KR20220062912A - 배리어 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 배리어 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 내투습성 배리어 실란트에 내산성, 내알칼리성 및 흄 발생을 개선한 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법에 관한 것이다.
Description
본 발명은 배리어 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 내투습성 배리어 실란트에 내산성, 내알칼리성 및 흄 발생을 개선한 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법에 관한 것이다.
현재 기기에 사용되는 표시패널의 두께가 점차 얇게 요구됨에 따라, 제조된 표시패널의 기판으로 사용된 유리기판을 식각하여 두께를 줄이는 공정이 적용되고 있다. 또한, 표시패널은 양 유리기판 사이에 표시소자가 위치하고 있으며, 실란트가 표시소자를 둘러싸며 기판 사이의 간격을 유지하도록 형성되어 있다.
한편, 식각 보호용 실란트는 불산 등의 케미칼을 사용하는 식각 공정에서 내부 센서를 보호하는 역할로 사용되고 있어, 불산 등의 케미칼에 의한 손상을 방지하기 위하여 배리어 실란트를 형성하고 식각을 진행하고 있다. 이 후, 식각 공정에서 사용된 불산을 중화하기 위하여 알칼리성 케미칼을 가하고 여기에 추가로 D.I 워터 등을 이용하여 세정을 수행하고 있다.
이러한 식각 보호용 실란트에 요구되는 기본 특성으로는 높은 접착 특성과 함께 식각공정 전, 후까지 불산 등의 케미칼로부터 내부 센서를 보호하여 내부 센서의 기능을 유지시키는 특성이 필요하므로, 배리어 실란트에는 우수한 내투습성, 내흡습성, 내산성 및 내알칼리성 등이 요구되고 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 내투습성, 내흡습성, 내산성 및 내알칼리성이 개선된 배리어 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 올리고머 및 모노머를 포함하는 배리어 실란트 조성물에 있어서, 상기 배리어 실란트 조성물은 200 내지 700nm 파장을 가지는 노광기를 이용하여 500mJ이상으로 조사하고, FT-IR 장비로 측정시에 경화도가 90 내지 99%인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트를 제공한다.
상기 배리어 실란트 조성물은 점도계로 25도에 5rpm 속도에 조건으로 측정시에 점도(Viscosity)가 50,000cPs 내지 800,000cPs이고, 요변성 지수(Thixotropic Index)가 1 내지 3인 것일 수 있다.
상기 올리고머는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 또는 덴드리틱 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 올리고머는 폴리올, 이소시아네이트 및 분자량 조절 모노머를 포함할 수 있다.
상기 올리고머는 폴리올 100 중량부에 대하여, 이소시아네트 10 내지 30 중량부, 및 분자량 조절 모노머 8 내지 15 중량부를 포함할 수 있다.
상기 올리고머의 분자량은 7,000 내지 9,000인 것일 수 있다.
상기 폴리올은 cis-1,4-폴리부타디엔폴리올, trans-1,4-폴리부타디엔폴리올 및 1,2-폴리부타디엔폴리올 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리올은 수평균 분자량 1,000 내지 4,000 인 것일 수 있다.
상기 이소시아네이트는 P-페닐렌디이소시아네이트 m-페닐렌디이소시아네이트, P-크실렌디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트와 같은 방향족 디이소시아네이트류 또는 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 이소시아네이트는 수평균 분자량이 100 내지 1,000 인 것일 수 있다.
상기 분자량 조절 모노머는 1개 이상의 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머를 반응시켜 얻어지는 물질을 포함할 수 있다.
상기 모노머는 이소보닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 비스페놀F디(메타)아크릴레이트 펜타에리스리톨의 모노 및 폴리(메타)아크릴레이트 또는 트리사이클로디칸 디메탄올 디아크릴레이트로 구성된 군으로부터 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 모노머는 단일기능기, 이중기능기, 삼중기능기 또는 다중기능기를 포함하는 아크릴레이트인 것일 수 있다.
상기 배리어 실란트 조성물는 무기재료를 추가로 더 포함하며,
상기 무기재료는 배리어 실란트 조성물 100중량부 대비 1 내지 5 중량부로 포함할 수 있다.
