하의 두께(G')로 형성될 수 있으므로, 액정표시장치(100)의 슬림화(slim)를 달성할 수 있다. 또한, 접착층(160)은 상대적으로 높은 접착력과 블랙(black) 색상을 갖는 기능성 접착제를 이용하여 형성될 수 있으므로, 모서리 부분의 빛샘을 방지하여 표시 품질이 개선된 액정표시장치(100)를 제조할 수 있다. 예시적으로, 본 발명의 접착층(160)은 소프트 타입으로서 유연성이 있으며 접착력이 우수한 폴리(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합일 수 있는 베이스 바인더 수지(162)와, 반발 탄성력이 우수하며, 점착성 및 내열성이 양호한 고무계 수지(164)를 포함한다. 따라서, 본 발명에 따른 접착제를 적용한 접착층(160)을 사용하여 종래 접착제가 가지고 있던 문제점을 해결할 수 있다.

먼저 도 5a에 도시한 것과 같이, 본 발명의 접착층(160)은 소프트 타입의 바인더 수지(162, 도 4 참조)를 사용하였기 때문에, 메인프레임(140)의 평탄도가 균일하지 않더라도, 균일하지 않은 메인프레임(140)의 평탄도를 보상할 수 있다. 따라서, 메인프레임(140)의 지지부(140b, 도 4 참조)가 균일하지 않은 평탄면을 가지고 있는 경우에도, 균일하지 않은 평탄면으로 인한 구속력을 액정 패널(120)로 전가하지 않는다. 따라서, 종래와 달리 균일하지 않은 메인프레임(140)의 평탄면에 의해 유발되는 구속력으로 인하여, 액정 패널(120)의 변형이 초래되고, 이에 따라 액정 분자의 뒤틀림 변형 등으로 인한 빛샘을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 접착층(160)은 소프트 타입의 유연한 베이스 바인더 수지(162, 도 4 참조)를 함유하고 있어서 탄성력이 있다. 따라서, 도 5b에 도시한 것과 같이, 표시 장치의 외부 및/또는 내부에서 발생한 외력이 접착층(160)에 인가되면, 접착층(160)은 응력(stress)을 분산, 완화시켜, 액정 패널(120)로 응력을 인가하지 않는다. 이처럼, 본 발명의 접착층(160)은 내충격성이 양호하여 응력을 액정 패널(120)로 인가하지 않으므로, 외력에 의한 액정 패널(120)의 변형에 따른 빛샘을 방지할 수 있다.

한편, 종래 소프트 타입의 접착제를 사용하여 액정 패널(20)과 백라이트 유닛(30)을 합착하면, 접착층(60c)의 두께가 크게 감소하여 외부 충격을 완화시키는데 한계가 있다(도 2d 참조). 그런데, 본 발명의 접착층(160)은 반발 탄성이 우수한 고무계 바인더 수지(164, 도 4 참조)를 포함한다. 따라서, 도 6에 도시한 것과 같이, 백라이트 유닛(130)을 에워싸는 메인프레임(140)의 상면에 접착층(160)을 G 두께로 도포하고, 액정 패널(120)을 합착하면, 고무계 바인더 수지(164, 도 4 참조)의 우수한 반발 탄성으로 인하여, 액정 패널(120)과 백라이트 유닛(130) 사이에서 접착층(160)의 도포 두께, 즉 액정 패널(130)과 백라이트 유닛(130) 사이의 갭 스페이스는 합착되기 전의 도포 두께(G)에 비하여 크게 줄지 않는 G'을 유지할 수 있다.

즉, 본 발명의 접착층(160)을 사용하여 액정 패널(120)과 백라이트 유닛(130)을 합착하면, 접착층(160)의 도포 두께가 거의 감소하지 않으므로, 액정 패널(120)과 백라이트 유닛(130) 사이에 충분한 갭 스페이스를 유지할 수 있다. 본 발명의 접착층(160)은 외부 충격에 대한 충분한 완충 기능을 발휘할 수 있으므로, 응력을 액정 패널(120)로 인가하지 않는다. 따라서, 외력에 의한 액정 패널(120)의 변형으로 인한 빛샘을 또한 방지할 수 있다.

