KR20230127677A - 점착제 조성물, 점착 시트 및 화상 표시 장치 - Google Patents

점착제 조성물, 점착 시트 및 화상 표시 장치 Download PDF

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KR20230127677A
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권혜림
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정경문
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 점착제 조성물은 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체들의 중합체인 아크릴계 공중합체를 포함한다. 점착제 조성물을 25㎛의 두께로 도포하여 100℃, 5분 동안 건조 후 25℃에서의 광경화 후의 저장 탄성율이 광경화 전 저장 탄성율의 2배 이상이다. 25㎛의 두께로 도포하고, 100℃에서 5분 동안 건조하고, 광경화 후 -20℃에서 측정된 저장 탄성율이 3×105 Pa 이하이다. 점착제 조성물을 사용하여 폴딩 안정성이 향성된 점착 시트 및 화상 표시 장치가 제공될 수 있다.

Description

점착제 조성물, 점착 시트 및 화상 표시 장치{ADHESIVE COMPOSITION, ADHESIVE SHEET AND IMAGE DISPLAY DEVICE}
본 발명은 점착제 조성물, 점착 시트 및 이를 포함하는 화상 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 아크릴계 중합체를 포함하는 점착제 조성물, 이로부터 형성된 점착 시트 및 점착 시트를 화상 표시 장치에 관한 것이다.
예를 들면, 액정 표시(LCD) 장치, 유기 발광 표시(OLED) 장치 등과 같은 화상 표시 장치의 표시 패널과 다양한 광학 구조물 또는 회로 구조물 등을 접합하기 위해 점착제 또는 점착 시트가 사용될 수 있다. 상기 점착제는 화상 표시 장치의 광학 특성을 열화시키지 않도록 향상된 투명성을 가짐과 동시에 우수한 점착력을 가질 필요가 있다.
최근, 접히거나 굽힘이 가능한 플렉시블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이가 활발히 연구되고 있으며, 이에 따라 상기 플렉시블 디스플레이에 결합되는 구조물 역시 적절한 탄성 및 유연성을 갖도록 설계되고 있다. 따라서, 상기 구조물의 접합을 위해 채용되는 점착제 또는 점착 시트는 굽힘, 접힘 동작에도 불구하고 상기 구조물의 탈락, 박리를 방지할 수 있도록 형성될 필요가 있다.
또한, 고온 및 다습의 가혹 조건 또는 외부의 물리적 충격에서도 우수한 신뢰성을 갖는 디스플레이가 활발히 연구되고 있으며, 이에 따라 상기 디스플레이에 결합되는 구조물 역시 가혹 조건, 외부 충격에도 불구하고 구조물의 탈락, 박리를 방지할 수 있도록 형성될 필요가 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2010-0039274호는 화상 표시 장치에 적용되는 편광판용 점착제를 개시하고 있다. 그러나, 종래의 공지된 점착제를 통해서는 플렉시블 디스플레이에서 요구되는 유연성 및 내구성이 충분히 확보되지 않을 수 있다.
한국공개특허 제2010-0039274호
본 발명의 일 과제는 향상된 점착 특성 및 폴딩 특성을 갖는 점착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 향상된 점착 특성 및 폴딩 특성을 갖는 점착 시트를 제공하는 것이다,
본 발명의 일 과제는 상기 점착 시트를 포함하는 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.
1. 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체들의 중합체인 아크릴계 공중합체를 포함하며, 25㎛의 두께로 도포하고, 100℃에서 5분 동안 건조 후, 25℃에서의 광경화 후 저장 탄성율이 광경화 전 저장 탄성율의 2배 이상이고, 25㎛의 두께로 도포하고, 100℃에서 5분 동안 건조하고, 25℃에서의 광경화 후 -20℃에서 측정된 저장 탄성율이 3×105 Pa 이하이고, 상기 광경화 조건은 100mW/cm2 및 1500mJ/cm2인, 점착제 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체는 히드록실기 함유 아크릴계 단량체를 포함하는, 점착제 조성물.
3. 위 2에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체는 카르복실기 함유 아크릴계 화합물을 더 포함하는, 점착제 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체는 이소시아네이트기 또는 에폭시기를 포함하는 광반응성 작용기를 포함하는, 점착제 조성물.
5. 위 4에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 상기 단량체들은 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물을 더 포함하는, 점착제 조성물.
6. 위 5에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물 총 100 중량부 중, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체의 함량은 5중량부 내지 20중량부인, 점착제 조성물.
