KR20190102872A - 이종기재 접합용 양면 점착필름, 적층필름 및 디스플레이 디바이스 - Google Patents

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Abstract

이종기재 접합용 양면 점착필름, 적층필름 및 디스플레이 디바이스가 개시된다. 개시된 이종기재 접합용 양면 점착필름은 제1 점착층, 및 상기 제1 점착층 상에 배치된 것으로, 동일 기재에 대한 부착력이 상기 제1 점착층과 다른 제2 점착층을 포함한다.

Description

이종기재 접합용 양면 점착필름, 적층필름 및 디스플레이 디바이스{Double-sided adhesive film for bonding heterogeneous substrates, and laminated film and display device including the same}
이종기재 접합용 양면 점착필름, 적층필름 및 디스플레이 디바이스가 개시된다. 보다 상세하게는, 표면특성이 서로 다른 2종의 점착층을 포함하는 구조로서, 서로 다른 표면특성을 갖는 2종의 피착재를 높은 고정력으로 접합할 수 있는 이종기재 접합용 양면 점착필름, 적층필름 및 디스플레이 디바이스가 개시된다.
현대 사회에서는 컴퓨터, 휴대폰, TV, 모니터 등을 포함하는 전자기기들의 급속한 발전에 따라 소형화, 박형화 및 휴대화 경향이 심화되고 있으며, 최근에는 스마트폰 및 태블릿 PC 등의 수요가 급격하게 증가하고 있다.
이러한 전자기기들에 사용되는 디스플레이의 경우, 전통적인 평면형 디스플레이에서 최근에는 디자인성이 뛰어나고 얇고 가벼우며 에너지 소비가 적고 종이처럼 얇은 형태의 플렉서블 디스플레이 디바이스로 발전되어가고 있다.
통상적으로 이와 같은 디스플레이 디바이스는 특정 기능을 갖는 기능성 기판 혹은 필름 형태의 기재를 여러 겹 적층한 구조로 형성되게 된다. 예를 들어, 디스플레이를 보호하기 위한 Glass, 보호필름이나 충격 흡수 필름, 발광소자, 회선을 증착한 금속 기판, 편광판, 위상차판, 휘도 개선 필름 등의 광학필름과 최외각 금속 케이스, 또는 향후의 플렉서블 디스플레이 디바이스에서 사용되는 가요성 필름기재가 사용될 수 있다.
이처럼 수많은 재질의 기재를 적층하기 위해서는 각 기재에 대해 높은 부착력을 갖는 점착필름 소재를 사용하여 기재들을 서로 접합하게 된다. 이때, 각각의 기재에 대한 점착필름의 부착력은 기재 자체의 재료특성, 점착필름 자체의 재료특성 및 두 재료가 접합되는 표면의 상태에 따라 달라지게 된다.
그러므로, 동일한 점착필름이라고 하더라도 재료특성 및 표면상태가 서로 상이한 두 기재에 대해서는 다른 부착특성을 가질 수 밖에 없다. 극단적으로, 재료특성 및 표면상태가 서로 정반대인 두 기재를 적층하기 위해 한 종류의 점착필름을 사용하게 되면, 어느 한 쪽의 기재에는 높은 부착력을 나타내지만, 다른 한 쪽의 기재에는 전혀 부착되지 않는 현상이 발생하여 디스플레이 구조 내에서 박리가 일어나거나 당초 의도했던 기능성 기재의 효과가 발휘되지 않는 등의 문제가 발생할 수 있다.
한편, 종래의 평판 디스플레이 디바이스가 아닌 플렉서블 디스플레이 디바이스의 경우, 사용되는 기능성 기재나 점착필름에 따라 종래의 평판 디스플레이 디바이스에서 요구되는 광학특성, 내구성 및 부착력뿐만 아니라, 추가적인 특성이 요구된다.
구체적으로, 평판 디스플레이 디바이스에 사용된 점착필름의 경우, 외부 힘에 의한 변형이 거의 없지만, 플렉서블 디스플레이 디바이스에 적용되는 점착필름의 경우에는 사용시 외부의 굽힘 또는 굴곡에 의해 응력이 발생하게 된다. 이 경우 점착제 자체의 점탄성에 의해 곡면 형상으로 변형되는 것이 어렵고, 디스플레이 디바이스에 응력이 전달되거나 구조 내에 층간 박리를 일으키는 등의 문제가 발생하여 플렉서블 디스플레이 디바이스의 정상 구동에 문제를 일으키게 된다.
한국공개특허공보 제10-2017-0097856호(이하, '특허문헌 1'이라고 함)는 이와 같은 문제를 해결하기 위해 아크릴계 중합체와 더불어 2종 이상의 서로 다른 가교제를 도입함으로써 넓은 온도 구간에서 손실탄성율의 변화가 적어 굽힘 신뢰성이 우수한 아크릴계 점착제 조성물을 제시하였다. 그러나, 이와 같은 단층의 점착제를 층간 점착 재료로 적용하게 되면 상술한 바와 같이 재료특성과 표면상태가 서로 다른 복수의 기재에 대해 동시에 높은 부착력을 확보하기가 어렵다.
또한, 특허문헌 1과 같이 표면상태가 일정한 점착필름을 플렉서블 디스플레이 디바이스의 층간 점착재료로 사용하게 되면, 형태가 변형되는 계면에서의 부착력과 형태가 변형되지 않는 계면에서의 부착력이 모두 동일하여 형태가 변형되는 계면 부분에 선택적으로 응력이 크게 작용하고 이 응력이 완화되지 않는 문제가 발생하게 된다. 이와 같이, 선택영역에 집중적으로 발생한 응력이 축적되어 구조체 전체의 물리적 변형을 일으키는 요인이 된다.
한편, 미국등록특허 제8804324호(이하, '특허문헌 2'라고 함)에서는 여러 종류의 플렉서블 디스플레이 디바이스, 특히 각종 폴드형 디스플레이 디바이스의 구조를 열거함으로써, 플렉서블 디스플레이 디바이스의 조립 방법을 제시하였다.
특허문헌 2에서도 플렉서블 디스플레이 디바이스가 유동하는 부분 또는 접히는 부분에서의 응력 완화 방법에 대해 구조적인 관점에서 해결하고자 하는 방안이 제시되어 있으나, 구조 설계 측면에서 응력을 분산시키는 방법을 제시하더라도, 내부에 사용되는 접합부재에 응력이 축적되게 되면 기재의 영구변형을 피할 수 없다. 그러므로, 디스플레이 디바이스 내부의 접합부재도 기재의 변형 패턴에 따라 응력을 분산시킬 수 있는 형태로 설계할 필요가 있다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 한국공개특허공보 제10-2017-0097856호
(특허문헌 2) 미국등록특허공보 제8804324호
본 발명의 일 구현예는 표면특성이 서로 다른 2종의 점착층을 포함하는 구조로서, 서로 다른 표면특성을 갖는 2종의 피착재를 높은 고정력으로 접합할 수 있는 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제공한다.
본 발명의 다른 구현예는 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함하는 적층필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 구현예는 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름 또는 상기 적층필름을 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공한다.
본 발명의 일 측면은,
제1 점착층; 및
상기 제1 점착층 상에 배치된 것으로, 동일 기재에 대한 부착력이 상기 제1 점착층과 다른 제2 점착층을 포함하고,
상기 제1 점착층은 유리전이온도가 -70℃ 이상 20℃ 미만이고, 상기 제2 점착층은 전체 표면적의 1% 이상 80% 미만이 저표면에너지 영역이고, 그 나머지 표면적은 고표면에너지 영역이며, 상기 두 영역의 표면에너지 차이는 하기의 수학식 1을 만족하는 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제공한다:
[수학식 1]
5mN/m < E2 - E1
E1: 저표면에너지 영역의 표면에너지,
E2: 고표면에너지 영역의 표면에너지.
상기 제1 점착층은 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 에너지선 경화법, 열경화법, 이중도포법 및 표면처리법 중 적어도 한 방법을 사용하여 형성된 것일 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율이 1MPa 이상 10MPa 미만이고, 상기 고표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율이 1kPa 이상 200kPa 미만일 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 동적 굴곡성 평가 전후, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 20% 미만이고, 상기 고표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 10% 미만일 수 있다.
상기 제2 점착층에서 동일 기재에 대한 상기 저표면에너지 영역의 부착력과 상기 고표면에너지 영역의 부착력의 차이는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다:
[수학식 2]
300gf/in < A2 - A1
A1: 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력,
A2: 고표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력(A1)은 50gf/in 미만일 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 상기 고표면에너지 영역을 두께방향으로 관통하도록 배치될 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 상기 고표면에너지 영역의 내부에 1개 이상의 아일랜드 형태로 분산되어 존재할 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 총 두께는 1㎛ 이상 50㎛ 미만이고, 상기 제1 점착층 두께에 대한 제2 점착층의 두께 비율은 1% 이상 150% 미만일 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름은 상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층 사이에 배치된 기재필름을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은,
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함하는 적층필름을 제공한다.
본 발명의 또 다른 측면은,
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함하는 디스플레이 디바이스를 제공한다.