아울러, 접착층(160)은 낮은 모듈러스로 인한 소프트 특성과 우수한 접착 특성을 동시에 가지고 있다. 액정 패널(120)이 백라이트 유닛(130)에 합착될 때, 액정 패널(120)의 하중으로 인하여 인가되는 외력에 의하여 접착층(160)의 도포 두께가 약간 감소하기 때문에, 액정 패널(120)이 하중으로 인하여 과도하게 휘는 것을 보상할 수 있다. 더욱이, 접착층(160)은 강한 접착 특성을 가지고 있기 때문에, 액정 패널(120)의 하중이 접착층(160)을 통하여 백라이트 유닛(130)에 작용하더라도, 액정 패널(120)이 백라이트 유닛(130)에서 이탈하여 들뜨는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 1 실시형태에 따라 백라이트 유닛(130)과 메인프레임(140)을 통하여 접착되는 액정 패널(120)에 대해서 도 7을 참조하면서 상세하게 설명한다.

표시 장치(100)를 구성하는 액정 패널(120)은 제 1 기판(122)과, 제 2 기판(124)이 서로 마주보고 대향되어 있으며, 이들 기판(122, 124) 사이에 액정층(125)이 개재되어 있다. 제 1 기판(122) 및 제 2 기판(124)은 유리 소재로 제조될 수 있지만, 예시적으로 가요성(flexible) 소재, 예를 들어 폴리이미드 소재와 같은 플라스틱 소재로 제조되는 가요성 기판일 수 있다. 이 경우, 액정 패널(120)은 가요성 표시 패널로 기능할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 액정 패널(120)의 제 1 기판(122) 및 제 2 기판(124)의 액정층(125)의 경계부분에는 액정의 초기 분자배열 방향을 결정하는 배향막이 형성되고, 그 사이로 충진되는 액정층의 누설을 방지하기 위해 제 1 기판(122) 및 제 2기판(124)의 가장자리를 따라 씰패턴(seal pattern)이 형성된다.

제 1 기판(122)의 상부에 적층되는 다수의 전극 및 배선에 대해서 보다 구체적으로 살펴보면, 제 1 기판(122)의 상부에 일방향으로 다수의 게이트 배선(미도시)이 연장되어 있으며, 이러한 다수의 게이트 배선(미도시)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하며 제 2 방향으로 다수의 데이터 배선(170)이 형성되어 있다. 게이트 배선(미도시)의 일단에 연결되어 비-표시영역에 게이트패드(미도시)가 형성되고, 데이터 배선(170)의 일단에 연결되어 비-표시영역에 데이터패드(미도시)가 형성된다.

다수의 화소영역(P) 각각에는 게이트 전극(171)과, 게이트 절연막(173)과, 액티브층(174a) 오믹콘택층(174b)을 포함하는 반도체층(174)과, 소스 및 드레인 전극(176, 177)으로 이루어지는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. 게이트 전극(161)은 게이트 배선(미도시)에 연결되며, 제 1 기판(122) 상에 형성된다. 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(171) 상에, 무기 절연물질, 예를 들어 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx)일 수 있는 무기 절연물질로 이루어지는 게이트 절연막(173)이 형성된다.

게이트 절연막(173) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(174a)과, 액티브층(174a) 상에 형성되며 액티브층(174a)의 중앙을 노출시키고 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(174b)이 형성되어 있다. 액티브층(174a)과 오믹콘택층(174b)은 반도체층(174)을 이룬다.

반도체층(174) 상에는 서로 이격하여 액티브층(174a)의 중앙을 노출시키는 소스 전극(176)과 드레인 전극(177)이 형성되어 있다. 소스 전극(176)은 반도체층(174) 상에 위치하며 데이터 배선(170)에서 연장되며, 드레인 전극(177)은 반도체층(174) 상에서 소스 전극(176)과 이격하여 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)는 스위칭 영역(TrA)에 위치하고 있다.

또한, 게이트 절연막(173) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(170)이 게이트 배선(미도시)과 교차하여 형성되고 있다. 데이터 배선(170)은 화소영역(P)에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(176)으로부터 연장된다. 한편, 도면으로 표시하지는 않았으나, 하나의 예시적인 실시형태에서, 게이트 절연막(173) 상에는 공통배선(미도시)이 데이터 배선(170)에 평행한 제 2 방향을 따라 형성되어, 게이트 배선(미도시)과 교차하고 있다. 대안적인 실시형태에서, 공통배선(미도시)은 게이트 배선(미도시)과 평행하게 게이트 배선(미도시)과 동일층에 형성될 수도 있다.

한편, 데이터 배선(170), 소스 전극(176), 드레인 전극(177) 및 공통배선(미도시)을 덮는 제 1 보호층(178a)이 형성된다. 제 1 보호층(178a)에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(177)을 노출시키는 드레인 콘택홀(179)이 형성되어 있다. 제 1 보호층(178a)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기물 또는 포토아크릴과 같은 유기물로 제조될 수 있다. 제 1 보호층(178a)은 화소전극(182)을 형성하는 과정에서 오믹콘택층(174b)이 손상되는 것을 방지한다.