상기 무기재료는 실리카인 것일 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 표시패널의 제조방법에 있어서, 제1기판 상에 실란트 및 상기 실란트를 둘러싸며 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 배리어 실란트 조성물로 형성된 배리어 실란트를 형성하는 단계; 진공상태에서 제1기판 상에 제2기판을 배치하고 상기 실란트를 경화하는 단계; 상기 배리어 실란트를 경화하여 표시패널을 마련하는 단계; 및 상기 표시패널에 산성의 식각용액, 중화를 위한 알칼리용액 및 세정액을 순차적으로 가하여 상기 표시패널의 상기 제1기판과 상기 제2기판의 두께를 감소시키는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따른 배리어 실란트 조성물은 내투습성, 내흡습성, 내산성 및 내알칼리성이 개선되어 우수한 내투습성, 우수한 내흡습성, 우수한 내산성 및 우수한 내알칼리 특성이 있어 식각 공정에서 불산 등의 케미칼로부터 내부 센서를 보호하여 손상을 방지하는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 표시패널의 개략적인 형태를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 표시패널을 제조하기 위한 각 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실란트(11)와 배리어 실란트(12)를 경화시켜 본 발명에 따른 표시패널의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1기판(10) 및 제2기판(20)에 식각액을 가하면서 제1기판(10) 및 제2기판(20)을 식각하여 발명에 따른 표시패널의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1기판(10) 및 제2기판(20)의 두께가 감소한 표시패널(1)이 완성된 것을 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 표시패널을 제조하기 위한 각 구성을 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 실란트(11)와 배리어 실란트(12)를 경화시켜 본 발명에 따른 표시패널의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 제1기판(10) 및 제2기판(20)에 식각액을 가하면서 제1기판(10) 및 제2기판(20)을 식각하여 발명에 따른 표시패널의 제조방법을 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 제1기판(10) 및 제2기판(20)의 두께가 감소한 표시패널(1)이 완성된 것을 나타낸 것이다.
전술한 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 후술되며, 이에 따라 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 본 발명과 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 상세한 설명을 생략한다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 도면에서 동일한 참조부호는 동일 또는 유사한 구성요소를 가리키는 것으로 사용된다.
이하에서는, 본 발명에 따른 배리어 실란트 조성물 및 이를 이용한 표시패널의 제조방법을 설명하도록 한다. 상기 표시패널의 제조방법은 실란트 및 배리어 실란트를 경화하는 단계, 제1기판 및 제2기판을 식각하는 단계, 식각액을 중화하는 단계 및 표시패널을 세정하는 단계를 포함한다. 도 1 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 표시패널의 제조방법에 대하여 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명에 따른 표시패널을 개략적으로 나타낸 것이다. 도 1및 도 2를 참조하면, 표시패널(1)은 제1기판(10), 실란트(11), 배리어 실란트(12) 및 제2기판(20)을 포함한다. 내부 센서는 순차적으로 실란트(11), 배리어 실란트(12)로 둘러싸이게 배치되어 있음으로 인해 식각 공정에서 불산 등의 케미칼로부터 보호 효과를 보다 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
표시패널(1)은 액정 패널 또는 OLED 패널일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
제1기판(10)은 유리재질일 수 있다. 제1기판(10) 상에는 표시소자가 형성되어 있을 수 있으며, 제1기판(10) 상에 실란트(11)와 배리어 실란트(12)를 형성한다.
실란트(11)는 표시소자를 둘러싸도록 형성되며, 배리어 실란트(12)는 실란트(11)를 둘러싸도록 형성되며, 이 상태에서 실란트(11)와 배리어 실란트(12)는 경화되지 않은 상태이다.
도 3은 실란트(11)와 배리어 실란트(12)를 경화시켜 본 발명에 따른 표시패널을 제조하는 방법을 나타낸 것이다. 실란트(11)의 경우에는 표시 패널(1)을 진공 챔버에 넣어 진공 상태에서 경화를 진행하며, 주로 자외선을 조사하여 실란트(11)를 경화시킨다. 배리어 실란트(12)의 경우에는 진공 챔버에서 표시 패널(1)을 꺼낸 후 경화를 진행하며, 주로 레이저를 조사하여 배리어 실란트(12)를 경화시킨다. 다만, 진공에서 경화 시 배리어 실란트(12)에서 흄 발생량을 줄이는 것이 중요하다.
도 4는 제1기판(10) 및 제2기판(20)에 식각액을 가하면서 제1기판(10) 및 제2기판(20)을 식각하여 발명에 따른 표시패널을 제조하는 방법을 나타낸 것이다. 식각된 제1기판(10) 및 제2기판(20)의 불산을 중화하기 위한 알칼리용액을 가하고 이 후, 세정을 위해 DI 워터 등을 가하면 도 5와 같이, 제1기판(10) 및 제2기판(20)의 두께가 감소한 표시패널(1)이 완성된다. 이 후, 필요에 따라 배리어 실란트(12)를 제거하는 단계가 추가될 수 있다.