상기 디스플레이 디바이스는 플렉서블 디스플레이 디바이스일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름은 표면특성이 서로 다른 2종의 점착층을 포함함으로써, 종래의 단층으로 구성된 점착층과 달리 양면으로 부착하고자 하는 다양한 기재에 대해 동시에 우수한 부착력을 확보할 수 있다.
또한, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름은 어느 한 점착층에 표면에너지가 다른 두 영역을 구비함으로써 플렉서블 디스플레이 디바이스에 있어서 형태가 변형되는 구동부의 부착력 및 젖음성을 선택적으로 저하시킬 수 있으며, 이는 의도적인 동적 계면 박리를 유도하여 디스플레이 디바이스에 응력이 집중되어 물리적인 변형이 일어나는 것을 방지할 수 있다.
다만, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 여러 구현예들에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름의 모식도이다.
이하, 본 발명의 실시예와 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련자에 의해 통상적으로 이해되는 바와 동일한 의미를 갖는다. 상충되는 경우, 정의를 포함하는 본 명세서가 우선할 것이다.
본 명세서에서 설명되는 것과 유사하거나 동등한 방법 및 재료가 본 발명의 실시 또는 시험에 사용될 수 있지만, 적합한 방법 및 재료가 본 명세서에 기재된다.
달리 기술되지 않는다면, 모든 백분율, 부, 비 등은 중량 기준이다. 또한 양, 농도, 또는 다른 값 또는 파라미터가 범위, 바람직한 범위 또는 바람직한 상한치와 바람직한 하한치의 목록 중 어느 하나로 주어질 경우, 이것은 범위가 별도로 개시되는 지에 관계없이 임의의 상한 범위 한계치 또는 바람직한 값과 임의의 하한 범위 한계치 또는 바람직한 값의 임의의 쌍으로부터 형성된 모든 범위를 구체적으로 개시하는 것으로 이해되어야 한다. 수치 값의 범위가 본 명세서에서 언급될 경우, 달리 기술되지 않는다면, 그 범위는 그 종점 및 그 범위 내의 모든 정수와 분수를 포함하는 것으로 의도된다. 본 발명의 범주는 범위를 정의할 때 언급되는 특정 값으로 한정되지 않는 것으로 의도된다.
용어 "약"이라는 용어가 값 또는 범위의 종점을 기술하는 데 사용될 때, 본 개시 내용은 언급된 특정의 값 또는 종점을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 일 구현예에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름은 제1 점착층 및 상기 제1 점착층 상에 배치된 제2 점착층을 포함한다.
상기 제2 점착층은 동일 기재에 대한 부착력이 상기 제1 점착층과 다르다.
이하, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 구성하는 각각의 점착층에 대하여 상세히 설명한다.
<제1 점착층>
상기 제1 점착층은 열경화 후의 적절한 초기 점착력을 얻기 위해 -70℃ 이상 20℃ 미만, -60℃ 이상 20℃ 미만 또는 -50℃ 이상 20℃ 미만의 유리전이온도를 가질 수 있다.
상기 제1 점착층의 유리전이온도가 -70℃ 미만이면, 상기 제1 점착층을 구성하는 점착수지의 분자량이 낮아 내열성이 낮기 때문에 고온공정에서 아웃가스(Outgas)가 발생하는 등 고온 신뢰성에 문제가 생길 수 있고, 구동 온도에서 과하게 높은 유동성을 가질 수 있어서 구조체 자체의 물리적 변형을 일으킬 가능성이 있다.
반대로, 상기 제1 점착층의 유리전이온도가 20℃ 이상이면, 초기 점착력이 낮아 기재에 대한 젖음성이 충분히 확보되지 않기 때문에, 구조 내에서 층간 박리가 발생할 가능성이 있다.
상기 제1 점착층은 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 그러나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 유리전이온도 범위(즉, -70℃ 이상 20℃ 미만)를 만족하는 점착제라면 어떠한 수지 성분도 상기 제1 점착층로 사용될 수 있다.
상기 아크릴계 점착제는 아크릴레이트 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 이의 제조에 사용되는 단량체들의 총 중량을 기준으로 가교 가능한 작용기를 갖지 않은 단량체 85~99중량% 및 가교 가능한 작용기를 갖는 단량체 1~15중량%를 공중합시켜 제조된 것일 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체의 제조에 사용되는 단량체들의 총 중량을 기준으로 상기 가교 가능한 작용기를 갖지 않은 단량체의 함량이 상기 범위(즉, 85~99중량%)이내이면, 아크릴계 공중합체 제조용 조성물의 저장 안정성, 점착필름 제조용 조성물의 캐스팅성 및 점착필름의 가요성이 모두 우수할뿐만 아니라 가교 가능한 작용기의 반응성이 여전히 높기 때문에 반응이 잘 이루어지고, 그로 인해 상기 아크릴계 공중합체의 가교도가 증가하여 응집력이 향상될 수 있다.
상기 아크릴계 공중합체는 중량평균분자량이 100,000~500,000일 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량이 상기 범위이내이면, 응집파괴가 일어나 점착필름의 가요성이 떨어지는 문제 및 점도 상승으로 인해 작업성이 저하되는 문제가 모두 방지될 수 있다.
상기 가교 가능한 작용기를 갖지 않는 단량체는 (메트)아크릴산 에스테르 단량체일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 가교 가능한 작용기를 갖지 않는 단량체는 에스테르 부분의 알킬기의 탄소수가 1개 내지 20개인 (메트)아크릴산 에스테르일 수 있다. 여기서, 에스테르 부분의 알킬기의 탄소수가 1개 내지 20개인 (메트)아크릴산 에스테르는 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 프로필(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 펜틸(메트)아크릴레이트, 헥실(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메트)아크릴레이트, 이소옥틸(메트)아크릴레이트, 데실(메트)아크릴레이트, 도데딜(메트)아크릴레이트, 미리스틸(메트)아크릴레이트, 팔미틸(메트)아크릴레이트, 스테아릴(메트)아크릴레이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 가교 가능한 작용기를 포함하는 단량체에서, 상기 가교 가능한 작용기는 수산기, 카르복실기, 아미노기 및 아미드기 중 적어도 1종을 포함할 수 있다.
상기 가교 가능한 작용기를 포함하는 단량체는 2-히드록시에틸 (메트)아크릴산, 2-히드록시프로필 (메트)아크릴산, 3-히드록시프로필 (메트)아크릴산, 2-히드록시부틸(메트)아크릴산, 3-히드록시부틸 (메트)아크릴산, 4-히드록시부틸 (메트)아크릴산 등의 (메트)아크릴산 히드록시알킬 에스테르; (메트)아크릴아미드, N-메틸(메트)아크릴아미드, N-메틸올(메트) 아크릴아미드 등의 아크릴 아미드류; (메트)아크릴산 모노메틸 아미노 에틸, (메트)아크릴산 모노알킬 아미노 에스테르; 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 말레인산, 이타콘산, 시트라콘산 등의 에틸렌성 불포화 카르복시산; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 실리콘계 점착제는 실리콘 폴리머, 실리콘 레진, 경화제, 경화 촉매 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 실리콘 폴리머는 디메틸 실록산을 주된 구성단위로 하는 오르가 노폴리실록산일 수 있다. 상기 오르가노폴리실록산은 수산기(-OH), 비닐기(-vinyl) 및 페닐기(- phenyl)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 관능기를 포함할 수 있다.
상기 실리콘 레진은 M 단위(R3Si1/2), Q 단위(SiO2), T 단위(RSiO3/2) 및 D 단위(R2SiO)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 단위를 갖는 오르가노폴리실록산일 수 있다. 상기 오르가노폴리실록산은 메틸기(-CH3), 비닐기(-vinyl) 및 수산기(-OH)로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 1종의 관능기를 포함할 수 있다. 특히, 상기 오르가노폴리실록산은 M 단위와 Q 단위로 이루어진 MQ 레진일 수 있다.
상기 경화제는 SiH기를 갖는 실록산계 경화제를 포함할 수 있다. 상기 실록산계 경화제는 규소 원자에 결합된 수소 원자를 분자 중에 평균 2개를 갖는 폴리오르가노 하이드로겐 실록산을 포함할 수 있다. 상기 규소원자에 결합된 유기기로는 알킬기, 페닐기, 할로겐화 알킬기 및/또는 메틸기 등이 이용될 수 있다.
상기 경화제의 함량은 상기 실리콘 폴리머 및 상기 실리콘 레진의 총 함량 100중량부에 대하여 0.1~30중량부 또는 0.5~20중량부일 수 있다. 상기 경화제의 함량이 상기 범위(즉, 0.1~30중량부)이내이면, 가교화가 원활하게 진행될 뿐만 아니라 과경화도 일어나지 않아 점착필름의 가요성을 확보할 수 있다.
상기 경화 촉매는 부가 반응형 경화를 일으키는 역할을 수행한다.
상기 경화 촉매는 백금, 로듐 등의 귀금속 촉매를 포함할 수 있다.
상기 로듐 촉매는 경화 속도가 보다 느리고, 고온에서 경화를 촉진하기 때문에 온도에 민감한 기질에는 부적합하다.