또한, 각각의 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(177)과 드레인 콘택홀(179)을 통해 접촉하여 전기적으로 연결되는 제 1 전극으로서의 화소전극(182)이 제 1 보호층(178a) 상에 형성되어 있다. 화소전극(182)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 각각의 화소영역(P) 내에서 판 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)일 수 있다. 도면으로 도시하지 않았지만, 제 1 보호층(178a)의 상부의 비-표시영역에는 화소전극(182)과 동일한 투명 도전성 소재로 제조되는 게이트 패드 전극 및 데이터 패드 전극이 형성되는데, 게이트패드 전극은 게이트패드 콘택홀(미도시)을 통하여 게이트패드에 전기적으로 연결되고, 데이터패드 전극은 데이터패드 콘택홀(미도시)을 통하여 데이터패드에 전기적으로 연결된다.

화소전극(182) 상부에는 제 2 보호층(178b)이 형성되어 있다. 이 제 2 보호층(178b)은 제 1 보호층(178a)와 마찬가지로 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기물 또는 포토아크릴과 같은 유기물로 제조될 수 있다.

한편, 상기 제 2 보호층(178b) 상에는 상기 판 형태의 화소전극(182)과 중첩하며 다수의 슬릿 형태의 홀(개구부, 187)을 갖는 공통전극(186)이 형성되어 있다. 화소전극(182)과 마찬가지로 제 2 전극으로서의 공통전극(186)은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다. 공통전극(186)은 다수의 화소영역(P)이 형성된 표시영역 전면에 형성된다. 판 형태의 제 1 전극일 수 있는 화소전극(182)과 개구부(187)를 갖는 제 2 전극일 수 있는 공통전극(186) 사이에 전압이 인가되면, 프린지 필드(fringe field)가 형성되어 액정이 구동됨으로써, 투과 효율이 향상되고 고품질의 영상이 표시된다.

도면으로 도시하지는 않았으나 컬러 필터 기판을 구성하는 제 2 기판(124)의 하부에는 각각의 화소영역(P)에 대응되는 개구부를 갖는 차광부재인 블랙매트릭스가 형성되고, 블랙매트릭스의 하부와 블랙매트릭스의 개구부를 통하여 노출된 제 2 기판(124)의 하부에는 컬러필터층이 형성된다. 컬러필터층(미도시)은 화소영역(P)에 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터를 포함한다. 또한, 컬러필터층(미도시)과 액정층(125) 사이에는 컬러필터층(미도시)의 보호 및 표면을 평탄화하기 위하여 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 등과 같은 소재의 오버코트층(미도시)이 더 형성될 수 있다.

한편, 전술한 제 1 실시형태에서는 액정패널과 구조체로서 백라이트 유닛이 접착되는 구조에 대해서 설명하였으나, 본 발명의 접착제는 다른 표시 패널과, 이 패널을 지지하는 구조체 사이에도 도포될 수 있다. 도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 유기발광다이오드 표시장치용 표시 패널과 구조체로서 백 커버(back cover) 사이에 본 발명의 접착제가 위치하는 형태를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 8에 개략적으로 도시된 것과 같이, 유기발광다이오드 표시장치(200)는 제 1 기판(222) 및 제 2 기판(224)을 포함하는 유기발광표시패널(228)과, 제 1 기판(222) 및 제 2 기판(224)에 부착되는 제 1 편광판(226) 및 제 2 편광판(228)을 포함한다. 제 1 기판(222)을 수납, 지지하기 위하여 대략 평판 형상의 구조체인 백 커버(back cover, 230)가 위치한다. 백 커버(230)의 주변부 상면과 표시 패널(220)의 제 1 기판(222)의 주변부 하면에 접착층(260)이 개재된다. 도면으로 도시하지는 않았으나, 유기발광다이오드 표시장치(200)는 표시 패널(220)의 가장자리를 가이드하기 위한 캐비닛(미도시)과, 표시 패널(220)을 보호하기 위하여, 제 2 기판(224) 쪽에 위치하는 커버 윈도우(미도시)를 포함할 수 있다.

백 커버(230)는 표시 패널(220)의 배면을 덮은 플레이트 형상으로 구성될 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 백 커버(230)는 알루미늄, 스테인리스스틸, 글라스 등으로 제조될 수 있다. 선택적으로, 백 커버(230)는 상부와 하부의 제 1 금속층 및 제 2 금속층과, 이들 금속층 사이의 무기물층의 3중 구조로 이루어질 수도 있다. 이러한 금속층은 표시 패널(220)에서 발생하는 고온의 열을 방출하는 역할을 한다.