상기 식각액은 산 성분의 용액일 수 있으며 바람직하게, 불산일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
실란트 및 배리어 실란트를 경화하는 단계, 제1기판 및 제2기판을 식각하는 단계, 식각액을 중화하는 단계 및 제조된 표시패널을 세정하는 단계에서 배리어 실란트(12)는 식각액, 알칼리 용액 및 DI 워터가 표시패널의 내부에 위치한 실란트(11)와 접촉하지 않도록 하는 특징이 있으며 또한, 공정 안정성과 표시 패널(1)의 품질 유지를 위해 공정 과정에서 두께 변화가 적어야 하는 특징이 있다.
이하, 본 발명에 이용될 수 있는 배리어 실란트의 바람직한 예에 대하여 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 배리어 실란트 조성물은 올리고머 및 모노머를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 배리어 실란트 조성물은 상기 조성 이외에 필요에 따라 개시제 및 무기재료 중 어느 하나 이상을 추가로 더 포함할 수 있다. 상기 올리고머 100 중량부에 대하여, 상기 모노머는 3 내지 15 중량부, 상기 개시제는 1 내지 10 중량부가 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
올리고머
올리고머는 배리어 실란트 조성물의 주성분으로서, 경화반응에 참여하며 경화 후 접착력, 굴절율 및 투과율과 같은 기본 물성을 결정한다.
상기 올리고머는 아크릴레이트 올리고머를 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트 올리고머는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 또는 덴드리틱 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 어느 하나 이상을 중합하여 제조될 수 있다. 바람직하게, 상기 올리고머는 우레탄 아크릴레이트로부터 제조될 수 있으며, 상기 우레탄 아크릴레이트는 부타디엔계 폴리올을 포함할 수 있다. 또한, 상기 올리고머의 수평균 분자량은 7,000 내지 9,000 일 수 있으며 바람직하게, 올리고머의 수평균 분자량은 7,500 내지 8,500 일 수 있다.
상기 올리고머는 폴리올, 모노머 및 이소시아네이트를 반응시킨 후, 잔존하는 이소시아네이트기에 대하여 분자량 조절 모노머를 반응시켜 수득할 수 있다. 상기 올리고머는 폴리올 100 중량부에 대하여, 이소시아네트 10 내지 30 중량부 또는 15 내지 18 중량부, 및 분자량 조절 모노머 8 내지 15 중량부 또는 10 내지 12 중량부를 포함할 수 있다. 또한, 상기 올리고머는 합성온도 상온 내지 100℃에서 진행하고 반응속도는 30 내지 150 rpm으로 1시간 내지 10시간 이내로 하여 교반을 진행하고 수득할 수 있다.
상기 폴리올은 cis-1,4-폴리부타디엔폴리올, trans-1,4-폴리부타디엔폴리올 또는 1,2-폴리부타디엔폴리올과 같은 부타디엔계 폴리올을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 cis-1,4-폴리부타디엔폴리올, trans-1,4-폴리부타디엔폴리올 또는 1,2-폴리부타디엔폴리올은 중량비로 1:2 내지 4:0.5 내지 1.5 또는 1:2.5 내지 3.5:0.75 내지 1.25로 포함될 수 있다. 또한, 상기 폴리올은 수평균 분자량 1,000 내지 4,000 일 수 있으며 바람직하게, 2,000 내지 3,000 일 수 있다.
상기 이소시아네이트는 P-페닐렌디이소시아네이트 m-페닐렌디이소시아네이트, P-크실렌디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트와 같은 방향족 디이소시아네이트류 또는 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트와 같은 지방족 또는 지환 구조의 디이소시아네이트류를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 디이소시아네이트는 수평균 분자량이 100 내지 1,000 일 수 있으며 바람직하게, 300 내지 700 일 수 있다.
상기 분자량 조절 모노머는 1개 이상의 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머를 반응시켜 얻을 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 (메타)아크릴레이트 모노머는 이소보닐메타아크릴레이트를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
한편, 상기 올리고머의 골격 구조를 컨트롤하기 위해 촉매를 투입할 수 있으며, 상기 촉매로는 지방족 화합물에 주로 쓰이는 범용적 상품을 사용할 수 있다. 싱기 촉매는 1회 내지 10회 이내로 투입하되, NCO 적정법을 통해 초기 수준의 NCO 적정비가 나왔을 때 계속해서 잔존하는 이소시아네이트기에 대하여 1개 이상의 수산기를 갖는 분자량 조절 모노머를 반응키킬 수 있다.