상기 경화 촉매의 함량은 상기 실리콘 폴리머 및 상기 실리콘 레진의 총 함량 100중량부에 대하여 0.01~5중량부일 수 있다. 상기 경화 촉매의 함량이 상기 범위이내이면, 경화가 원활하게 진행되고 경화 속도도 빠르다.
상기 우레탄계 점착제는 폴리올 및 다관능성 이소시아네이트를 함유하는 조성물을 경화시켜 얻어진 우레탄 수지를 주성분으로 포함할 수 있다.
상기 우레탄계 점착제에 함유된 폴리올 성분은 잔류물 저감 등의 재작업성이 우수한 특성을 발현할 수 있다.
상기 폴리올은 1종 또는 2종 이상일 수 있다.
상기 폴리올이 2종 이상인 경우, 1종은 OH기를 3개 이상 갖는 폴리올일 수 있다. 이러한 폴리올은 폴리에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올, 폴리카보네이트 폴리올, 피마자유계 폴리올 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르 폴리올은 폴리올 성분과 산 성분의 에스테르화 반응에 의해 얻어질 수 있다. 이러한 폴리에스테르 폴리올은 에틸렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 1,3-부탄디올, 1,4-부탄디올, 네오펜틸 글리콜, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 1,2-헥산디올, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 1,8-데칸디올, 옥탄데칸디올, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 헥산트리올, 폴리프로필렌 글리콜 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 폴리에테르 폴리올은 물, 저분자량 폴리올(프로필렌 글리콜, 에틸렌 글리콜, 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 등), 비스페놀류(비스페놀 A 등) 및/또는 디히드록시벤젠(카테콜, 레조르신, 하이드로퀴논 등)을 개시제로 사용하여, 에틸렌 옥사이드, 프로필렌 옥사이드 및 부틸렌 옥사이드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 알킬렌 옥사이드를 부가 중합함으로써 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기 폴리에테르 폴리올은 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 폴리테트라메틸렌글리콜 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 폴리카프로락톤 폴리올은 *j카프로락톤 또는 *j발레로락톤 등의 환상 에스테르 단량체의 개환중합에 의해 얻어지는 카프로락톤계 폴리에스테르디올을 포함할 수 있다. 이러한 폴리카프로락톤 폴리올은 상기 폴리올 성분과 포스겐을 중축합반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올; 상기 폴리올 성분과 탄산디메틸, 탄산디에틸, 탄산디프로필, 탄산디이소프로필, 탄산디부틸, 탄산에틸부틸, 에틸렌 카르보네이트, 프로필렌 카르보네이트, 탄산디페닐 또는 탄산디벤질 등의 탄산 디에스테르류를 에스테르 교환 및 축합시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올; 상기 폴리올 성분을 2종 이상 병용하여 얻어지는 공중합 폴리카보네이트 폴리올; 상기 각종 폴리카보네이트 폴리올과 카르복실기 함유 화합물을 에스테르화 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올; 상기 각종 폴리카보네이트 폴리올과 히드록실기 함유 화합물을 에테르화 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올; 상기 각종 폴리카보네이트 폴리올과 에스테르 화합물을 에스테르 교환 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올; 상기 각종 폴리카보네이트 폴리올과 히드록실기 함유 화합물을 에스테르 교환 반응시켜 얻어지는 폴리카보네이트 폴리올; 상기 각종 폴리카보네이트 폴리올과 디카르복실산 화합물을 중축합 반응시켜 얻어지는 폴리에스테르계 폴리카보네이트 폴리올; 상기 각종 폴리카보네이트 폴리올과 알킬렌 옥사이드를 공중합시켜 얻어지는 공중합 폴리에테르계 폴리카보네이트 폴리올; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 피마자유계 폴리올은 피마자유 지방산과 상기 폴리올 성분을 반응시켜 얻어지는 피마자유계 폴리올을 포함할 수 있다.
상기 폴리올 성분은 2종 이상의 폴리올 성분 중에서 OH기를 3개 이상 갖는 폴리올을 1~99중량% 또는 10~90중량%의 양으로 함유할 수 있다. 상기 OH기를 3개 이상 갖는 폴리올의 함량은 재작업성, 투명성 등의 점착제 물성을 고려하여 결정되며, 상기 함량이 상기 범위(즉, 1~99중량%)이내이면 점착제의 투명성 및 재박리성이 향상될 수 있다.
상기 우레탄 수지를 제조하기 위한 또 다른 성분으로서, 다관능성 이소시아네이트 화합물은 다관능성 지방족계 이소시아네이트 화합물, 다관능성 지환족계 이소시아네이트 화합물, 다관능성 방향족계 디이소시아네이트 화합물, 이소시아누레트환을 가지는 삼량체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 다관능성 지방족계 이소시아네이트 화합물은 트리메틸렌 디이소시아네이트, 테트라메틸렌 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 1,2-프로필렌 디이소시아네이트, 1,3-부틸렌 디이소시아네 이트, 도데카메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌 디이소시아네이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 다관능성 지환족계 이소시아네이트 화합물은 1,3-시클로펜텐디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 수소 첨가 디페닐메탄 디이소시아네이트, 수소 첨가 크실릴렌디이소시아네이트, 수소 첨가 톨릴렌 디이소시아네이트, 수소 첨가 테트라메틸크실릴렌디이소시아네이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 다관능성 방향족계 디이소시아네이트 화합물은 페닐렌 디이소시아네이트, 2,4-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,6-톨릴렌 디이소시아네이트, 2,2'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐메탄 디이소시아네이트, 4,4'-톨루이딘디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 에테르 디이소시아네이트, 4,4'-디페닐 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 다관능성 이소시아네이트 화합물은 상기 기술한 각종 다관능성 이소시아네이트 화합물의 트리메틸올프로판 부가물, 물과 반응하여 얻어진 뷰렛, 이소시아누레트환을 가지는 삼량체 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 우레탄 수지는 폴리올과 다관능성 이소시아네이트 화합물을 함유하는 조성물을 경화시켜서 얻어진 것일 수 있다.
또한, 상기 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 대전방지제, 촉매, 우레탄 수지 이외의 다른 수지 성분, 점착부여제, 무기 충전제, 유기 충전제, 금속분, 안료, 연화제, 가소제, 노화방지제, 도전제, 산화방지제, UV 흡수제, 광안정제, 표면윤활제, 레벨링제, 부식방지제, 내열안정제, 중합금지제, 윤활제, 용제 등을 포함할 수 있으며, 가소제, 대전방지제, 산화방지제, UV 흡수제 또는 광안정제와 같은 열화방지제를 추가로 포함할 수 있다
<제2 점착층>
상기 제2 점착층은 전체 표면적의 1% 이상 80% 미만이 저표면에너지 영역이고, 그 나머지 표면적은 고표면에너지 영역일 수 있다. 상기 저표면에너지 영역이 상기 제2 점착층의 전체 면적의 1% 미만이면, 기재 전체 면적에 대한 저표면에너지 영역과 부착되는 기재 계면의 면적이 작아 기재의 형태 변형에 의한 응력을 충분히 분산시킬 수 없게 된다. 한편, 상기 저표면에너지 영역이 상기 제2 점착층의 전체 면적의 80% 이상인 경우, 기재 계면과의 높은 부착력을 발휘하는 고표면에너지 영역이 과도하게 작아지게 되어 기재에 대한 부착력이 저하되기 때문에 구조체 내부에서 들뜸 현상이 발생할 가능성이 있다.
본 명세서에서, "표면에너지(surface ennergy)"란 표면이 생성될 때 발생하는 분자간 결합의 붕괴를 정량화한 것으로서, ASTM D5946에 따라, 측정 대상 표면에 Sessile Drop Technique를 이용하여 친수성 용매인 물(H2O)과 소수성 용매인 디아이오도 메탄(CH2I2)의 각각의 용매에 대한 측정 대상 표면의 접촉각을 접촉각 측정기로 측정한 후, Young-Dupre Equation을 통해서 산출한 값을 의미한다.
상기 고표면에너지 영역은 상기 저표면에너지 영역보다 높은 표면에너지를 갖는다.
상기 고표면에너지 영역의 표면에너지와 상기 저표면에너지 영역의 표면에너지 간의 차이는 하기의 수학식 1을 만족한다.
[수학식 1]
5mN/m < E2 - E1
E1: 저표면에너지 영역의 표면에너지,
E2: 고표면에너지 영역의 표면에너지.
상기 저표면에너지 영역의 표면에너지(E1)와 상기 고표면에너지 영역의 표면에너지(E2) 간의 차이가 5mN/m 이하이면, 본 발명이 달성하고자 하는 단일 점착층 내부에서의 선택적 부착력과 젖음성 차이를 구현할 수 없게 된다.
