KR20170054863A - 열경화를 이용한 광학 투명 접착 필름 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 투명 접착제의 열경화 조건에 대한 광학 투명 접착 필름 제조방법에 관한 것으로, 상기 제조방법은, 강박리 이형필름에 액체화 되어 있는 광학 투명 접착제를 코팅하는 단계; 상기 액체화된 광학 투명 접착제를 열풍을 통한 열경화하는 단계; 및 상기 열경화 처리된 광학 투명 접착제에 상기 상부의 약박리 이형필름을 라미네이션 방법으로 접착하는 단계를 포함한다.

Description

열경화를 이용한 광학 투명 접착 필름 제조방법{Fabrication Method of Optical Clear Adhesive film using heat curing}

본 발명은 광학 투명 접착 필름 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광학 투명 접착제의 열경화 조건에 대한 광학 투명 접착 필름 제조방법에 관한 것이다.

디스플레이패널 또는 터치패널 등의 광학 패널들을 제작하는데 있어 패널내의 기재들을 접착하여 하는 경우가 있다.

이때, 패널내의 기재에 따라 광학적으로 투명한 특성을 가지는 기재들을 접착하기 위하여 사용되는 고투명 접착테이프를 광학 투명 접착 필름(Optically clear adhesive film; OCA film)이라 하며, 이러한 광학 투명 접착 필름은 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD), 스마트폰, 태블릿 PC 등의 광학용 기기에 사용되는 고투명의 점착제로서 극히 작은 압력으로 다른 물체의 표면에 접착이 가능하고, 또한 응집력과 탄성을 가지고 있어 강하게 또는 약하게 접착하나, 박리시 피착물을 오염시키지 않고 쉽게 떨어지는 접착제로서 PSA(Pressure Sensitive Adhesive) 중의 하나이다.

광학 투명 접착 필름은 광학 투명 접착제(Optically clear adhesive; OCA)를 중심으로 상하부 양쪽에 이형필름이 붙여진 기본 구조를 가지며, 터치패널과 디스플레이 패널 사이의 높은 계면 접착력과 계면에서 빛의 반사를 줄여 투과율을 99%(반사 손실 보정시)까지 향상시킬 수 있다.

광학 투명 접착 필름의 공정기술이 보편화되어 있고 광학 투명 접착제의 두께가 정형화(25~350m)되어 있어 공정이 수월하며, 광학 투명 접착 필름 롤 또는 시트 상태로 커팅되어 사용한다.

이형필름은 실리콘 점착제로 한 면은 약한 힘으로 박리가 가능하고 다른 쪽은 상대적으로 강한 힘으로 박리가 가능하게 박리력을 차등화해야 자동화 박리 공정에 적용이 용이하여 광학 투명 접착 필름은 양쪽에 실리콘 이형 필름을 부착한 형태로 공급되며, 한쪽 이형필름과 나머지 이형필름의 박리력이 다르게 제공되어 자동화 공정에 용이하게 적용되고 있다. 여기서, 박리력이 약한쪽을 약박리 이형필름, 상대적으로 강한 쪽을 강박리 이형필름이라고 한다.

광학 투명 접착 필름은 양면에 보호필름이 부착된 상태에서 공정에 투입되며, 공정 순서에 따라 순차적(약박리 이형필름 먼저)으로 벗겨내며 공정을 진행한다.

광학 투명 접착제를 구성하는 구성물질들은 용재, 단량체, 가교제, 용매로 구성되며, 용재와 단량체는 광학 투명 접착제의 접착력, 광학 특성, 유지력 등의 특성을 결정하며, 가교제는 용재 및 단량체 간의 반응성을 결정하고, 용매는 이들 구성성분들을 액상으로 만들어주는 역할을 한다.

광학 투명 접착제는 액체상태로 콤마 코팅, 마이크로 그라비아 코팅, 슬라이닥스 코팅 등 다양한 코팅 방식으로 강박리 이형필름 상에 코팅되며, 액체상태의 광학 투명 접착제는 접착제의 구성물질의 종류 및 용도에 따라 열풍 경화 또는 UV 경화법으로 용매 물질을 제거한 고형성 광학 투명 접착제로 만들게 된다.