제 1 실시형태와 마찬가지로, 본 발명의 접착층(260)은 소프트 특성으로 인하여 외부에서 가해진 외력에 의한 응력을 분산하여, 외부 충격을 표시 패널(220)에 전가하지 않는다. 뿐만 아니라, 표시 패널(220)이 백 커버(230)에 합착될 때, 표시 패널(220)과 백 커버(230) 사이에 충분한 갭 스페이스를 유지할 수 있다. 이처럼, 외력에 대한 내충격성이 양호하고, 충분한 갭 스페이스를 확보함으로써, 외부의 충격에 의하여 표시 패널(220)이 변형되어 빛샘과 같은 불량이 야기되는 것을 방지할 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태에 따른 유기발광다이오드 표시장치(200)를 구성하는 표시 패널(220)에 대해서 도 9를 참조하면서 더욱 상세하게 설명한다. 도 9에 도시한 것과 같이, 본 발명의 제 2 실시형태에 따라 유기발광다이오드 표시장치(200, 도 8 참조)를 구성하는 표시 패널(220)은 표시 영역(DR)과 표시 영역(DR) 주변에 비표시 영역(NDR)이 정의되어 있으며, 제 1 기판(222)과 제 2 기판(224)이 소정 간격 이격되어 마주하고 있다.

표시 패널(220)을 구성하는 제 1 기판(222) 및/또는 제 2 기판(224)은 유리 또는 플렉서블(flexible) 플라스틱으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제 1 기판(222) 및 제 2 기판(224)은 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이드(polyethyeleneterepthalate, PET) 소재로 제조될 수 있다. 이러한 플라스틱 소재를 채택하여 플렉서블(flexible) 기판으로 응용될 수 있다.

유리 또는 플라스틱 기판일 수 있는 제 1 기판(222)의 표시 영역(DR)을 구성하는 각각의 화소영역에 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와, 구동 박막트랜지스터(DTr)와, 유기발광다이오드(E)를 포함하는 유기발광소자(270)가 위치한다. 이때, 제 1 기판(222)과 유기발광소자(270)의 인캡슐레이션을 위하여, 제 2 기판(224)이 접착제 또는 충진성 실링재(292)를 통하여, 제 1 기판(222)에 대향적으로 합착된다.

제 1 기판(222)의 상부에는 다수의 전극, 신호 배선 및 층으로 구성되는 유기발광소자(270)가 형성되는데, 이에 대해서 구체적으로 살펴본다. 제 1 기판(222)의 표시 영역(DR)의 각각의 화소영역에 반도체층(274)이 형성된다. 반도체층(274)은 실리콘으로 이루어지며 중앙부의 채널을 이루는 액티브 영역(274a)과, 액티브 영역(274a)의 양측으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(274b, 274c)으로 구성된다.

이러한 반도체층(274)의 상부에 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기물로 제조되는 게이트 절연막(273)이 형성된다. 표시 영역(DR) 내의 각각의 화소영역에는 게이트 절연막(273)의 상부로 반도체층(274)의 액티브 영역(274a)에 대응하여 게이트 전극(271)과, 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다.

특히, 게이트 전극(271)과 게이트 배선(미도시)의 상부 전면에 제 1 보호층(278a)이 형성되어 있다. 제 1 보호층(264)은 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기물 또는 포토아크릴과 같은 유기물로 제조될 수 있다. 제 1 보호층(278a)과 그 하부의 게이트 절연막(273)은 반도체층(274)의 중앙을 구성하는 액티브 영역(274a)의 양측에 위치한 소스 및 드레인 영역(274b, 274c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(275a, 275b)을 갖는다.

도면으로 도시하지는 않았으나, 반도체층 콘택홀(275a, 275b)을 포함하는 제 1 보호층(278a) 상에는 게이트 배선(미도시)과 교차하며, 화소 영역을 정의하며 금속 물질로 이루어진 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 전원 배선(미도시)이 형성된다. 선택적으로, 전원 배선(미도시)은 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있는 게이트 절연막(273) 상에 게이트 배선(미도시)과 이격하여 평행하게 형성될 수 있다.

또한, 표시 영역(DR)에는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(275a, 275b)을 포함하는 제 1 보호층(278a) 상에 서로 이격하며, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(275a, 275b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(274b, 274c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(276, 277)이 형성되어 있다.