일례로서, 상기 저표면에너지 영역의 표면에너지(E1)와 상기 고표면에너지 영역의 표면에너지(E2) 간의 차이가 5mN/m 미만이고, 상기 저표면에너지 영역의 표면에너지(E1)와 상기 고표면에너지 영역의 표면에너지(E2)가 모두 높은 경우에는, 고표면에너지 영역에서 기재와의 높은 부착력 및 젖음성을 구현하는 것은 가능하지만, 기재의 형태가 변형되는 부분에 부착되는 저표면에너지 영역에서도 마찬가지로 기재 변형부에 대한 부착력과 젖음성이 높아지게 되어 기재의 변형에 의한 응력을 효율적으로 분산시킬 수 없기 때문에, 기재 및 구조체 전체가 응력 축적의 영향을 받아 물리적 영구 변형이 일어날 가능성이 있다.
다른 예로서, 상기 저표면에너지 영역의 표면에너지(E1)와 상기 고표면에너지 영역의 표면에너지(E2) 간의 차이가 5mN/m 미만이고, 상기 저표면에너지 영역의 표면에너지(E1)와 상기 고표면에너지 영역의 표면에너지(E2)가 모두 낮은 경우에는, 기재의 형태가 변형되는 부분에 부착되는 저표면에너지 영역이 기재 변형부에 부착되지 않기 때문에 기재의 변형에 의해 발생하는 응력을 효율적으로 분산시킬 수 있지만, 고표면에너지 영역에 부착되는 기재 계면의 부착력 및 젖음성이 불량하게 되어 구조체 내부에서 들뜸 현상이 발생할 가능성이 있다.
상기 제2 점착층은 아크릴계 점착제, 에폭시계 점착제, 비닐계 점착제, 실리콘계 점착제, 불소계 점착제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 에너지선 경화법, 열경화법, 이중도포법 및 표면처리법 중 적어도 한 방법을 사용하여 형성된 것일 수 있다.
상기 에너지선 경화법 및 상기 열경화법은 각각 화학적인 반응을 통해 점착제 내부에 존재하는 극성 관능기의 당량을 제어하는 방법이다. 그 대표적인 방법으로는 점착제 내부에 존재하는 극성 관능기를 가교 반응을 통해 제거하는 방법이 있다. 점착제 내부에서 가교반응을 일으키기 위한 방법으로는, 열을 이용하는 방법과 자외선이나 전자선을 이용하는 방법이 있다.
먼저, 열을 이용하는 방법의 일례는 잉여 다관능성 이소시아네이트 경화제가 포함된 아크릴계 점착제나 잉여 다관능성 아민 경화제가 포함된 에폭시계 점착제로 이루어진 점착층의 전체 면적보다 작은 면적을 갖는 핫플레이트(Hot Plate)나 핫프레스(Hot Press)를 이용하여 점착층의 일부분에만 열을 가하여 점착층의 일부분에만 가교반응을 일으켜 극성 관능기의 당량을 줄이는 방법이다.
다음으로, 자외선이나 전자선을 이용하는 방법의 일례는 라디칼에 의해 가교반응을 일으킬수 있는 아크릴계 및/또는 비닐계 점착제를 이용하여 점착층을 형성하고, 포토마스크(Photomask) 등의 장치를 이용하여 점착층의 일부분에만 자외선이나 전자선을 조사하여 점착층 내부에 가교반응을 유도함으로써 점착층 내부의 극성 관능기 당량을 줄임으로써 점착층의 일부분만의 표면에너지를 제어하는 방법이다.
상기 이중도포법은 표면에너지가 다른 복수의 점착제를 기재필름에 도포하는 방법이다.
먼저, 점착층에 표면에너지가 서로 다른 두 영역을 형성하기 위해서 표면에너지의 차이가 큰 복수의 점착제를 기재필름에 도포하는 방법이 있다. 일반적으로 표면에너지가 낮은 점착제의 경우, 점착제를 구성하는 폴리머의 구조 내에 소수성 관능기를 가지거나 소수성 첨가제가 첨가된 것일 수 있다. 대표적으로는 폴리머의 기본 골격에 실록산 구조를 가지는 실리콘계 점착제, 퍼플루오로 구조를 가지는 불소계 점착제, 또는 실리콘계 첨가제나 불소계 첨가제가 첨가된 점착제가 있다. 반대로 표면에너지가 높은 점착제로는, 점착제를 구성하는 폴리머의 구조 내에 친수성 관능기를 가지는 아크릴계 수지 또는 에폭시계 수지 등이 대표적인 예이다.
이와 같은 표면에너지가 상이한 두 점착제를 기재필름에 도포하여 표면에너지가 다른 두 영역을 갖는 점착층을 형성하기 위한 방법으로는, 한번의 도포 공정을 사용하는 방법이 있고, 여러 번의 도포 공정을 통해 각각의 점착제를 따로 도포하는 방법이 있다.
한번의 도포 공정으로 표면에너지가 다른 두 영역을 갖는 점착층을 형성하기 위한 방법으로는, 먼저 별도로 구분된 복수의 코팅 헤드를 이용하여 복수의 점착제를 기재필름에 도포하는 방법이 있다. 예를 들어, 슬롯다이 코터의 노즐을 여러 개 구비하여 각각의 노즐에 표면에너지가 상이한 복수의 점착제를 하나씩 주입함으로써 기재필름의 주행방향에 따라 표면에너지가 다른 복수의 패턴을 형성하는 방법이 있다. 또한, 콤마 코터의 액팬(liquid pan)을 구분하여 각각의 액팬에 표면에너지가 상이한 복수의 점착제를 하나씩 채워 넣어 기재필름의 주행항향을 따라 표면에너지가 다른 복수의 패턴을 형성하는 방법이 있다. 또한, 표면에너지가 상이하고 서로 상용성이 불량한 두 종류의 점착제를 혼합한 뒤 기재필름에 도포함으로써, 두 종류의 점착제가 혼합되지 않고 각각의 점착제끼리 응집하는 성질을 이용하여 표면에너지가 다른 일정 패턴이 형성된 점착층을 구현하는 방법이 있다.
여러 번의 도포 공정을 통해 각각의 점착제를 따로 도포하는 방법으로는 어느 한 종류의 점착제(제1 점착제)를 일정 패턴에 따라 기재필름상에 도포한 후, (i) 나머지 영역에 표면에너지가 상이한 점착제(제2 점착제)를 그 반대의 패턴을 갖는 스크린을 사용하여 도포하는 스크린 프린팅법이나, (ii) 미리 도포한 제1 점착제의 두께에 맞춰 제2 점착제를 도포하는 콤마 코팅법 등이 있다.
상기 표면처리법은 점착층 표면의 일부분에 표면처리를 하는 방법이다.
상기 표면처리법으로는 점착층의 일부분에 실록산 구조나 퍼플루오로 구조를 가지는 표면에너지가 낮은 물질을 스프레이법 등의 방법으로 도포하여 표면 일부분만의 표면에너지를 낮추는 방법이나, 이와는 반대로 점착층의 일부분에 마스킹(Masking)을 하고 그 나머지 부분에 플라즈마나 코로나 처리를 하여 마스킹된 부분 이외의 부분의 표면에너지를 높이는 방법이 있다.
본 발명에서 표면에너지가 다른 두 영역을 형성하기 위한 방법은 상술한 방법들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 한 다른 다양한 방법이 사용될 수 있다.
또한, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율이 1MPa 이상 10MPa 미만이고, 상기 고표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율이 1kPa 이상 200kPa 미만일 수 있다.
먼저, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역의 25℃에서의 저장탄성율이 상기 범위이내이면, (i) 기재에 대한 젖음성이 낮아지게 되어 기재의 형태가 변화하였을 때 선택적인 부분 박리가 일어나기 때문에, 응력을 분산시킬 수 있어서 구조체 혹은 디스플레이 전체에 물리적 영구변형을 일으키지 않으며, (ii) 상기 제2 점착층 자체가 낮은 취성을 가지게 되어 구조체 혹은 디스플레이의 형태를 변형시켰을 때, 그 스트레스를 견딜 수 있어서 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역이 선택적으로 깨지는 문제가 발생하지 않으며, (iii) 상기 제2 점착제 자체의 경도가 높지 않아 기재의 반복적인 변형에 의해서도 상기 제2 점착제 자체의 영구적인 물리변형이 발생하지 않아 기재와 적층된 구조체 전체에 변형이 발생하지 않는다. 만약, 상기 제2 점착층 내부의 저표면에너지 영역이 깨지게 되면 상기 제2 점착층에서 탈락한 저표면에너지 영역의 파편이 상기 제2 점착층 두께의 불균형을 가져오게 되어 그 부분이 디스플레이 디바이스에 전사되어 시인되는 외관적 불량을 초래할 수 있고, 그 정도에 따라 구조체 내부에서의 층간 박리를 야기시킬 가능성도 있다.
다음으로, 상기 제2 점착층에서 상기 고표면에너지 영역의 25℃에서의 저장탄성율이 상기 범위이내이면, (i) 점착층 자체의 유동성이 높지 않기 때문에 점착필름을 형성할 때 균일한 두께를 형성할 수 있고, (ii) 부착 후 사용 공정에 따라 점착층이 구조체 외부로 흘러나오지 않아 기재에의 일정한 부착력을 구현할 수 있으며, (iii) 기재에 대한 높은 부착력과 젖음성을 확보할 수 있어서 층간 박리를 방지할 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역의 25℃에서의 저장탄성율은 상기 고표면에너지 영역의 25℃에서의 저장탄성율의 10배 이상 1000배 미만 또는 50배 이상 500배 미만일 수 있다.