7. 위 5에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물 총 100 중량부에 대하여, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은 0.1 중량부 내지 2 중량부인, 점착제 조성물.
8. 위 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 2 중량부의 광개시제 및 0.01 중량부 내지 2 중량부의 열 경화제를 더 포함하는, 점착제 조성물.
9. 위 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도는 -55℃이하인, 점착제 조성물.
10. 위 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 100만 내지 150만인, 점착제 조성물.
11. 상술한 실시예들의 점착제 조성물로부터 형성된, 점착 시트.
12, 위 11에 있어서, 상기 점착 시트는 서로 다른 저장 탄성율을 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는, 점착 시트.
13. 위 12에 있어서, 상기 제1 영역의 저장 탄성율은 상기 제2 영역의 저장 탄성율보다 작고, 상기 제1 영역은 폴딩부 및 상기 제2 영역은 비폴딩부로 제공되는, 점착 시트.
14. 표시 패널; 및 상기 표시 패널 상에 형성된 상술한 실시예들의 점착 시트를 포함하는, 화상 표시 장치.
15. 위 14에 있어서, 상기 표시 패널은 폴딩 영역 및 비폴딩 영역을 포함하며, 상기 점착 시트는 서로 다른 저장 탄성율을 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 점착 시트의 상기 제1 영역의 저장 탄성율은 상기 제2 영역의 저장 탄성율보다 작고, 상기 제1 영역은 상기 폴딩 영역에 대응되며, 상기 제2 영역은 상기 비폴딩 영역에 대응되도록 형성된, 화상 표시 장치.
16. 위 14에 있어서, 플렉시블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이인, 화상 표시 장치.
본 발명의 예시적인 실시예들에 따르는 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체를 포함하며, 상온 광경화 전/후 소정 범위의 탄성률 차이를 가지며, 광경화 후 저온에서 소정 수치 이하의 탄성률을 갖는다. 따라서, 선택적 영역 광경화를 통해 향상된 폴딩 특성 및 유연성을 갖는 폴딩부를 형성할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체는 광반응성 단량체 첨가를 통해 공중합체 주쇄에 결합된 아크릴기가 증가될 수 있으며, 광조사 전/후 탄성률 차이를 보다 증가시킬 수 있다. 따라서, 폴딩부에서의 유연성 특성 및 비폴딩부에서의 고탄성 특성을 보다 효과적으로 구현할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르는 점착 시트는 상기 점착제 조성물을 사용하여 형성되며, 비폴딩부에 선택적 광경화를 통해 폴딩부 및 비폴딩부의 탄성률 차를 부여할 수 있다. 따라서, 상기 폴딩부를 통해 가혹한 조건에서의 폴딩/벤딩에서도 점착 신뢰성을 유지하며, 상기 비폴딩부를 통해 향상된 탄성 특성 및 내충격성이 제공될 수 있다.
상기 점착제 조성물 및 점착 시트는 플렉시블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이에 효과적으로 적용될 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 점착 시트를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 점착 시트의 제조 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 아크릴계 공중합체를 포함하며 광경화에 따른 소정의 탄성율 특성을 갖는 점착제 조성물이 제공된다. 또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 상기 접착제 조성물로부터 형성된 점착 시트 및 상기 점착 시트를 포함하는 화상 표시 장치가 제공된다.
본 출원에서 사용되는 용어 "(메타)아크릴레이트"는 메타크릴레이트 및 아크릴레이트를 포괄하는 의미로 사용된다.
<점착제 조성물>
예시적인 실시예들에 따르는 점착제 조성물은 아크릴계 공중합체를 포함할 수 있다. 상기 아크릴계 공중합체는 친수성기 함유 아크릴계 단량체의 예비 중합체에 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체를 추가 반응시켜 제조될 수 있다.
예를 들면, 상기 친수성기는 비공유 전자쌍을 함유하는 관능기로서, 점착제 조성물의 점착 강도를 증진하며, 폴딩/벤딩에서도 점착 시트의 박리를 억제하며 점착 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 친수성기는 히드록실기, 카르복실기, 아미드기 및/또는 아민기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 친수성기는 히드록실기를 포함하며, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체는 히드록실기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 히드록실기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물의 예들은, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시부틸 아크릴레이트, 4-히드록시부틸 아크릴레이트, 6-히드록시헥실 아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 바람직하게는 점착 시트의 점착력 증진 측면에서 2-히드록시에틸 아크릴레이트 및/또는 4-히드록시부틸 아크릴레이트가 사용될 수 있다. 보다 바람직하게는, 점착신뢰성 측면에서 상대적으로 긴 탄소체인을 갖는 4-히드록시부틸 아크릴레이트가 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 친수성기 함유 (메타)아크릴레이트 단량체로서 상기 히드록실기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물과 함께 카르복실기 함유 아크릴계 화합물이 사용될 수 있다.