소스 및 드레인 전극(276, 277)과, 이들 전극(276, 277)과 접촉하는 소스 및 드레인 영역(274b, 274c)을 포함하는 반도체층(274)과, 반도체층(274) 상부에 형성된 게이트 절연막(273) 및 게이트 전극(271)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 구성한다. 도면으로 나타내지 않았으나, 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선이 형성된다. 또한, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로서, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다.

도면에서는 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 구성으로서, 반도체층(274)이 폴리실리콘으로 이루어진 탑 게이트(Top gate) 타입을 예로 도시하였으나, 반도체층이 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 바텀 게이트(Bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다.

한편, 표시 영역(DR)의 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 포함한 제 1 기판(222)의 전면에 제 2 보호층(278b)이 형성된다. 제 2 보호층(278b)에는 드레인 콘택홀(279)이 형성되는데, 드레인 콘택홀(279)을 통하여 유기발광다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(282)이 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(277)과 전기적으로 접촉할 수 있다. 제 2 보호층(278b)은 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기물로 제조될 수 있으나, 예를 들어 평탄한 표면을 가질 수 있도록 포토아크릴과 같은 유기 절연 소재로 형성될 수 있다.

제 2 보호층(278b) 상부의 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 유기발광다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(282), 유기 발광층(284) 및 제 2 전극(286)이 순차적으로 형성된다. 제 1 전극(282)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(277)과 연결된다.

예시적으로, 제 1 전극(282)은 애노드(anode) 전극으로서, 일함수 값이 비교적 높은 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 사용할 수 있다. 한편, 제 2 전극(286)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있으며, 비교적 일함수 값이 낮은 물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로 이루어진다.

제 1 전극(282)와 제 2 전극(286) 사이에 적층되는 유기 발광층(284)은 발광 물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 유기 발광층(284)을 정공주입층(hole injection layer, HIL), 정공수송층(hole transporting layer, HTL), 발광층(emitting material layer, EML), 전자수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자주입층(electron injection layer, EIL)의 다중층으로 구성하여 발광 효율을 극대화할 수 있다.

따라서, 유기발광소자(270)에서 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(282)과 제 2 전극(286)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(282)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(286)으로부터 인가된 전자가 유기 발광층(284)으로 수송되어, 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다. 이때, 하부 발광 타입인 경우, 발광된 빛은 투명한 제 1 전극(282)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기발광소자(270)는 임의의 화상을 구현하게 된다.

한편, 제 1 전극(282)은 각각의 화소영역별로 형성되는데, 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극(282) 사이에는 뱅크(bank, 283)가 위치한다. 뱅크(283)는 유기 절연막 형태일 수 있다. 예를 들어, 뱅크(283)는 각각의 화소를 둘러싸는 형태로 제 1 전극(282)의 테두리와 중첩되도록 형성되며, 표시 영역(DR) 전체적으로 다수의 개구부를 갖는 격자 형태를 이룰 수 있다. 즉, 뱅크(283)는 제 1 기판(201) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되며, 뱅크(283)를 각각의 화소영역별 경계부로 하여 제 1 전극(282)이 화소영역 별로 분리된 구조로 형성된다.

선택적으로, 유기발광소자(270)의 전면으로 패시베이션층(290)이 형성될 수 있다. 제 2 전극(286)만으로는 유기발광층(284) 내부로의 수분 침투를 완전히 억제할 수 없기 때문에, 유기발광소자(270)의 전면으로 패시베이션층(280)을 형성함으로써 유기발광다이오드(E), 특히 유기발광층(284)으로의 수분 침투를 억제할 수 있다.

하나의 예시적인 실시형태에서 패시베이션층(290)은 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기 절연 소재로 구성되는 단층 구조일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 패시베이션층(290)은 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기 절연 소재를 이용하여 제 2 전극(286)의 상부에 적층되는 제 1 무기층(미도시)과, 올레핀계 수지, 에폭시 수지, 플루오로 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리실록산과 같은 고분자 소재를 이용하여 제 1 무기층(미도시)의 상부에 적층되는 유기층(미도시)과, 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기 절연 소재를 이용하여 유기층(미도시)의 상부에 적층되는 제 2 무기층(미도시)과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.

이하, 예시적인 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 하기 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.