광학 투명 접착제의 구성 물질 중 용매 물질의 제거는 열풍에 의한 열적 기화 또는 UV를 이용한 화학적 구조 변화를 통하여 이루어지는데 고형성 광학 투명 접착제 내부에 용매 물질의 잔류량에 따라 광학 투명 접착제의 특성이 변화하게 되어 광학 투명 접착제의 수율에 많은 영향을 초래하고 있다.

또한, 광학 투명 접착 필름은 롤 또는 시트 형태로 공정이 이루어지는데, 열적 경화의 경우 광학 투명 접착 필름의 이형 필름의 열적 팽창에 따른 변형이 발생하여 광학 투명 접착 필름에 주름이나 구김이 발생하는 문제가 있다.

상기의 이유로 해당 분야에서는 광학 투명 접착 필름 제조 공정에서 광학 투명 접착제의 종류에 따른 열적 경화 및 UV 경화 조건을 확립하는데 많은 어려움이 있으며, 이중에서 열적 경화에서 열풍에 의한 온도 조정에 따른 광학 투명 접착제의 잔류 용매 관리 및 열풍의 조건에 따른 이형 필름의 변형이 발생하여 제출 증가의 문제점들이 발생하여, 현재까지는 완전한 조건 확립에 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 실정을 감안하여 제안된 것으로, 일반 광학 투명 접착필름의 제조 공정의 수율 문제를 해소할 수 있도록 제조 공정 중 열풍에 의한 경화 조건 및 방법을 제시하여 우수한 품질의 광학 투명 접착 필름 제조하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 광학 투명 접착 필름 제조방법은, 강박리 이형필름에 액체화 되어 있는 광학 투명 접착제를 코팅하는 단계; 상기 액체화된 광학 투명 접착제를 열풍을 통한 열경화하는 단계; 상기 열경화 처리된 광학 투명 접착제에 상기 상부의 약박리 이형필름을 라미네이션 방법으로 접착하는 단계를 포함할 수 있다.

상기 열경화하는 단계에서, 열풍으로 경화는,60 ~ 80℃의 열풍을 강박리 이형필름의 하부로부터 입사하여 광학 투명 접착제 하부에서부터 내부의 용매를 기화시키는 단계; 80 ~ 100℃의 열풍을 강박리 이형필름의 하부와 광학 투명 접착제의 상부 양쪽에서 입사시켜서 광학 투명 접착제 전체로 열적 에너지를 주어 내부의 용매를 기화시키는 단계; 및 100 ~ 110℃의 열풍을 광학 투명 접착제의 상부에서 입사시켜 광학 투명 접착제의 상부 및 전체의 내부 용매를 기화시켜 광학 투명 접착제의 하부에서 상부로 순차적인 열적 안정화를 수행하는 단계를 포함한다.

상기 열경화하는 단계에서, 열풍으로 경화는, 광학 투명 접착 필름의 진행 방향과 반대로 15 ~ 45도의 경사각을 가지게 열풍으로 입사시켜 열경화를 수행한다.

상기 광학 투명 접착 필름은, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지 및 아크릴계 공중합체, 우레탄계 공중합체, 실리콘계 공중합체에서 선택된 적어도 1종 또는 2종 이상의 혼합체를 사용하며, 공중합체형 용재 제품은 고분자, 용매, 가교제(혹은 경화제) 그리고 점도를 조절하기 위해 단량체로 구성된다.

상기 광학 투명 접착 필름은, 롤 상태 또는 시트 상태로 제작되며, 상기 광학 투명 접착제의 두께는 25 ~ 350㎛ 일 수 있다.

상기 이형 필름은, PET(Polyethylene terephthalate), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)에서 선택된 적어도 1종을 이용하고, 사용 목적 및 요구에 따라 50 ~ 200㎛ 두께를 가진다.

상기 강박리 이형필름이 약박리 이형필름에 비하여 두께가 두꺼운 것을 사용한다.