모노머
모노머는 경화반응에 참여하여 올리고머 고유의 물성을 보완하는 것으로, 구체적으로 경도, 열팽창계수, 유리전이온도, 표면에너지 등의 물성을 보완하는 역할을 한다.
상기 모노머로는 단일기능기, 이중기능기, 삼중기능기 또는 다중기능기를 포함하는 아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다.
상기 모노머는 이소보닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 비스페놀F디(메타)아크릴레이트 펜타에리스리톨의 모노 및 폴리(메타)아크릴레이트 또는 트리사이클로디칸 디메탄올 디아크릴레이트로 구성된 군으로부터 어느 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 모노머는 제1모노머 및 제2모노머 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1모노머는 (메타)아크릴레이트기를 포함할 수 있으며 바람직하게, 이소보닐(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다. 상기 제2모노머는 3개 이상의 관능기를 가지는 아크릴레이트기를 포함할 수 있으며 바람직하게, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트를 포함할 수 있다.
개시제
본 발명에 따른 배리어 실란트 조성물은 올리고머 및 모노머를 포함하나, 필요에 따라 개시제를 추가로 더 포함할 수 있다.
개시제는 올리고머 및 모노머의 경화반응을 개시시키는 것으로 바람직하게 상기 개시제는 광개시제 일 수 있다.
상기 광개시제는 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일 퍼옥사이드, 캄포르퀴논, 포스핀 옥사이드와 같은 광개시제, 케톤계 광개시제, 또는 벤조인 에테르 광개시제 일 수 있으며, 실란트 조성물 100중량부 대비 0 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
무기재료
본 발명에 따른 배리어 실란트 조성물은 올리고머 및 모노머를 포함하나, 필요에 따라 무기재료를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기 무기재료인 실리카는 수분이 침투하는 통로를 길게 만드는 역할을 수행한다. 상기 무기재료는 실리카를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 실리카는 낮은 열팽창계수로 인한 뛰어난 열안정성과 화학적 내구성으로 인하여 실란트의 내투습성과 내흡습성을 증대시키는 역할을 한다. 상기 실리카는 배리어 실란트 조성물 100중량부 대비 1 내지 5 중량부로 포함될 수 있으며 바람직하게, 2 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 다만, 과량의 실리카가 투입되면 공정 진행 간 제어에 어려움이 발생할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다. 여기에 기재되지 않은 내용은 이 기술 분야에서 숙련된 자이면 충분히 기술적으로 유추할 수 있는 것이므로 그 설명을 생략하기로 한다.
실험예 1 - 올리고머 제조 및 평가
본 발명에 따른 올리고머를 합성하여 합성된 올리고머 단독으로 투습 평가를 진행하였다.
분자량 조절을 통해 수평균 분자량 7000 에서 9,000 사이의 올리고머, 수평균 분자량 15,000 에서 18,000 사이의 올리고머 및 수평균 분자량 20,000 에서 40,000 사이의 올리고머를 합성하였다. 실시예 가 내지 실시예 다의 올리고머는 말단 아크릴레이션을 위해 사용하는 (메타)아크릴레이트 모노머의 함량을 조절함으로서 분자량을 조절을 하였고, 비교예 가 내지 비교예 다의 올리고머는 폴리프로필렌글리콜의 함량을 조절함으로서 분자량을 조절을 하였다.
경화 조건은 양면에 이형지를 깔고 두께 300㎛로 바코팅을 진행한 후, 주은유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 양면에 대하여 각각 3,000mJ/㎠로 경화하였다. 투습 평가에는 히타치社 모델명 EC85MHHPS 항온항습기를 사용했고, ASTM E86 방식을 적용하여 40℃, 90% 조건에서 24시간을 방치한 후 투입 전/후 무게를 비교하여 확인하였다.
| 분자량 (M.n) | 개시제 | 투습 평가 조건 | 투습 결과(g/㎡·day) | |||
| 7,000~ 9,000 |
15,000~ 18,000 |
20,000~ 40,000 |
I-1173 | |||
| 실시예 가 | 100 | - | - | 5 | 40℃ 90%, 24hr, @300㎛ |
5.80 |
| 실시예 나 | - | 100 | - | 5 | 5.94 | |
| 실시예 다 | - | - | 100 | 5 | 12.31 | |
| 비교예 가 | 100 | - | - | 5 | 11.38 | |
| 비교예 나 | - | 100 | - | 5 | 13.98 | |
| 비교예 다 | - | - | 100 | 5 | 14.65 | |
표 1에서 확인할 수 있는 바와 같이 수평균 분자량이 7,000 내지 9,000인 올리고머 실시예 가의 내투습력이 가장 우수함을 확인할 수 있다.