실시예 1: 고무계 수지를 첨가한 접착제 제조

베이스 바인더 수지로서 우레탄 아크릴레이트 수지를 합성하기 위하여 아크릴레이트계 화합물인 N-아크릴로일 모르폴린(N-Acryloyl morpholine) 9 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 6 중량부, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 20 중량부, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트 20 중량부, 테트라에틸렌글리콜 10 중량부를 첨가하였다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위하여 폴리에테르 폴리올 15 중량부, 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI) 15 중량부를 첨가하였다. 한편, 고무계 수지로서 폴리부타디엔 0.1 ~ 0.5 중량부와, 폴리이소부타디엔 0.1 ~ 0.5 중량부를 첨가하였다. 아크릴레이트계 화합물을 경화시키기 위한 광개시제로서 장파장 개시제(405 nm)인 페닐비스(2,4,6-트리베틸벤조일-포스핀옥사이드)를 첨가하였다. 액상 접착제에 LED 램프에서 UV를 조사하고, 우레탄 프리폴리머를 수경화하여 우레탄 아크릴레이트계의 바인더 수지와, 고무계 수지가 배합된 접착제를 제조하였다.

비교예 1: 바인더 수지만으로 구성된 접착제 제조

베이스 바인더 수지로서 우레탄 아크릴레이트 수지를 합성하기 위하여 아크릴레이트계 화합물인 N-아크릴로일 모르폴린(N-Acryloyl morpholine) 9 중량부, 이소보닐 아크릴레이트 8 중량부, 2-페녹시에틸 아크릴레이트 20 중량부, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트 20 중량부, 테트라에틸렌글리콜 10 중량부를 첨가하였다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위하여 폴리에테르 폴리올 19 중량부, 디페닐메탄 디이소시아네이트(MDI) 14 중량부를 첨가하였다. 아크릴레이트계 화합물을 경화시키기 위한 광개시제로서 장파장 개시제(405 nm)인 페닐비스(2,4,6-트리베틸벤조일-포스핀옥사이드)를 첨가하였다. 액상 접착제에 LED 램프에서 UV를 조사하고, 우레탄 프리폴리머를 수경화하여 우레탄 아크릴레이트계의 바인더 수지로 구성된 접착제를 제조하였다.

비교예 2: fumed 실리카를 첨가한 접착제 제조

실시예와 비교해서, 고무계 수지를 대신하여 fumed 실리카를 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여, fumed 실리카가 배합된 우레탄 아크릴레이트계 접착제를 제조하였다.

실험예 1: 접착제의 노즐 갈림 검토

실시예에서 제조된 고무계 수지가 배합된 액상 접착제와, 비교예 2에서 제조된 fumed 실리카가 배합된 액상 접착제를 노즐 제팅 방식으로 반복 코팅하고, 노즐의 갈림 현상을 관찰하였다. 도 10은 실시예에서 제조된 고무계 수지가 배합된 액상 접착제를 10,000회 코팅한 상태에서 노즐의 패킹을 관찰한 사진으로, 노즐의 갈림 현상이 관찰되지 않았다. 도 11은 비교예 2에서 제조된 fumed 실리카가 배합된 액상 접착제를 10,000회 코팅한 상태에서 노즐의 패킹을 관찰한 사진으로, 노즐의 갈림 현상이 존재하는 것을 관찰하였다.

실험예 2: 패널 합착에 따른 갭 스페이스 측정

실시예에서 제조된 고무계 수지가 배합된 접착제와, 비교예 1에서 제조된 바인더 수지만으로 구성된 접착제의 갭 스페이스 유지 특성을 측정하였다. 평가 자재로서 양산품인 LM238WF2-SSC1-BL1-B(Neo Blade)를 사용하였으며, 액정 패널과 백라이트 유닛을 분리한 뒤, 사용하였다. 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 접착제를 디스펜싱 공정을 통하여 1.0 mm의 폭으로 백라이트 유닛 상부에 도포하고, 액정 패널이 백라이트 유닛에 합착되기 전과 후의 접착층의 갭 스페이스를 측정하였다. 백라이트 유닛의 하단 좌측 하단부에서 시작하여 반시계 방향으로 접착제를 도포하여 최종 도포 작업을 완료하였다. 도포 조건은 50℃에서의 예열, 압력 5 bar이었으며, 20 G 니들을 사용하였다. 표시 패널을 접착제가 도포된 백라이트 유닛에 부착한 뒤, 접착제가 도포된 5개의 지점에서 합착 전후의 접착층의 갭 스페이스를 측정하여, 평균하였다. 아래 표 1은 본 실험예에 따라 측정된 결과를 나타낸다.