본 발명에 따르면, 경화된 광학 투명 접착제 내의 잔류 용매를 제거하고 열 경화시 발생되는 이형 필름의 열적 변형이 발생하지 않아 우수하면서 균일한 특성을 가지는 광학 투명 접착 필름를 제조할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 투명 접착 필름의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따라 광학 투명 접착 필름의 제조 단계를 보여주는 모식도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따라 열경화시 열풍의 입사 조건을 보여주는 모식도.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 기재에 의해 정의된다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자 이외의 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 열 경화를 이용한 광학 투명 접착 필름의 제조 방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 광학 투명 접착 필름의 개략도로서, 광학 투명 접착 필름의 개략 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 광학 투명 접착 필름(13)은 강박리 이형필름(10), 광학 투명 접착제(11), 및 약박리 이형필름(12)을 포함한다.

먼저, 강박리 이형필름(10)상에 액체화 되어 있는 광학 투명 접착제(11)를 코팅한다.

그리고, 상기 액체화된 광학 투명 접착제(11)를 열풍을 통한 열경화를 수행하고, 열경화 처리된 광학 투명 접착제(11)에 상기 약박리 이형필름(12)을 붙이는 단계임으로써 광학 투명 접착 필름(13)을 제조하는 것이다.

상기 강박리 이형필름(10)과 약박리 이형필름(12)은 PET(Polyethylene terephthalate), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)에서 선택된 적어도 1종을 이용하고, 사용 목적 및 요구에 따라 50 ~ 200㎛ 두께를 가지는 필름을 사용한다.

상기 강박리 이형필름(10)이 약박리 이형필름(12)에 비하여 두께가 두꺼운 것을 사용할 수 있다.

상기 광학 투명 접착제(11)는 우레탄 (메타)아크릴레이트 및 (메타)아크릴계 공중합체에서 선택된 적어도 1종 또는 2종 이상의 혼합체를 사용하며, 아크릴계 공중합체형 용재 제품은 아크릴계 고분자, 용매, 가교제(혹은 경화제) 그리고 점도를 조절하기 위해 단량체를로 구성되는 것을 사용한다.

상기의 광학 투명 접착제 필름(13)은 롤 상태 또는 시트 상태로 제작되며, 상기 광학 투명 접착제(11)는 두께는 25 ~ 350㎛ 까지 사용 목적 및 특성에 따라 다양하게 제작된다.

상기 광학 투명 접착제(11)는 열풍을 이용한 열경화 공정을 이용하여 액상의 광학 투명 접착제(11)를 고형의 광학 투명 접착제(11)로 경화시키는데, 보다 자세하게는 열풍의 입사를 강박리 이형필름(10)의 하부에서 입사한다.

그리고, 강박리 이형필름(10)의 하부와 광학 투명 접착제(11)의 상부 양쪽에서 열풍을 입사한다.

이어, 광학 투명 접착제(11)의 상부에서 입사하는 세가지 단계를 주어 실시하며, 각 단계별로 열풍의 온도를 60 ~ 110℃ 까지 변화하여 조절하며, 열풍의 입사각은 롤 또는 시트 공정으로 진행되는 광학 투명 접착 필름(13)의 진행의 반대 방향으로 15 ~ 45도의 경사각을 가지게 입사시킨다.

광학 투명 접착제(11)는 용재, 단량체, 가교제, 용매로 구성된 액상으로 강박리 이형필름(10)에 코팅되어 열경화 방법 또는 UV 경화를 통하여 용매 물질을 제거한 고형성 광학 투명 접착제로 경화되는데, 광학 투명 접착제(11) 전체에 열풍을 입사하면 상부의 광학 투명 접착제(11)가 고형화가 이루어지면서 광학 투명 접착제(11)의 하부에서 기화된 용매들이 고형화된 광학 투명 접착제(11)를 통과하지 못하여 광학 투명 접착제(11) 내에 잔류하게 되어 광학 투명 접착제(11)의 특성을 떨어뜨리게 된다.