한편, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 가요성을 갖는 2개의 기재에 양면으로 부착하여 동적 굴곡성 평가를 수행할 수 있다.
또한, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 동적 굴곡성 평가 전후, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 20% 미만이고, 상기 고표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 10% 미만일 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 동적 굴곡성 평가 전후, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역의 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 20% 미만이면, (i) 부착되는 기재의 형태가 반복적으로 변형되었을 때, 상기 제2 점착층의 형태가 기재의 변형 형태를 따라 물리적으로 변형되더라도 원상태로 복원되기 때문에 영구변형이 발생하지 않고, (ii) 상기 제2 점착층의 일부분이 외부 힘에 의해 영구변형되는 일이 발생하지 않기 때문에 디스플레이 디바이스의 외면에까지 형태의 변형이 전사되지도 않고 층간 박리도 일어나지 않으며, (iii) 상기 제2 점착층 자체가 낮은 취성을 가지게 되어 구조체 혹은 디스플레이의 형태를 변형시켰을 때, 그 스트레스를 견딜 수 있어서 상기 제2 점착층의 상기 저표면에너지 영역이 깨지는 문제가 발생하지 않는다. 만일, 상기 제2 점착층 내부의 상기 저표면에너지 영역이 깨지게 되면 상기 제2 점착층에서 탈락한 저표면에너지 영역의 파편이 상기 제2 점착층 두께의 불균형을 가져오게 되어 그 부분이 디스플레이 디바이스에 전사되어 시인되는 외관적 불량을 초래할 수 있고, 그 정도에 따라 구조체 내부에서의 층간 박리를 야기시킬 가능성이 있다.
또한, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 동적 굴곡성 평가 전후, 상기 제2 점착층에서 상기 고표면에너지 영역의 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 10% 미만이면, 기재에의 부착력 및 젖음성이 변함없이 일정하게 유지되기 때문에 기재가 반복적인 형태 변형을 거듭했을 경우에도, 저표면에너지 영역과 가장 근접한 계면부의 고표면에너지 영역에서도 박리가 일어나지 않아 구조체 내부에서의 층간 박리를 야기하지 않는다.
또한, 상기 제2 점착층에서 동일 기재에 대한 상기 저표면에너지 영역의 부착력과 상기 고표면에너지 영역의 부착력의 차이는 하기 수학식 2를 만족할 수 있다:
[수학식 2]
300gf/in(gram-force per inch) < A2 - A1
A1: 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력,
A2: 고표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력.
상기 제2 점착층에서 동일 기재에 대한 상기 저표면에너지 영역의 부착력과 상기 고표면에너지 영역의 부착력의 차이가 상기 범위이내이면, (i) 본 발명에서 달성하고자 하는 단일 점착층 내부에서의 기재에 대한 선택적 부착력과 젖음성 차이를 구현할 수 있으며, 이로 인해 (ii) 상기 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력이 낮아 기재의 변형에 따른 응력을 충분히 완화시킬 수 있고, (iii) 상기 고표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력이 높아 계면에서의 층간 박리 없이 층간을 잘 고정할 수 있다.
상기 제2 점착층에서 기재의 종류에 관계없이 상기 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력(A1)은 50gf/in 미만, 1gf/in 이상 50gf/in 미만, 1gf/in 이상 20gf/in 미만 또는 1gf/in 이상 10gf/in 미만일 수 있다. 이를 위해, 표면 특성이 각기 다른 복수개의 기재 중 어느 하나를 선택한 다음, 상기 저표면에너지 영역의 점착특성을 조절하여 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력(A1)을 50gf/in 미만, 1gf/in 이상 50gf/in 미만, 1gf/in 이상 20gf/in 미만 또는 1gf/in 이상 10gf/in 미만으로 조절할 수 있다.
상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 상기 고표면에너지 영역을 두께방향으로 관통하도록 배치될 수 있다.
본 명세서에서, "두께방향"이란 고표면에너지 영역 중 최대 면적을 갖는 면에 수직한 방향을 의미한다.
또한 본 명세서에서, "내부"란 고표면에너지 영역 중 최대 면적을 갖는 면의 모서리들이 연결되어 형성된 폐곡선의 안쪽 부분을 의미한다.
예를 들어, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 상기 고표면에너지 영역의 내부에 1개의 아일랜드 형태로 존재하거나 2개 이상의 아일랜드 형태로 분산되어 존재할 수 있다.
상기 고표면에너지 영역에 둘러싸인 상기 저표면에너지 영역의 평면 형상은 특별히 한정되지 않으며, 원형, 타원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 또는 이들의 조합일 수 있다.
<이종기재 접합용 양면 점착필름>
본 발명의 일 구현예에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름은 제1 점착층과 제2 점착층을 적층하여 제조된 것일 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름 제조법의 일례로서, 제1 점착제와 제2 점착제를 각각의 이형처리된 기재필름 위에 도포 및 건조하여 두개의 점착필름을 제조한 후, 상기 제조된 두개의 점착필름을 서로 맞닿게 하여 합지하는 방법을 들 수 있다.
다른 예로서, 기재필름 위에 제1 점착제를 도포 및 건조하여 제1 점착층을 형성하고, 이형처리된 기재필름 위에 제2 점착제를 도포 및 건조하여 제2 점착층을 형성하고, 상기 제2 점착층을 상기 제1 점착층이 형성되어 있는 기재필름의 배면에 합지하여 제1 점착층과 제2 점착층의 사이에 기재필름이 배치된 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하는 방법도 사용할 수 있다.
또 다른 예로서, 이형처리된 기재필름 위에 제1 점착제를 도포 및 건조하여 제1 점착층을 형성한 후, 그 위에 제2 점착제를 도포 및 건조하여 2층 구조의 점착필름을 형성하는 방법도 사용할 수 있다.
상기에 언급한 방법 이외에도 본 발명의 목적을 달성할 수 있는 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하는 방법이라면 어떠한 방법이라도 사용할 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 총 두께는 1㎛ 이상 50㎛ 미만이고, 상기 제1 점착층 두께에 대한 제2 점착층의 두께 비율은 1% 이상 150% 미만일 수 있다.
상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 총 두께가 상기 범위이내이면, (i) 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 제조공정에서 두께의 균일성을 확보하기가 용이하고, (ii) 이형필름을 박리하는 공정이나 기재에 부착하는 공정에서 양호한 작업성을 확보할 수 있으며, (iii) 플렉서블 디스플레이 디바이스의 구조에 있어 기재의 형태 변형에 따른 스트레스는 두께의 세제곱에 비례하여 증가하지만, 적층된 구조체 전체의 두께가 구조 내에 큰 스트레스를 가하지 않는 수준으로 유지되어 구조체 자체의 물리적 변형이 방지될 수 있다.
또한, 상기 제1 점착층 두께에 대한 제2 점착층의 두께 비율이 상기 범위이내이면, (i) 상기 제2 점착층의 두께가 너무 얇지 않아 공정상의 작업성 불량을 일으키지 않으며, (ii) 상기 제2 점착층 내부의 상기 고표면에너지 영역의 두께도 너무 얇지 않아 기재 계면에 대한 충분한 부착력을 확보할 수 있고, (iii) 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 총 두께에 대한 상기 제2 점착층 내부의 저표면에너지 영역이 차지하는 두께의 비율이 너무 높지 않아 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름 전체의 저장탄성율이 너무 높지 않기 때문에 기재 형태의 변형이 발생했을 때, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 형태가 물리적으로 영구변형되는 문제가 발생하지 않는다.
또한, 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름은 상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층의 사이에는 배치된 기재필름을 더 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 4는 본 발명의 여러 구현예들에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름의 모식도이다.
도 1을 참조하면, 이종기재 접합용 양면 점착필름(100)은 제1 점착층(110) 및 그 위에 배치된 제2 점착층(120)을 포함한다. 제2 점착층(120)은 저표면에너지 영역(121) 및 고표면에너지 영역(122)을 포함하고, 저표면에너지 영역(121)은 고표면에너지 영역(122)을 두께방향으로 관통하도록 배치되어 있다. 구체적으로, 직육면체의 저표면에너지 영역(121)이 2개의 직육면체의 고표면에너지 영역(122) 사이에 밀착되게 배치되어 있다.
도 2를 참조하면, 이종기재 접합용 양면 점착필름(200)은 제1 점착층(210) 및 그 위에 배치된 제2 점착층(220)을 포함한다. 제2 점착층(220)은 저표면에너지 영역(221) 및 고표면에너지 영역(222)을 포함하고, 저표면에너지 영역(221)은 고표면에너지 영역(222)을 두께방향으로 관통하여 그 내부에 1개의 아일랜드 형상으로 배치되어 있다. 구체적으로, 원기둥 형태의 저표면에너지 영역(221)이 직육면체의 고표면에너지 영역(222)을 두께방향으로 관통하여 그 내부에 1개의 아일랜드 형상으로 배치되어 있다.