실험예 2 - 배리어 실란트 조성물 제조
표 2와 같은 조성으로 배리어 실란트 조성물을 마련하고 투습 실험을 실시하였다. 하기 표 2에서 모노머, 개시제 및 무기물의 중량부는 올리고머 중량부 100 기준이다.
실시예 1 내지 실시예 9의 올리고머는 이그잭스에서 제조한 우레탄계 올리고머이며 수평균 분자량은 7,000 내지 9,000이었다. 비교예 1 내지 비교예 8의 올리고머는 사토머에서 제조한 에폭시계 올리고머이며 수평균 분자량은 8,000 내지 10,000이었다. 비교예 9 내지 비교예 16의 올리고머는 그린케미칼에서 제조한 에스터계 올리고머이며 수평균 분자량은 6,000 내지 9,000이었다.
| 올리고머 | 모노머 | 개시제 | 무기물 | 투습 결과 (g/㎡·day) |
||||||
| 제조사 | 분자량 | PETA | IBOA | IBOMA | TCDDA | TPO | I-184 | A300 | ||
| 실시예 1 | 이그잭스 (우레탄계) |
7,000~ 9,000 |
5 | - | - | - | 2 | 3 | - | 6.12 |
| 실시예 2 | 이그잭스 (우레탄계) |
7,000~ 9,000 |
5 | 3 | - | - | 2 | 3 | - | 5.32 |
| 실시예 3 | 이그잭스 (우레탄계) |
7,000~ 9,000 |
5 | 5 | - | - | 2 | 3 | - | 5.53 |
| 실시예 4 | 이그잭스 (우레탄계) |
7,000~ 9,000 |
5 | - | 5 | - | 2 | 3 | 3 | 4.89 |
| 실시예 5 | 이그잭스 (우레탄계) |
7,000~ 9,000 |
5 | - | 5 | 5 | 2 | 3 | 3 | 4.31 |
| 비교예 1 | 사토머 (에폭시계) |
8,000~ 10,000 |
5 | - | - | - | 2 | 3 | - | 16.17 |
| 비교예 2 | 사토머 (에폭시계) |
8,000~ 10,000 |
5 | 3 | - | - | 2 | 3 | - | 17.64 |
| 비교예 3 | 사토머 (에폭시계) |
8,000~ 10,000 |
5 | 5 | - | - | 2 | 3 | - | 16.93 |
| 비교예 4 | 사토머 (에폭시계) |
8,000~ 10,000 |
5 | - | 5 | - | 2 | 3 | - | 15.21 |
| 비교예 5 | 사토머 (에폭시계) |
8,000~ 10,000 |
5 | - | 5 | 5 | 2 | 3 | - | 14.86 |
| 비교예 6 | 그린케미칼 (에스터계) |
6,000~ 9,000 |
5 | - | - | - | 2 | 3 | - | 19.12 |
| 비교예 7 | 그린케미칼 (에스터계) |
6,000~ 9,000 |
5 | 3 | - | - | 2 | 3 | - | 18.73 |
| 비교예 8 | 그린케미칼 (에스터계) |
6,000~ 9,000 |
5 | 5 | - | - | 2 | 3 | - | 17.98 |
| 비교예 9 | 그린케미칼 (에스터계) |
6,000~ 9,000 |
5 | - | 5 | - | 2 | 3 | - | 17.32 |
| 비교예 10 | 그린케미칼 (에스터계) |
6,000~ 9,000 |
5 | - | 5 | 5 | 2 | 3 | - | 16.83 |
상기 표 2에서 사용한 케미칼에 대한 설명은 아래의 표 3에 구체적으로 기재하였다.
| PETA | 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 | 모노머 | 다관능기 아크릴레이트 |
| IBOA | 이소보닐 아크릴레이트 | 모노머 | 단관능기 아크릴레이트 |
| IBOMA | 이소보닐 메타아크릴레이트 | 모노머 | 단관능기 메타아크릴레이트 |
| TCDDA | 트리사이클로디칸 디메탄올 디아크릴레이트 | 모노머 | 다관능기 아크릴레이트 |
| TPO | 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀옥사이드 | 개시제 | - |
| I-184 | 1-하이드록시싸이클로헥실페닐케톤 | 개시제 | - |
| A300 | 무기 실리카 | 무기재료 | - |
대화테크社 모델명 150cc 공자전 믹서기를 이용하였으며, 공전과 자전 비율은 1대1로 조절하여, 본 발명에 따른 배리어실란트 조성물을 제조하였다. 초기 2분 30초 교반 및 10초 대기를 1회 기준으로 설정하여 10회 진행한 다음 교반된 용기 내부를 확인하였다. 내부 확인 후 2분 30초 교반 및 10초 대기를 1회 기준으로 설정하여 10회 진행한 다음, 탈포를 진행하였다.