카르복실기 함유 아크릴계 화합물의 예들은, 아크릴산, 크로톤산 등의 1가산; 말레인산, 이타콘산, 푸마르산 등의 2가산 또는 이의 모노알킬에스테르; 3-아크릴로일프로피온산; 2-히드록시알킬(탄소수 2-3) 아크릴레이트의 무수호박산 개환 부가체, 히드록시알킬렌(탄소수 2-4)글리콜 아크릴레이트의 무수 호박산 개환 부가체 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 예비 중합체는 상술한 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물의 공중합체일 수 있다. 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물이 첨가되어, 예를 들면 아크릴계 공중합체의 탄성 특성이 증진될 수 있다.
상기 비극성 알킬기는 탄소수가 6 내지 30인 직쇄형 알킬기, 분지쇄 알킬기, 지환식(aliphatic) 알킬기 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
직쇄형 또는 분지쇄 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물의 예들은 n-부틸 아크릴레이트, 2-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, 2-에틸부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 펜틸 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, 이소옥틸 아크릴레이트, n-노닐 아크릴레이트, 이소노닐 아크릴레이트, 데실 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
지환식 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물의 예들은 시클로헥실 아크릴레이트, 시클로헵틸 아크릴레이트, 시클로옥틸 아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실 아크릴레이트, 3-이소프로필시클로헥실 아크릴레이트, 데카하이드로나프탈렌-2-일 아크릴레이트(decahydronaphthalene-2-yl acrylate)와 같은 융합이환형(fused bicyclic) 알킬기 함유 아크릴레이트, 노르보르닐 아크릴레이트(norbornyl acrylate), 이소보르닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 노르보르네닐 아크릴레이트(norbornenyl acrylate) 등과 같은 가교이환형(bridged bicyclic) 알킬기 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 예비 중합체와 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체를 반응시켜 상기 아크릴계 공중합체가 수득될 수 있다.
상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체는 광반응성 작용기를 함유할 수 있다. 예를 들면, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체의 일단에는 광반응성 작용기가 결합되며, 말단에는 (메타)아크릴레이트기가 결합될 수 있다.
상기 광반응성 작용기는 상기 예비 중합체의 주쇄로부터 노출된 친수성기와 반응할 수 있다. 예를 들면, 상기 예비 중합체의 히드록실기와 상기 광반응성 작용기가 반응하여 상기 예비 중합체의 주쇄에 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체가 추가 또는 가교될 수 있다.
따라서, 상기 예비 중합체의 주쇄에 (메타)아크릴레이트기가 추가되어 후술하는 바와 같이, 광경화 전/후의 탄성률 차이가 증가될 수 있다.
상기 광반응성 작용기는 이소시아네이트기(-N=C=O) 또는 에폭시기를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 광반응 효율 측면에서 이소시아네이트기를 포함하는 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체가 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체는 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체 형성을 위한 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물 100 중량부 중, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체의 함량은 5중량부 내지 20중량부일 있다. 상기 범위 내에서 충분한 점착 강도 및 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체와의 추가 가교가 촉진될 수 있다.
바람직하게는, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체의 함량은 8중량부 내지 15중량부, 보다 바람직하게는 9중량부 내지 15중량부일 있다
상기 아크릴계 공중합체 형성을 위한 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물 100 중량부에 대하여, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은 0.1 중량부 내지 2 중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체를 통한 추가 가교/탄성률 증가가 용이하게 구현될 수 있다.
바람직하게는, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은 0.2 중량부 내지 2 중량부, 보다 바람직하게는 0.2 중량부 내지 1 중량부일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도는 -55℃이하일 수 있다. 상기 범위에서 점착 시트의 저온에서의 폴딩 특성이 저하되지 않고 충분한 점착 신뢰성이 유지될 수 있다. 예를 들면, 상기 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도는 -75℃ 내지 -55℃일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 100만 내지 150만, 바람직하게는 120만 내지 150만, 보다 바람직하게는 120만 내지 140만일 수 있다. 상기 범위에서 적절한 폴딩 특성이 확보되면서, 점착 시트의 전체적인 기계적 안정성이 유지될 수 있다.
상기 접착제 조성물은 광개시제를 더 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 활성 에너지선을 흡수하여 라디칼을 생성하여, 상술한 경화/중합 반응 개시를 촉진할 수 있다.