본 발명에서는 60 ~ 80℃의 열풍을 강박리 이형필름(10)의 하부로부터 입사하여 광학 투명 접착제(11) 하부에서부터 내부의 용매를 기화시키고, 80 ~ 100℃ 의 열풍을 강박리 이형필름(10)의 하부와 광학 투명 접착제(11)의 상부 양쪽에서 입사시켜서 광학 투명 접착제(11) 전체로 열적 에너지를 주어 내부의 용매를 기화 시키고, 100 ~ 110℃의 열풍을 광학 투명 접착제(11)의 상부에서 입사시켜 광학 투명 접착제(11)의 상부 및 전체의 내부 용매를 기화시켜 광학 투명 접착제(11)의 하부에서 상부로 순차적인 열적 안정화를 시키는 방법으로 광학 투명 접착제(11) 내부의 용매들을 순차적으로 완전히 제거하게 된다.

또한, 열경화시 이형필름의 열 변형이 발생하는데 롤 또는 시트 공정으로 진행되는 광학 투명 접착 필름(13)의 진행 방향과 반대로 15 ~ 45도의 경사각을 가지게 열풍으로 입사하여 광학 투명 접착 필름(13)이 당겨지는 방향과 반대 방향으로 열적 변위를 주어 열에 의한 이형필름의 변형을 제거할 수 있어 우수하면서 균일한 특성을 가지는 광학 투명 접착 필름(13)를 구현할 수 있는 효과가 있다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 광학 투명 접착 필름(13)의 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.

도 2(a)를 참조하면, 강박리 이형필름(10)을 광학 투명 접착 필름(13)의 기판으로서 사용하는데, PET(Polyethylene terephthalate), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)에서 선택된 적어도 1종을 이용하고, 사용 목적 및 요구에 따라 50 ~ 200㎛ 두께를 가지는 필름을 사용하는데, 상기 강박리 이형필름(10)이 상부의 약박리 이형필름(12)에 비하여 두께가 두꺼운 것을 사용한다.

이어서, 도 2(b)에서 도시된 바와 같이 상기 강박리 이형필름(10) 상부에 액상의 광학 투명 접착제(11)를 코팅한다. 상기 광학 투명 접착제(11)는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지 및 아크릴계 공중합체, 우레탄계 공중합체, 실리콘계 공중합체에서 선택된 적어도 1종 또는 2종 이상의 혼합체를 사용하며, 공중합체형 용재 제품은 고분자, 용매, 가교제(혹은 경화제) 그리고 점도를 조절하기 위해 단량체로 구성되는 것을 사용하며, 코팅 방법은 콤마 코팅, 슬라이닥스 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 등의 필름 코팅 방법을 이용한다.

상기의 광학 투명 접착 필름(13)은 롤 상태 또는 시트 상태로 제작되며, 상기 광학 투명 접착제(11)의 두께는 25 ~ 350㎛ 까지 사용 목적 및 특성에 따라 다양하게 제작된다.

이어서, 도 2(c), (d), (e)에서 도시된 바와 같이 상기 액상의 광학 투명 접착제(11) 내부의 용매를 제거하여 고형으로 경화 처리하는데, 상기 경화 처리법은 열풍에 의한 열경화 방법을 사용하여 상기 광학 투명 접착제(11)의 하부에서 상부로 순차적인 열적 안정화 및 액상에서 고형으로 경화를 시키다.

이어서, 도 2(c)에서 도시된 바와 같이 60 ~ 80℃의 열풍을 상기 강박리 이형필름(10)의 하부로부터 입사하여 광학 투명 접착제(11) 하부에서부터 내부의 용매를 기화시킨다.

이어서, 도 2(d)에서 도시된 바와 같이 80 ~ 100℃의 열풍을 강박리 이형필름(10)의 하부와 광학 투명 접착제(11)의 상부 양쪽에서 입사시켜서 광학 투명 접착제(11) 전체로 열적 에너지를 주어 내부의 용매를 기화시킨다.

이어서, 도 2(e)에서 도시된 바와 같이 100 ~ 110℃의 열풍을 상기 광학 투명 접착제(11)의 상부에서 입사시켜 광학 투명 접착제(11)의 상부 및 전체의 내부 용매를 기화시킨다.

이어서, 도 2(f)에서 도시된 바와 같이 상기 열경화 처리된 광학 투명 접착제(11)에 약박리 이형 필름(12)를 라미네이션 방법을 이용하여 붙인다.