올리고머 제조 단계에서 투습 측정결과를 토대로 내투습성에 효과가 있는 메타아크릴레이트기를 가지고 있는 이소보닐메타아크릴레이트(IBOMA)를 분자량 조절 모노머로서 실시예 4와 실시예 5에 사용하였다. 또한 올리고머뿐만 아니라 모노머에 대해서도 이소보닐메타아크릴레이트(IBOMA)를 적용하였다. 참고로, 이소보닐메타아크릴레이트(IBOMA)는 끓는점 119℃, 인화점 119℃으로 이소보닐아크릴레이트(IBOA)의 끓는점 119℃, 인화점 97℃과 비교했을 시 인화점이 보다 높기 때문에 흄 발생이 감소하게 된다. 인화점이 높을 경우 봉지 공정간 진공상태에서 가연성 물질이 적게 나오는 장점을 가지고 있으며, 또한 메타아크릴레이트기를 가지고 있기 때문에 내흡습성과 내투습성을 향상시키는 이점이 있다.
또한, 고밀도 망상구조를 부여하고 높은 접착력을 부여하기 위하여 트리사이클로디칸 디메탄올 디아크릴레이트(TCDDA)를 모노머로 실시예 5에서는 사용하였다. 세 개 이상의 다관능기를 가지고 있는 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA)를 도입하여 강산에 대한 내산성 및 강알칼리에 대한 내알칼리성을 부여하였다. 참고로, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트(PETA)의 경우 끓는점 205℃이상, 인화점 110℃로 이소보닐메타아크릴레이트(IBOMA)나 이소보닐아크릴레이트(IBOA)와 비교했을 때 끓는점이나 인화점이 보다 높기 때문에 흄 발생을 감소시켜주는 역할까지 하게 된다.
실험예 3 - 배리어 실란트 조성물의 접착력 평가
| 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 5 | |
| Cross 접착력(N/mm2) | 2.2 | 2.5 | 1.5 | 1.7 |
실시예 4 내지 5, 비교예 4 내지 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 Cross 접착력 평가를 진행하기 위하여 글라스에 50㎛의 구조물을 부착하여 갭을 부여하고 0.0005 내지 0.0015g의 실란트를 투입하여 또 다른 글라스로 덮은 다음 직경 1.5 내지 2.5㎜가 되게끔 조절한 다음 주은유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 3,000mJ/㎠로 경화하였다. 이와 같은 과정을 거쳐 각각 5개의 시편을 경화를 한 뒤 LLOYD社 모델명 LR-5K-PLUS Universal Testing Machine을 이용하여 Cross 접착력을 측정하였다. 실험결과는 표 4와 같이 나왔으며, 실시예 5에서 접착력이 가장 우수함을 확인하였다.
실험예 4 - 배리어 실란트 조성물의 흄 평가
| 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 5 | |
| 흄(mg/g) | 0.95 | 0.75 | 4.83 | 3.91 |
실시예 4 내지 5, 비교예 4 내지 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 흄 평가를 하기 위하여 필름 제작을 하였다. 제작 조건은 양면에 이형지를 깔고 두께 300㎛로 바코팅을 진행한 후, 주은유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 양면에 대하여 각각 3,000mJ/㎠로 경화하였다. 그 다음 1g에 맞춰서 필름을 절단하여 제로 테크社 모델명 OF-22GW Convection oven를 이용하여 90℃에서 1시간 동안 방치하였다. 방치 전/후 무게를 확인하여 흄 평가를 진행하였다. 실험결과는 표 5와 같으며 실시예 5에서 흄이 가장 적게 나오는 것을 확인하였다.