예를 들면, 상기 광개시제로서 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 아세토페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물, 안트라센계 화합물, 안트라퀴논계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물 또는 비이미다졸계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 예로서, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 n-부틸 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물의 예로서, 벤조페논, 벤조일안식향산, 벤조일안식향산메틸, p-페닐벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 디클로로벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 티옥산톤계 화합물의 예로서, 2-메틸 티옥산톤, 2-에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 2,4-디메틸 티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물의 예로서, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-디-2-메틸-1-프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논 등을 들 수 있다.
상기 포스핀 옥사이드계 화합물의 예로서, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-4-메틸페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-2,5-디이소프로필페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-2-메틸페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-2,5-디에틸페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-2,3,5,6-테트라메틸페닐포스핀 옥사이드 등을 들 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 광개시제의 함량은 아크릴계 공중합체 100중량부 대비 0.01중량부 내지 2중량부일 수 있으며, 바람직하게는 0.05중량부 내지 1중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서 초기 개시 속도 및 점착시트의 가교 밀도를 확보하면서, 점착제 조성물의 경시 안정성 및 점착 시트의 내구성을 유지할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 점착제 조성물은 열경화제를 더 포함할 수 있다. 상기 열경화제에 의해 점착 시트를 용이하게 형성할 수 있으며, 점착 시트의 네트워크 구조 추가를 통해 탄성 특성 및 내충격성을 증진할 수 있다.
상기 열경화제는 이소시아네이트계 경화제, 또는 유기 금속 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열 경화제는 2,4-트릴렌 디이소시아네이트, 2,6-트리렌 디이소시 아네이트, 수소화 트릴렌 디이소시아네이트, 1,3-크실렌 디이소시아네이트, 1,4-크실렌 디이소시아네이트, 디페닐 메탄-4,4-디이소시아네이트, 1,3-비스이소시아나토메칠 시클로헥산, 테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌 디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌 비스 트리이소시아네이트 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 열경화제는 상기 광개시제의 함량은 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.01중량부 내지 2중량부일 수 있으며, 바람직하게는 0.05중량부 내지 1중량부일 수 있다. 상기 범위 내에서 점착 시트의 폴딩부의 탄성율을 증가시키지 않으면서 점착 시트의 기계적 특성을 향상시킬 수 있다.
일 실시예들에 있어서, 상기 점착제 조성물은 후술하는 탄성율 특성을 저해하지 않는 범위에서 점착제 분야에서 공지된 통상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 점착제 조성물은 첨가제로서 대전방지제, 점착부여제, 산화 방지제, 레벨링제, 표면 윤활제, 염료, 안료, 소포제, 충진제, 가소제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 점착제 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다. 용제는 상술한 성분들을 용해시킬 수 있는 적절한 양으로 포함되며, 상기 점착제 조성물의 잔량 또는 여분의 양으로 포함될 수 있다. "잔량 또는 여분"은 추가되는 성분에 따라 가변적으로 조절되는 양을 나타내는 의미로 사용된다.
예를 들면, 상기 용제로서 점착제 조성물에서 사용되는 공지된 화합물이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 아세테이트계 용제, 케톤계 용제, 알코올계 용제, 글리콜계 용제, 글리콜 에테르계 용제, 아미드계 용제 등이 사용될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 점착제 조성물을 도포하여, 건조시켜 점착층을 형성한 후, 광경화 후의 25℃에서의 저장 탄성율은 광경화 전 25℃에서의 저장 탄성율의 2배 이상일 수 있다. 이에 따라, 선택적 영역의 광경화에 의해 비폴딩부 및 폴딩부 사이의 저장 탄성률 차이를 증가시킬 수 있다.
예를 들면, 광경화 후의 25℃에서의 저장 탄성율은 광경화 전 25℃에서의 저장 탄성율의 2배 내지 4배, 바람직하게는 2배 내지 3배일 수 있다. 상기 범위 내에서 폴딩부에서의 폴딩 안정성을 충분히 확보하면서, 기계적 안정성의 지나친 저하를 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 점착제 조성물을 도포하여, 건조시켜 점착층을 형성한 후, 광경화 후 -20℃에서 측정된 저장 탄성율은 3×105Pa 이하일 수 있다. 이에 따라, 가혹한 저온에서도 폴딩부에서의 폴딩 특성 저하를 억제하면서 폴딩부에서의 점착 신뢰성이 충분히 유지될 수 있다.