패널과 백라이트 유닛 합착 전후 접착층 도포 높이

디스펜싱 폭(mm)	1.0
	실시예	비교예 1
패널+백라이트 유닛 두께(mm)	7.9
합착 전 접착제 도포 두께(mm)	0.57	0.58
패널+백라이트 유닛+접착제 두께(mm)	8.25	8.00
합착 후 접착제에 의한 갭 스페이스(mm)	0.35	0.10
합착 후 접착제 높이 변화(%)	-38	-83

실시예에 따라 고무계 수지가 도입된 접착제는 패널을 부착할 때, 0.35 mm의 갭 스페이스를 확보할 수 있음을 확인하였다. 따라서 본 발명의 접착제를 적용하여 패널을 합착할 때, 패널과 백라이트 유닛 사이에 충분한 갭 스페이스가 유지되어, 외부 충격에 의한 빛샘을 방지할 수 있을 것으로 예상되었다.

실험예 3: 특정 인장율 하중( LASE ) 평가

실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 각각 제조된 접착제에 대하여 특정 인장율 하중(Load at Specific Elongation, LASE)을 측정하였다. 실시예 1 및 비교예에서 제조된 접착제를 이형 필름 위에 놓고, Dogbone(75 mm x 30 mm x 2 mm) 시료를 준비하였다. 이들 액상 접착제를 경화시키기 위하여 LED 405 nm spot cure를 사용하였다. 두께 2 mm의 Dogbone 시편에 대하여 인장율에 따른 스트레스를 측정하기 위하여 인장 속도를 5 mm/min으로 설정하였으며, 1일 이상 aging하였다. 본 실험예에 따른 측정 결과는 도 12 및 하기 표 2에 표시되어 있다.

특정 인장율 하중

	25% 연신율에서 인장 스트레스[㎏f/㎠]
실시예	1.6625
비교예 1	1.5125
비교예 2	2.3

고무계 수지를 첨가하지 않은 비교예 1의 접착제에 비하여, 고무계 수지를 첨가한 실시예의 접착제는 모듈러스 값이 상승하였음을 확인하였다. fumed 실리카를 첨가한 비교예 2의 접착제는 모듈러스 값이 급격하게 상승하여 패널과 구조체를 접착할 때 필요한 요건을 충족하지 못하였다.

실험예 4: 패널과 백라이트 유닛 합착에 따른 패널 밀림 및 빛샘 평가

실시예, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 접착제를 백라이트 유닛에 도포하고, 표시 패널을 합착한 상태에서 표시 패널의 처짐 정도를 평가하였다. 백라이트 유닛과 합착된 패널 전면을 80° 기울이고, 액정표시장치모듈(Liquid Crystal Display Module; LCM)을 상하 반전시킨 뒤, 27℃, 상대습도 55%의 환경에서 접착제의 처짐에 따른 패널의 밀림 정도를 측정하였다. 패널 하단의 베젤 부의 좌우 코너에서 패널의 밀림 정도를 패널 합착 후 1시간이 경과된 시점에서 측정하였다. 실시예에서 제조된 접착제로 합착된 표시 패널은 좌측에서 0.01 mm, 우측에서 0.02 mm만큼 패널이 밀리는 것을 관찰하였다. 반면, 고무계 수지를 첨가하지 않은 비교예 1에서 제조된 접착제로 합착된 표시 패널은 좌측에서 0.20 mm, 우측에서 0.31 mm만큼 패널이 밀렸으며, fumed 실리카를 첨가한 비교예 2에서 제조된 접착제로 제조된 표시 패널은 좌측에서 - 0.18 mm만큼 패널이 밀렸다.

이어서, 접착제에 의하여 합착된 표시 패널에 대한 빛샘 정도를 평가하였다. 도 13은 실시예에서 고무계 수지를 첨가한 접착제로 합착된 표시 패널에서의 빛샘 정도를 측정한 사진으로 빛샘 현상이 일어나지 않았다(0 level). 도 14는 비교예 2에서 fumed 실리카를 첨가한 접착제로 합착된 표시 패널에서의 빛샘 정도를 측정한 사진으로, 높은 모듈러스로 인한 빛샘이 관찰되었다(2 level).

실험예 5: 접착제의 초기 접착력 평가

실시예와 비교예 2에서 제조된 접착제를 대상으로 습기 경화 가속화를 통한 초기 접착력을 평가하였다. 실시예와 비교예 2에서 제조된 접착제를 25 mm x 25 mm의 폴리카보네이트(PC) 기재에 1 mm의 폭으로 도포하고, 접착제가 도포된 기재 상부에 유리 기판을 덮었다. 접착력을 평가하기 위하여 27℃, 상대습도 50%의 환경에서 측정하였다. 측정 장비는 Push-pull gauge를 사용하였으며, 측정 방향은 Lab Shear test로서 PC 기재와 유리 기판을 반대 방향으로 13 mm/min의 속도로 이동시키면서 접착력을 평가하였다. 측정 결과는 도 15와 표 3에 표시되어 있다. 비교예 2에서 fumed 실리카를 첨가한 접착제는 접착력이 목표에 미달하였으나, 실시예에서 고무계 수지를 첨가한 접착제는 양호한 접착력을 확보하였음을 확인하였다.