도 3을 참조하면, 이종기재 접합용 양면 점착필름(300)은 제1 점착층(310) 및 그 위에 배치된 제2 점착층(320)을 포함한다. 제2 점착층(320)은 저표면에너지 영역(321) 및 고표면에너지 영역(322)을 포함하고, 저표면에너지 영역(321)은 고표면에너지 영역(322)을 두께방향으로 관통하여 그 내부에 복수개의 아일랜드 형상으로 분산되어 배치되어 있다. 구체적으로, 6개의 직육면체의 저표면에너지 영역(321)이 직육면체의 고표면에너지 영역(322)을 두께방향으로 관통하여 그 내부에 아일랜드 형상으로 분산되어 배치되어 있다.
도 4를 참조하면, 이종기재 접합용 양면 점착필름(400)은 제1 점착층(410) 및 그 위에 배치된 제2 점착층(420)을 포함한다. 제2 점착층(420)은 저표면에너지 영역(421) 및 고표면에너지 영역(422)을 포함하고, 저표면에너지 영역(421)은 고표면에너지 영역(422)을 두께방향으로 관통하여 그 내부에 복수개의 아일랜드 형상으로 분산되어 배치되어 있다. 구체적으로, 다수개의 원기둥 형태의 저표면에너지 영역(421)이 직육면체의 고표면에너지 영역(422)을 두께방향으로 관통하여 그 내부에 아일랜드 형상으로 분산되어 배치되어 있다.
<적층필름>
본 발명의 일 구현예에 따른 적층필름은 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 적층필름은 서로 다른 표면특성을 갖는 2종의 피착재 및 이들 사이에 개재된 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함할 수 있다.
<디스플레이 디바이스>
본 발명의 일 구현예에 따른 디스플레이 디바이스는 상기 이종기재 접합용 양면 점착필름 또는 상기 적층필름을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 디바이스는 플렉서블 디스플레이 디바이스일 수 있다.
이하, 실시예들을 들어 본 발명에 관하여 더욱 상세히 설명하지만, 본 발명이 이러한 실시예들에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
실리콘계 수지(다우코닝 製, DC7663) 100중량부에 대하여 톨루엔 50중량부를 투입하고, 실리콘계 레진(다우코닝 製, DC7426) 5.3중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 백금촉매(다우코닝 製, SYL-OFF 4000 CATALYST) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 불소 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 20㎛ 두께의 제1 점착층을 제조하였다.
그리고, 아크릴계 수지(애경화학 製, UVPSA1800) 100중량부에 대하여 초산에틸 100중량부를 투입하고, 광개시제(BASF 製, IR127) 1중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제(애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 실리콘 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, ROH751, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층을 제조하였다.
상기 제조한 제1 점착층과 제2 점착층을 점착면이 서로 맞닿게 하여 롤라미네이터(지엠피 製, PHOTONEX SYNC 325)로 합지함으로써 총 두께 30㎛의 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
상기 제조한 양면 점착필름을 100mm x 100mm의 크기로 재단한 후, 상기 제2 점착층의 상부 표면에, 정가운데에 30mm x 30mm 크기의 구멍이 뚫려있는 100mm x 100mm 크기 및 2mm 두께의 SUS(Steel Special Use Stainless) 재질 Photomask를 올려놓고, UV 조사기(리트젠 製, 고압수은램프)를 이용하여 150mJ/cm2 의 광량으로 조사하여, 제2 점착층 중심부에 저표면에너지 영역을 형성하였다.
<실시예 2>
UV 조사 광량을 200mJ/cm2 로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 3>
UV 조사 광량을 300mJ/cm2 로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 4>
UV 조사 광량을 500mJ/cm2 로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 5>
아크릴계 수지(애경화학 製, UVPSA1800) 100중량부에 대하여 초산에틸 100중량부를 투입하고, 아크릴 올리고머(일본화약 製, KAYARAD DPCA-20) 20중량부를 투입하고, 광개시제(BASF 製, IR127) 1중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제 (애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 실리콘 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, ROH751, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층을 제조한 것을 제외하고는(즉, 제2 점착층의 제조방법만을 변경), 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 6>
아크릴계 수지(애경화학 製, UVPSA5016) 100중량부에 대하여 초산에틸 100중량부를 투입하고, 광개시제(BASF 製, IR127) 1중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제 (애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 실리콘 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, ROH751, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층을 제조한 것을 제외하고는(즉, 제2 점착층의 제조방법만을 변경), 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 7>
실리콘계 수지(다우코닝 製, DC7663) 100중량부에 대하여 톨루엔 50중량부를 투입하고, 실리콘계 레진(다우코닝 製, DC7426) 5.3중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 백금촉매(다우코닝 製, SYL-OFF 4000 CATALYST) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 불소 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 20㎛ 두께의 제1 점착층을 제조하였다.
그리고, 실리콘계 수지(다우코닝 製, DC7662) 100중량부에 대하여 톨루엔 50중량부를 투입하고 2시간 교반하였다. 이후, 백금촉매 (다우코닝 製, SYL-OFF 4000 CATALYST) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 불소 이형처리된 PET 필름 (도레이첨단소재 製, 75㎛) 위에 30mm x 30mm 로 제작된 200메쉬 스크린을 이용하여 스크린 프린팅 법으로 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층의 저표면에너지 영역을 제조하였다.
아크릴계 수지(삼화페인트 製, SA3000) 100중량부에 대하여 초산에틸 100중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제 (애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 상기 제2 점착층의 저표면에너지 영역이 도포된 불소 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, 75㎛) 위에, 100mm x 100mm 크기로서 정중앙의 30mm x 30mm 부분이 Masking 된 200메쉬 스크린을 이용하여, 제2 점착층의 저표면에너지 영역이 Making부와 겹치도록 Align 한 후, 스크린 프린팅 법으로 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층의 고표면에너지 영역을 저표면에너지 영역의 외부에 제조하였다.
상기 제조한 제1 점착층과 제2 점착층을 점착면이 서로 맞닿게 하여 롤라미네이터(지엠피 製, PHOTONEX SYNC 325)로 합지함으로써 총 두께 30㎛의 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 8>
아크릴계 수지(애경화학 製, HCP1800) 100중량부에 대하여 초산에틸 100중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제 (애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 상기 실시예 7 에 따른 제2 점착층의 저표면에너지 영역이 도포된 불소 이형처리된 PET필름(도레이첨단소재 製, 75㎛) 위에, 100mm x 100mm 크기로서 정중앙의 30mm x 30mm 부분이 Masking 된 200메쉬 스크린을 이용하여, 제2 점착층의 저표면에너지 영역이 Making부와 겹치도록 Align 한 후, 스크린 프린팅 법으로 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층의 고표면에너지 영역을 저표면에너지 영역의 외부에 제조한 것을 제외하고는, 상기 실시예 7과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<실시예 9>
실리콘계 수지(다우코닝 製, DC7663) 100중량부에 대하여 톨루엔 50중량부를 투입하고, 실리콘계 레진(다우코닝 製, DC7426) 5.3중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 백금촉매(다우코닝 製, SYL-OFF 4000 CATALYST) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 불소 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 20㎛ 두께의 제1 점착층을 제조하였다.
그리고, 아크릴계 수지(삼화페인트 製, SA3000) 100중량부에 대하여 초산에틸 100중량부를 투입하고, 비스페놀A 에폭시 수지(국도화학 製, YD-128) 30중량부와 3,3'-Sulfonyldianiline(TCI 製) 15중량부, 2-Methylimidazole(TCI 製) 0.3중량부를 투입한 후, 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제 (애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 실리콘 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, ROH751, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제2 점착층을 제조하였다.
상기 제조한 제1 점착층과 제2 점착층을 점착면이 서로 맞닿게 하여 롤라미네이터(지엠피 製, PHOTONEX SYNC 325)로 합지함으로써 총 두께 30㎛의 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
상기 제조한 양면 점착필름을 100mm x 100mm의 크기로 재단한 후, 상기 양면 점착필름의 정가운데 상/하부에 30mm x 30mm 크기의 5mm 두께 SUS를 위치시키고, 130℃ 로 가열된 Hot plate(삼현상사 製, SH-200) 위에 올려 SUS와 닿는 부분만 열이 전달되도록 하여 10분간 방치함으로써, 제2 점착층의 저표면에너지 영역을 형성하였다. 이 때, 양면 점착필름의 SUS와 직접 닿지 않는 부분은 Hot Plate에 접촉하지 않도록 공중에 띄운다.
<실시예 10>
Hot plate에 의한 가열 시간을 20분으로 변경한 것을 제외하고는, 상기의 실시예 9와 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<비교예 1>
페녹시계 수지(국도화학 製, YP50EK35) 100중량부에 대하여 톨루엔 50중량부를 투입하고 2시간 교반하였다. 이후, 이소시아네이트계 열경화제 (애경화학 製, AK-DA) 0.5중량부를 첨가하여 추가로 30분간 교반하였다. 위와 같이 제조한 점착제 조성물을 실리콘 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, ROH751, 75㎛) 위에 도포 후 건조하여 10㎛ 두께의 제1 점착층을 제조한 것을 제외하고는(즉, 제1 점착층의 제조방법만을 변경), 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<비교예 2>
제2 점착층에 UV를 조사하지 않은 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<비교예 3>
UV 조사 광량을 50mJ/cm2 로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<비교예 4>
UV 조사 광량을 100mJ/cm2 로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<비교예 5>
UV 조사 영역을 9mm x 9mm로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
<비교예 6>
UV 조사 영역을 90mm x 90mm로 변경한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 이종기재 접합용 양면 점착필름을 제조하였다.