실험예 5 - 배리어 실란트 조성물의 신뢰성 평가
| 실시예 5 | 비교예 5 | |||
| 신뢰성 투입 전(㎛) | 신뢰성 투입 후(㎛) | 신뢰성 투입 전(㎛) | 신뢰성 투입 후(㎛) | |
| 1 | 1,624 | 1,622 | 1,598 | 1,632 |
| 2 | 1,623 | 1,621 | 1,701 | 1,763 |
| 3 | 1,652 | 1,652 | 1,605 | 1,673 |
| 4 | 1,461 | 1,463 | 1,608 | 1,653 |
| 5 | 1,596 | 1,598 | 1,683 | 1,712 |
| 6 | 1,499 | 1,498 | 1,573 | 1,622 |
| 7 | 1,652 | 1,651 | 1,682 | 1,732 |
| 8 | 1,666 | 1,661 | 1,605 | 1,653 |
| 9 | 1,538 | 1,531 | 1,489 | 1,528 |
| 10 | 1,702 | 1,698 | 1,592 | 1,636 |
실시예 5 및 비교예 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 내흡습성과 내투습성을 확인하기 위하여 글라스 사이에 실란트를 도포하고 주은 유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 경화한 후 히타치社 모델명 EC85MHHPS 항온항습기에서 85℃조건에서 72시간을 투입하였다. 투입 전/후 도포된 실란트의 두께 변화를 확인하였다.
실시예 5 및 비교예 5에 대하여 각각 10개의 샘플을 준비하여 항온항습기 투입 전/후 도포된 실란트의 변화를 올림푸스社 모델명 LG-PS2 광학용 현미경을 이용하여 측정하였다. 실험결과는 표 6과 같으며 실시예 5는 측정결과 변화가 거의 나타나지 않아 내흡습성과 내투습성이 우수함을 확인하였다.
실험예 6 - 배리어 실란트 조성물의 내약품성 평가
| 실시예 5 | 비교예 5 | |||
| 투입 전(㎛) | 투입 후(㎛) | 투입 전(㎛) | 투입 후(㎛) | |
| 불산 10분 투입 | 1,460 | 1,454 | 1,581 | 1,523 |
| 불산 30분 투입 | 1,592 | 1,582 | 1,527 | 1,498 |
| 불산 60분 투입 | 1,663 | 1,658 | 1,621 | 1,578 |
| 가성소다 10분 투입 | 1,589 | 1,583 | 1,483 | 1,426 |
| 가성소다 30분 투입 | 1,601 | 1,598 | 1,602 | 1,563 |
| 가성소다 60분 투입 | 1,498 | 1,488 | 1,673 | 1,629 |
실시예 5 및 비교예 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 내산성과 내알칼리성을 확인하기 위하여 글라스 사이에 실란트를 도포하고 주은 유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 경화한 후 불산(5%)과 가성소다(5%) 용액에 시간별로 구분하여 각각 투입하였다. 그 이후 DI Water로 세정한 다음 에어건으로 건조하고 올림푸스社 모델명 LG-PS2 광학용 현미경을 이용하여 투입 전/후 도포된 실란트의 변화를 확인하였다. 표 7에 측정결과를 나타내었으며, 실시예 5의 경우 불산과 가성소다 투입에 따른 두께 변화가 거의 나타나지 않아 불산에 대한 내산성성과 가성소다에 대한 내알칼리성이 우수함을 확인하였다.
실험예 7 - 배리어 실란트 조성물의 경화율 평가
| 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 5 | |
| 경화율 (%) | 97.5 | 98.0 | 88.5 | 86.3 |
실시예 4, 5 및 비교예 4, 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 경화율을 확인하기 위하여 글라스 사이에 실란트를 도포하고 주은 유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 경화하였다. 이 후, 200 내지 700nm 파장을 가지는 노광기를 이용하여 500mJ이상으로 조사하고, FT-IR 장비로 경화도를 측정하였다. 실험결과는 표 9와 같으며 비교계 4, 5와 대비하여 실시예 4, 5에서 조성물의 경화율이 효과적으로 향상되었음을 확인할 수 있다.
실험예 8 - 배리어 실란트 조성물의 중량 손실(Weight Loss) 테스트
| 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 5 | |
| 중량 손실 (Weigh Loss) (%) |
0.07 | 0.06 | 1.57 | 1.67 |
실시예 4, 5 및 비교예 4, 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 중량 손실(Weight Loss)을 확인하기 위하여 글라스 사이에 실란트를 도포하고 주은 유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 경화한 후, 수득된 고체 중량을 A(g)로서 측정하였다. 수득된 고체를 Thermo plus EVO2(Rigaku Corp.)를 사용하여 공기 대기에서 20℃/분의 속도로 400℃까지 소성시키고, 소성된 고체 중량을 B(g)로서 측정하여, 중량 손실(%)을 {100-(B/A)Х100}으로서 계산하였다. 실험결과는 표 9와 같으며 비교계 4, 5와 대비하여 실시예 4, 5에서 중량 손실이 효과적으로 개선되었음을 확인할 수 있다.