접착력 테스트

	전단 응력[㎏f/25 mm x 1 mm]
실시예	5.12
비교예 2	4.25

상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예를 토대로 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시형태 및 실시예에 기재된 기술 사상으로 한정되는 것은 아니다. 오히려 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예에 기초하여 다양한 변형과 변경을 추고할 수 있을 것이다. 하지만, 그와 같은 변경과 변형은 모두 본 발명의 권리범위에 속한다는 사실은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 더욱 분명해질 것이다.

100, 200: 표시 장치 120, 220: 표시 패널
122, 222: 제 1 기판 124, 224: 제 2 기판
126, 226: 제 1 편광판 128, 228: 제 2 편광판
130: 백라이트 유닛(구조체) 134: 도광판
140: 메인프레임 150: 바텀프레임
160, 260: 접착층 162: 베이스 바인더 수지
164: 고무계 수지 230: 백 커버(구조체)
Tr: 박막트랜지스터 TrA: 스위칭 영역
P: 화소영역 DR: 표시 영역
NDR: 비표시 영역 DTr: 구동 박막트랜지스터
E: 유기발광다이오드 W: 접착제 폭
G, G': 갭 스페이스

Claims (9)

1. 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 베이스 바인더 수지; 및
   상기 베이스 바인더 수지와 배합되는 고무계 수지
   를 포함하는 접착제.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 고무계 수지는 폴리부타디엔(Polybutadiene, PB) 수지, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene, PIB) 수지, 폴리펜타디엔(Polypentadiene) 수지, 폴리이소프렌(Polysioprene) 수지, 폴리네오프렌(Polyneoprene) 수지, 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile-Butadiene Rubber, NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS) 수지, 아크릴레이트-부타디엔 고무(Acrylate-Butadiene Rubber, ABR), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene-Propylene Rubber), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene-Propylene-Diene Rubber), 이들의 조합 및 이들의 공중합체를 포함하는 접착제.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 고무계 수지는 디엔(diene) 구조를 가지는 접착제.
   
4. 표시 패널;
   상기 표시 패널을 지지하는 구조체; 및
   상기 표시 패널과 상기 구조체 사이에 위치하는 접착층을 포함하고,
   상기 접착층은 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 베이스 바인더 수지와, 상기 베이스 바인더 수지와 배합되는 고무계 수지를 포함하는
   표시 장치.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 고무계 수지는 폴리부타디엔(Polybutadiene, PB) 수지, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene, PIB) 수지, 폴리펜타디엔(Polypentadiene) 수지, 폴리이소프렌(Polysioprene) 수지, 폴리네오프렌(Polyneoprene) 수지, 스티렌-부타디엔 고무(Styrene-Butadiene Rubber, SBR), 아크릴로니트릴-부타디엔 고무(Acrylonitrile-Butadiene Rubber, NBR), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene, ABS) 수지, 아크릴레이트-부타디엔 고무(Acrylate-Butadiene Rubber, ABR), 에틸렌-프로필렌 고무(Ethylene-Propylene Rubber), 에틸렌-프로필렌-디엔 고무(Ethylene-Propylene-Diene Rubber), 이들의 조합 및 이들의 공중합체를 포함하는 표시 장치.
   
6. 제 4항에 있어서,
   상기 고무계 수지는 디엔(diene) 구조를 가지는 표시 장치.
   
7. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 표시 패널은 액정 패널이고, 상기 구조체는 백라이트 유닛인 표시 장치.
   
8. 제 4항 내지 제 6항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 표시 패널은 유기발광다이오드를 포함하고, 상기 구조체는 백 커버(back cover)인 표시 장치.
   
9. 표시 패널을 지지하는 구조체의 일면에 접착제를 도포하는 단계; 및
   상기 접착제가 도포된 구조체에 표시 패널을 합착하는 단계를 포함하고,
   상기 접착제는 폴리우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리(메타)아크릴레이트 수지 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 베이스 바인더 수지와, 상기 베이스 바인더 수지와 배합되는 고무계 수지를 포함하는
   표시 장치를 제조하는 방법.

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