상기 실시예 1~10 및 비교예 1~6에서 제1 점착층 및 제2 점착층의 제조를 위해 사용된 성분들의 종류와 함량, 제1 점착층과 제2 점착층의 유리전이온도(Tg), 및 제2 점착층에 저표면에너지 영역을 형성하기 위한 방법 및 조건을 정리하여 하기 표 1 및 표 2에 나타내었다. 하기 표 1 및 표 2에서, 3,3'-DDS는 3,3'-Sufonyldianiline을 나타내고, 2-MI는 2-Methylimidazole을 나타내고, EA는 초산에틸을 나타내고, 성분들의 함량은 중량부 기준이다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
제 1 점착
층		 DC7663 100 100 100 100 100 100 100 100
YP50EK35 - - - - - - - -
DC7426 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3
SYL-OFF 4000 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
AK-DA - - - - - - - -
Toluene 50 50 50 50 50 50 50 50
Tg (℃) 10 10 10 10 10 10 10 10
제 2
점착
층		 UVPSA1800 100 100 100 100 100 - - - - -
UVPSA5016 - - - - - 100 - - - -
DC7662 - - - - - - 100 - 100 -
SA3000 - - - - - - - 100 - -
HCP1800 - - - - - - - - - 100
YD-128 - - - - - - - - - -
DCPD-20 - - - - 20 - - - - -
IR127 1 1 1 1 1 1 - - - -
3,3'-DDS - - - - - - - - - -
AK-DA 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 - 0.5 - 0.5
SYL-OFF 4000 - - - - - - 0.5 - 0.5 -
2-MI - - - - - - - - - -
EA 100 100 100 100 100 100 - 100 - 100
Toluene - - - - - - 50 - 50 -
UV 광량(mJ/cm2) 150 200 300 500 150 150 - -
가열시간(min) - - - - - - - -
저표면에너지 영역 면적비(%) 9 9 9 9 9 9 9 9
실시예 비교예
9 10 1 2 3 4 5 6
제 1 점착
층		 DC7663 100 100 - 100 100 100 100 100
YP50EK35 - - 100 - - - - -
DC7426 5.3 5.3 - 5.3 5.3 5.3 5.3 5.3
SYL-OFF 4000 0.5 0.5 - 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
AK-DA - - 0.5 - - - - -
Toluene 50 50 50 50 50 50 50 50
Tg (℃) 10 10 90 10 10 10 10 10
제 2
점착
층		 UVPSA1800 - - 100 100 100 100 100 100
UVPSA5016 - - - - - - - -
DC7662 - - - - - - - -
SA3000 100 100 - - - - - -
HCP1800 - - - - - - - -
YD-128 30 30 - - - - - -
DCPD-20 - - - - - - - -
IR127 - - 1 1 1 1 1 1
3,3'-DDS 15 15 - - - - - -
AK-DA 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
SYL-OFF 4000 - - - - - - - -
2-MI 0.3 0.3 - - - - - -
EA 100 100 100 100 100 100 100 100
Toluene - - - - - - - -
UV 광량(mJ/cm2) - - 150 0 50 100 150 150
가열시간(min) 10 20 - - - - - -
저표면에너지 영역 면적비(%) 9 9 9 9 9 9 0.8 81
평가예
상기 실시예 1~10 및 비교예 1~6에서 제조된 각각의 이종기재 접합용 양면 점착필름을 사용하여 다음과 같은 평가예를 통해 물성을 측정하고, 그 결과를 다음 표 3 및 표 4에 나타내었다.
<평가예 1: 표면에너지(mN/m)>
상기 각 제2 점착층의 저표면에너지 영역 및 고표면에너지 영역의 표면에 Sessile Drop Technique를 이용하여 친수성 용매인 물 (H2O)과 소수성 용매인 디아이오도 메탄(CH2I2)의 각각의 용매에 대한 표면의 접촉각을 접촉각 측정기(휴컴시스템, Theta auto)로 측정한 후, Young-Dupre Equation을 통해서 표면에너지를 산출하였다(ASTM D5946).
<평가예 2: 저장탄성율(Pa)>
동적 점탄성 측정 장치인 ARES(TA instr㎛ents 製)를 사용하여 전단 모드(1Hz)에서 상기 각 제2 점착층의 저표면에너지 영역 및 고표면에너지 영역의 점탄성을 측정하였다(Frequency: 1 rad/sec). 구체적으로, 상기 각 제2 점착층의 저표면에너지 영역 및 고표면에너지 영역을 분리하고, 이형필름(즉, 이형처리된 PET 필름)을 제거한 후, 저표면에너지 영역은 저표면에너지 영역끼리, 고표면에너지 영역은 고표면에너지 영역끼리 적층하여 두께가 1mm가 되도록 시료를 제작하였다. 제작한 적층 시료를 직경이 8mm인 천공기로 시료를 천공해내어 측정용 시편으로 사용하였다. -70℃ 내지 150℃의 온도 범위에서 10 ℃/min의 승온 속도로 측정을 수행하였으며, 25℃에서의 각 시료의 저장탄성율을 기록하였다.
<평가예 3: 기재에의 부착력(gf/in)>
상기 각 제1 점착층과 상기 각 제2 점착층의 저표면에너지 영역 및 고표면에너지 영역을 분리한 후, 1 inch 두께의 스트립으로 각각 절단하였다. 상기 방법으로 제조한 스트립의 점착면을 2kg의 고무 롤러를 이용하여 PET 필름 (도레이첨단소재, XD500P, 50㎛)에 접합한 후 30분간 방치하였다. 그 후, 다른 면의 이형필름(즉, 이형처리된 PET 필름)을 박리한 후, 박리면을 SUS(Steel Special Use Stainless) 면에 2kg의 고무 롤러를 이용하여 합지한 후, 30분간 방치하였다. 상기 방법으로 제작한 시편을 상온에서 UTM 장비(코린스테크 製, LF Plus)를 이용하여 300mm/min의 속도로 180도 박리력을 측정하였다.
<평가예 4: 동적 굴곡성 평가>
상기 각 이종기재 접합용 양면 점착필름을 2장의 PI(폴리이미드) 필름(SKC 코오롱 製, IF70, 50㎛) 사이에 부착하여, PI 필름/양면 점착필름/PI 필름의 구조로 동적 굴곡성 평가 시편을 제작하였다. 상기와 같이 제작한 시편을 동적 굴곡성 평가장비(㈜사이언스타운 製, 5Axis Bending Test Machine, STS-5RT-100)를 이용하여, 장비의 Folding 축이 시편의 저표면에너지 영역의 중간에 위치하도록 세팅하고, 곡률반경 2.5mm로, 1시간에 3,600회 반복하여 총 10만회 동적 굴곡성 평가를 수행한 후, 시편의 Folding 부에 물리적 변형이 발생하였는지 여부를 평가하였다.
물리적 변형 발생 여부는 접촉식 조도측정계(Linear Technology 製, Surfcom 1500SD2)를 이용하여 Stage에 밀착시킨 시편의 Folding 방향에 대해 수직 방향으로의 waviness를 측정함으로써 평가하였다. waviness는 수평에 대한 시편의 최고높이와 최저높이의 차이로 규정하였다. 시편의 waviness가 30㎛ 이상인 경우, PI 필름 적층체가 동적 굴곡성 평가에 의해 물리적 변형이 발생한 것으로 판단하였다.
또한, 상기 각 이종기재 접합용 양면 점착필름을 이형처리된 PET 필름(도레이첨단소재 製, ROT101, 75㎛) 2장 사이에 부착한 후, 이형필름/이종기재 접합용 양면 점착필름/이형필름의 구조로 동적 굴곡성 평가 시편을 제작하였다. 각각의 시편을 동적 굴곡성 평가장비(㈜사이언스타운 製, 5Axis Bending Test Machine, STS-5RT-100)를 이용하여 장비의 Folding 축이 시편의 저표면에너지 영역의 중간에 위치하도록 세팅하고, 곡률반경 2.5mm로, 1시간에 3,600회 반복하여 총 10만회 동적 굴곡성 평가를 수행한 후, 각각의 시편 Folding 부의 저장탄성율을 상기 평가예 2에 따라 측정하였다.