상기 약박리 이형필름(12)는 PET(Polyethylene terephthalate), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)에서 선택된 적어도 1종을 이용하고, 사용 목적 및 요구에 따라 50 ~ 200㎛ 두께를 가지는 필름을 사용한다.

상기 약박리 이형필름(12)는 공정의 편의성을 위하여 하부의 강박리 이형필름(10) 보다 두께가 얇은 것을 사용한다.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따라 열경화시 열풍의 입사 조건을 보여주는 모식도이다.

도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 상기 광학 투명 접착제(11)는 롤 또는 시트 공정으로 진행되는 상기 광학 투명 접착 필름(13)의 진행 방향과 반대로 15 ~ 45도의 경사각을 가지게 열풍으로 입사하여 상기 광학 투명 접착 필름(13)이 당겨지는 방향과 반대 방향으로 열적 변위를 주어 열에 의한 상기 강박리 이형필름(10)의 변형을 제거하여 열 변형에 따른 상기 광학 투명 접착 필름(13)의 주름이나 구김이 발생하지 않는다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 구성을 상세히 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 본 명세서에 개시된 내용과는 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구의 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

10 : 강박리 이형필름 11 : 광학 투명 접착제
12 : 약박리 이형필름 13 : 광학 투명 접착 필름

Claims (7)

1. 강박리 이형필름에 액체화 되어 있는 광학 투명 접착제를 코팅하는 단계;
   상기 액체화된 광학 투명 접착제를 열풍을 통한 열경화하는 단계; 및
   상기 열경화 처리된 광학 투명 접착제에 상기 상부의 약박리 이형필름을 라미네이션 방법으로 접착하는 단계를 포함하는 광학 투명 접착 필름 제조방법.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 열경화하는 단계에서, 열풍으로 경화는,
   60 ~ 80℃의 열풍을 강박리 이형필름의 하부로부터 입사하여 광학 투명 접착제 하부에서부터 내부의 용매를 기화시키는 단계;
   80 ~ 100℃의 열풍을 강박리 이형필름의 하부와 광학 투명 접착제의 상부 양쪽에서 입사시켜서 광학 투명 접착제 전체로 열적 에너지를 주어 내부의 용매를 기화시키는 단계; 및
   100 ~ 110℃의 열풍을 광학 투명 접착제의 상부에서 입사시켜 광학 투명 접착제의 상부 및 전체의 내부 용매를 기화시켜 광학 투명 접착제의 하부에서 상부로 순차적인 열적 안정화를 수행하는 단계를 포함하는 광학 투명 접착 필름 제조방법.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 열경화하는 단계에서, 열풍으로 경화는,
   광학 투명 접착 필름의 진행 방향과 반대로 15 ~ 45도의 경사각을 가지게 열풍으로 입사시켜 열경화를 수행하는 광학 투명 접착 필름 제조방법.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 광학 투명 접착 필름은,
   아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지 및 아크릴계 공중합체, 우레탄계 공중합체, 실리콘계 공중합체에서 선택된 적어도 1종 또는 2종 이상의 혼합체를 사용하며, 공중합체형 용재 제품은 고분자, 용매, 가교제(혹은 경화제) 그리고 점도를 조절하기 위해 단량체로 구성된 것인 광학 투명 접착 필름 제조방법.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 광학 투명 접착 필름은,
   롤 상태 또는 시트 상태로 제작되며, 상기 광학 투명 접착제의 두께는 25 ~ 350㎛ 인 광학 투명 접착 필름 제조방법.
   
6. 제 1항에 있어서, 상기 이형 필름은,
   PET(Polyethylene terephthalate), PP(Polypropylene), PE(Polyethylene)에서 선택된 적어도 1종을 이용하고, 사용 목적 및 요구에 따라 50 ~ 200㎛ 두께를 가지는 이형 필름.
   
7. 제 1항에 있어서,
   상기 강박리 이형필름이 약박리 이형필름에 비하여 두께가 두꺼운 것을 사용하는 것인 광학 투명 접착 필름 제조방법.
   
   

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