실험예 9 - 배리어 실란트 조성물의 점도 및 요변성(T.I) 평가
| 실시예 4 | 실시예 5 | 비교예 4 | 비교예 5 | |
| 점도 (cPs) | 315,000 | 320,000 | 625,000 | 655,000 |
| 요변성 (T.I) | 1.01 | 1.02 | 3.23 | 3.55 |
실시예 5 및 비교예 5의 배리어 실란트 조성물에 대해 점도 및 요변성(Thixotropic Index, T.I)을 확인하기 위하여 글라스 사이에 실란트를 도포하고 주은 유브이텍社 모델명 JHCI401C 노광기를 이용하여 경화하였다. 이 후, 점도계로 25℃에 5rpm 속도 조건으로 점도(Viscosity) 및 요변성 지수(Thixotropic Index)를 측정하였다. 실시예 4, 5의 배리어 실란트 조성물은 비교예 4, 5의 배리어 실란트 조성물에과 대비하여 점도가 낮은 것을 알 수 있었으며, 점도비의 측정값인 요변성값 또한 1.01 또는 1.01으로 비교예 4, 5의 3.23 또는 3.55과 대비하여 약 1/2 가량으로 낮아지는 것이 확인되었다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.
1: 표시패널
10: 제1기판
11: 실란트
12: 배리어 실란트
20: 제2기판
10: 제1기판
11: 실란트
12: 배리어 실란트
20: 제2기판
Claims (16)
- 올리고머 및 모노머를 포함하는 배리어 실란트 조성물에 있어서,
상기 배리어 실란트 조성물은 200 내지 700nm 파장을 가지는 노광기를 이용하여 500mJ이상으로 조사하고, FT-IR 장비로 측정시에 경화도가 90 내지 99%인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 배리어 실란트 조성물은 점도계로 25도에 5rpm 속도에 조건으로 측정시에 점도(Viscosity)가 50,000cPs 내지 800,000cPs이고, 요변성 지수(Thixotropic Index)가 1 내지 3인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 올리고머는 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트, 폴리에스터 아크릴레이트, 아크릴릭 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트, 실리콘 아크릴레이트, 멜라민 아크릴레이트 또는 덴드리틱 아크릴레이트로 구성된 군으로부터 어느 하나 이상을 중합하여 제조된 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 올리고머는 폴리올, 이소시아네이트 및 분자량 조절 모노머를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 올리고머는 폴리올 100 중량부에 대하여, 이소시아네트 10 내지 30 중량부, 및 분자량 조절 모노머 8 내지 15 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 올리고머의 분자량은 7,000 내지 9,000인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 폴리올은 cis-1,4-폴리부타디엔폴리올, trans-1,4-폴리부타디엔폴리올 및 1,2-폴리부타디엔폴리올 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 폴리올은 수평균 분자량 1,000 내지 4,000 인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 이소시아네이트는 P-페닐렌디이소시아네이트 m-페닐렌디이소시아네이트, P-크실렌디이소시아네이트, m-크실렌디이소시아네이트와 같은 방향족 디이소시아네이트류 또는 이소포론디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 4,4'-디시클로헥실메탄디이소시아네이트 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 이소시아네이트는 수평균 분자량이 100 내지 1,000 인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 분자량 조절 모노머는 1개 이상의 수산기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머를 반응시켜 얻어지는 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 모노머는 이소보닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 비스페놀A디(메타)아크릴레이트, 비스페놀F디(메타)아크릴레이트 펜타에리스리톨의 모노 및 폴리(메타)아크릴레이트 또는 트리사이클로디칸 디메탄올 디아크릴레이트로 구성된 군으로부터 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 모노머는 단일기능기, 이중기능기, 삼중기능기 또는 다중기능기를 포함하는 아크릴레이트인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 배리어 실란트 조성물는 무기재료를 추가로 더 포함하며,
상기 무기재료는 배리어 실란트 조성물 100중량부 대비 1 내지 5 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 제 14 항에 있어서,
상기 무기재료는 실리카인 것을 특징으로 하는 배리어 실란트 조성물. - 표시패널의 제조방법에 있어서,
제1기판 상에 실란트 및 상기 실란트를 둘러싸며 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 배리어 실란트 조성물로 형성된 배리어 실란트를 형성하는 단계;
진공상태에서 제1기판 상에 제2기판을 배치하고 상기 실란트를 경화하는 단계;
상기 배리어 실란트를 경화하여 표시패널을 마련하는 단계; 및
상기 표시패널에 산성의 식각용액, 중화를 위한 알칼리용액 및 세정액을 순차적으로 가하여 상기 표시패널의 상기 제1기판과 상기 제2기판의 두께를 감소시키는 단계를 포함하는 표시패널의 제조방법.
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