실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
저표면에너지 영역의 표면에너지(E1, mN/m) 22.8 21.4 20.6 19.7 18.9 20.2 17.9 17.9
고표면에너지 영역의 표면에너지(E2, mN/m) 28.1 28.1 28.1 28.1 29.7 29.4 30.3 32.1
영역간 표면에너지 차 (E2 - E1, mN/m) 5.3 6.7 7.5 8.4 10.8 9.2 12.4 14.2
저표면에너지 영역의 저장탄성율(MPa) 2.1 2.6 4.1 7.6 9.8 7.3 1.1 1.1
고표면에너지 영역의 저장탄성율(kPa) 41 41 41 41 38 45 44 83
동적 굴곡성 평가 후,저표면에너지 영역의 저장탄성율(MPa) 2.5 3.0 4.9 9.2 12.3 8.8 1.2 1.2
동적 굴곡성 평가 후,고표면에너지 영역의 저장탄성율(MPa) 44 44 44 44 40 49 46 89
동적 굴곡성 평가 전후,저표면에너지 영역의 저장탄성율 변화율(%) 19.0 15.4 19.5 21.1 25.5 20.5 9.1 9.1
동적 굴곡성 평가 전후,고표면에너지 영역의 저장탄성율 변화율(%) 7.3 7.3 7.3 7.3 5.3 8.9 4.5 7.2
제1 점착층 부착력(gf/in) 760 760 760 760 760 760 760 760
제2 점착층 저표면에너지 영역부착력(A1, gf/in) 25.4 15.6 10.1 7.3 7.5 9.0 2.6 2.6
제2 점착층 고표면에너지 영역 부착력(A2, gf/in) 1270 1270 1270 1270 1340 990 1130 1090
영역간 부착력 차 (A2 - A1, gf/in) 1245 1254 1260 1263 1333 981 1127 1087
동적 굴곡성 평가 후, 시편 waviness(㎛) 17 22 29 63 37 27 12 11
층간 박리 여부 X X X X X X X X
실시예 비교예
9 10 1 2 3 4 5 6
저표면에너지 영역의 표면에너지
(E1, mN/m)		 33.1 32.8 22.8 28.1 27.0 23.9 22.8 22.8
고표면에너지 영역의 표면에너지(E2, mN/m) 38.7 38.7 28.1 28.1 28.1 28.1 28.1 28.1
영역간 표면에너지 차 (E2 - E1, mN/m) 5.6 5.9 5.3 0 1.1 4.2 5.3 5.3
저표면에너지 영역의 저장탄성율(MPa) 5.1 7.6 2.1 0.04 0.28 0.91 2.1 2.1
고표면에너지 영역의 저장탄성율(kPa) 47 47 41 41 41 41 41 41
동적 굴곡성 평가 후,저표면에너지 영역의 저장탄성율(MPa) 6.0 9.2 2.5 0.04 0.29 1.1 2.5 2.5
동적 굴곡성 평가 후,고표면에너지 영역의 저장탄성율(MPa) 52 52 44 44 44 44 44 44
동적 굴곡성 평가 전후,저표면에너지 영역의 저장탄성율
변화율(%)		 17.6 21.1 19.1 0 3.6 20.9 19.0 19.0
동적 굴곡성 평가 전후,고표면에너지 영역의 저장탄성율 변화율(%) 10.6 10.6 7.3 7.3 7.3 7.3 7.3 7.3
제1 점착층 부착력(gf/in) 760 760 9 760 760 760 760 760
제2 점착층 저표면에너지 영역부착력(A1, gf/in) 22.4 10.3 25.4 1270 780 430 25.4 25.4
제2 점착층 고표면에너지 영역 부착력(A2, gf/in) 1250 1250 1270 1270 1270 1270 1270 1270
영역간 부착력 차 (A2 - A1, gf/in) 1228 1240 1245 0 490 840 1245 1245
동적 굴곡성 평가 후, 시편 waviness(㎛) 27 34 17 430 320 190 230 22
층간 박리 여부 X X ○ X X X X ○
상기 표 3 및 표 4를 참조하면, 상기 실시예 1~10에서 제조된 이종기재 접합용 양면 점착필름은 (i) 제1 점착층의 유리전이온도가 10℃로 낮아 기재에 대한 부착력이 우수하고, (ii) 제2 점착층 표면의 1~80% 범위의 면적을 차지하는 저표면에너지 영역과 그 나머지 면적을 차지하는 고표면에너지 영역의 표면에너지 차이가 5mN/m 이상으로서 동일 기재에 대한 부착력 차이를 발생시키는 것이 가능한 것으로 나타났다.
또한, 상기 실시예 1~3 및 5~10에서 제조된 이종기재 접합용 양면 점착필름은 최종적으로 동적 굴곡성 평가 후에도 적층 기재에 물리적 변형이나 층간 박리를 일으키지 않는 것으로 나타났다.
비교예 1의 경우는, 제1 점착층의 점착수지로서 유리전이온도가 높은 페녹시 수지를 적용했을 때, SUS 기재에 대한 젖음성이 확보되지 않아 낮은 부착력을 나타내었다. 그 결과, 동적 굴곡성 평가 이후에 제1 점착층과 접합되는 부분에서 층간 박리가 발생하는 문제가 나타났다.
또한, 비교예 2 내지 비교예 4의 경우는, 제2 점착층의 제조시 저표면에너지 영역을 형성하는 UV 광량이 낮아 저표면에너지 영역의 표면에너지가 충분히 낮아지지 못하였고, 이로 인해 기재에 대한 부착력이 높아 본 발명이 추구하는 선택적인 동적 계면 박리(dynamic interfacial delamination)를 일으킬 수 없었다. 그 결과, 동적 굴곡성 평가 이후에 기재의 형태 변형에 따른 응력이 Folding부에 집중 및 축적되어 기재 자체의 물리 변형을 일으켰다.
비교예 5의 경우는, 제2 점착층에서 저표면에너지 영역의 면적이 전체 면적에 대해 1% 미만을 가지기 때문에 동적 계면 박리가 발생하는 영역이 작아, 기재의 형태 변화에 의한 응력을 충분히 분산시키지 못하게 되어, 결과적으로 동적 굴곡성 평가 이후에 기재의 형태가 물리적으로 변형된 것을 확인할 수 있었다.
또한 비교예 6의 경우는, 제2 점착층에서 저표면에너지 영역의 면적이 전체 면적에 대해 80% 이상을 차지하여, 기재와의 높은 부착력을 담당하는 고표면에너지 영역의 면적이 상대적으로 작았다. 그 영향으로 동적 굴곡성 평가 이후에 Folding 되었던 기재 부분, 즉 저표면에너지 영역 부분이 기재로부터 들뜨는 현상이 발생하여 층간 박리에 의해 기재의 물리 변형이 외관으로부터 시인되는 문제가 발생하였다.
100, 200, 300, 400: 이종기재 접합용 양면 점착필름
110, 210, 310, 410: 제1 점착층
120, 220, 320, 420: 제2 점착층
121, 221, 321, 421: 저표면에너지 영역
122, 222, 322, 422: 고표면에너지 영역

Claims (13)

  1. 제1 점착층; 및
    상기 제1 점착층 상에 배치된 것으로, 동일 기재에 대한 부착력이 상기 제1 점착층과 다른 제2 점착층을 포함하고,
    상기 제1 점착층은 유리전이온도가 -70℃ 이상 20℃ 미만이고,
    상기 제2 점착층은 전체 표면적의 1% 이상 80% 미만이 저표면에너지 영역이고, 그 나머지 표면적은 고표면에너지 영역이며,
    상기 두 영역의 표면에너지 차이는 하기의 수학식 1을 만족하는 이종기재 접합용 양면 점착필름:
    [수학식 1]
    5mN/m < E2 - E1
    E1: 저표면에너지 영역의 표면에너지,
    E2: 고표면에너지 영역의 표면에너지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 점착층은 아크릴계 점착제, 실리콘계 점착제, 우레탄계 점착제 또는 이들의 조합을 포함하는 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율이 1MPa 이상 10MPa 미만이고, 상기 고표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율이 1kPa 이상 200kPa 미만인 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  4. 제1항에 있어서
    상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 동적 굴곡성 평가 전후, 상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 20% 미만이고, 상기 고표면에너지 영역은 25℃에서의 저장탄성율의 변화율이 10% 미만인 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 점착층에서 동일 기재에 대한 상기 저표면에너지 영역의 부착력과 상기 고표면에너지 영역의 부착력의 차이는 하기 수학식 2를 만족하는 이종기재 접합용 양면 점착필름:
    [수학식 2]
    300gf/in < A2 - A1
    A1: 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력,
    A2: 고표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역의 기재에 대한 부착력(A1)은 50gf/in 미만인 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 상기 고표면에너지 영역을 두께방향으로 관통하도록 배치되는 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 점착층에서 상기 저표면에너지 영역은 상기 고표면에너지 영역의 내부에 1개 이상의 아일랜드 형태로 분산되어 존재하는 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 이종기재 접합용 양면 점착필름의 총 두께는 1㎛ 이상 50㎛ 미만이고, 상기 제1 점착층 두께에 대한 제2 점착층의 두께 비율은 1% 이상 150% 미만인 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 점착층과 상기 제2 점착층 사이에 배치된 기재필름을 더 포함하는 이종기재 접합용 양면 점착필름.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함하는 적층필름.
  12. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 이종기재 접합용 양면 점착필름을 포함하는 디스플레이 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 디스플레이 디바이스는 플렉서블 디스플레이 디바이스인 디스플레이 디바이스.
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