바람직한 일 실시예에 있어서, 광경화 후의 -20℃에서의 저장 탄성율은 1.0×105 내지 3×105Pa일 수 있으며, 보다 바람직하게는 2×105 내지 3×105Pa 일 수 있다.
상술한 저장 탄성율 측정을 위한 점착층의 두께는 25㎛이며, 건조는 100℃에서 5분동안 수행될 수 있다.
저장 탄성율 측정을 위한 광경화 조건(광량)은 25℃, 100mW/cm2, 1500mJ/cm2일 수 있다.
<점착 시트>
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 점착 시트를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 점착 시트(110)는 제1 영역(112) 및 제2 영역(115)을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(112) 및 제2 영역(115)은 각각 폴딩부 및 비폴딩부로 제공될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(112)의 저장 탄성율은 제2 영역(115)의 저장 탄성율 보다 작을 수 있다. 예를 들면, 제1 영역(112)은 제2 영역(115)보다 작은 상온(예를 들면, 25℃) 저장 탄성율 및 저온(예를 들면, -20℃) 저장 탄성율을 가질 수 있다.
따라서, 제1 영역(112)을 통해 점착 시트(110)의 폴딩 또는 벤딩이 수행될 수 있으며, 제1 영역(112)의 안정적인 폴딩 특성을 통해 점착 시트(110)가 사용되는 화상 표시 장치의 전체적인 점착 안정성이 향상될 수 있다.
점착 시트(110)는 상술한 예시적인 실시예들에 따른 점착제 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 점착제 조성물은 25℃에서 충분한 폴딩부 및 비폴딩부 사이에서의 저장 탄성율 차이를 형성할 수 있으며, -20℃에서도 낮은 저장 탄성율이 상기 점착제 조성물을 통해 유지될 수 있다.
점착 시트(110)는 기재 필름(80) 상에 형성될 수 있다. 점착 시트(110) 상면에는 보호 필름(90)이 더 형성될 수 있다. 기재 필름(80) 및/또는 보호 필름(90)은 대상체(예를 들면, 표시 패널)의 부착 전 혹은 부착 후에 제거되는 이형 필름일 수 있다.
기재 필름(80) 및 보호 필름(90)은 예를 들면 아크릴계 수지, 셀룰로오스계 수지, 폴리올레핀계 수지, 폴리에스테르계 수지 또는 폴리이미드계 수지 등을 포함하는 수지 필름일 수 있다. 기재 필름(80) 및 보호 필름(90)은 예를 들면, 실리콘계 이형제로 표면 처리될 수도 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 제1 영역(112)은 점착 시트(110)의 중간 영역에 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 영역(112)은 단면 방향에서 한 쌍의 제2 영역들(115) 사이에 형성될 수 있다.
제1 영역(112)의 위치는 폴딩이 예정된 영역에 따라 적절히 변경될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 제2 영역(115)이 점착 시트의 중간 영역에 형성되고, 제1 영역(112)은 제2 영역(115)의 양 측부들에 각각 형성될 수도 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제1 영역들(112) 및 복수의 제2 영역들(115)이 교대로 형성될 수 있다. 이 경우, 더블 폴딩이 가능한 점착 시트가 제공될 수 있다.
도 2 및 도 3은 예시적인 실시예들에 따른 점착 시트의 제조 방법을 나타내는 개략적인 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 기재 필름(80) 상에 예비 점착 시트(100)를 형성할 수 있다. 예를 들면, 상술한 예시적인 실시예들에 따른 점착제 조성물을 기재 필름(80) 상에 소정의 두께로 코팅할 수 있다. 이후, 건조를 통해 예비 점착 시트(100)가 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 예비 점착 시트(100)에 대한 선택적 영역 노광을 통해 점착 시트(110)를 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 제1 영역(112)이 형성될 부분과 중첩되는 노광 마스크(50)를 배치한 후, 자외선(UV) 조사를 수행할 수 있다.
예를 들면, 예비 점착 시트(100)의 노광부에서는 아크릴계 공중합체의 광반응성 (메타)아크릴레이트계 단량체로부터 생성된 (메타)아크릴레이트기를 통한 추가 가교가 진행될 수 있다. 이에 따라, 상기 노광부에서는 저장 탄성율이 증가된 제2 영역(115)으로 변환될 수 있다.
노광 마스크(50)에 의해 가려진 비노광부는 제1 영역(112)으로 제공될 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 영역(112)에서는 노광에 의한 추가 가교가 실질적으로 진행되지 않으며, 향상된 유연성/폴딩 특성을 갖는 제공할 수 있다.
점착 시트(110)는 상술한 아크릴계 공중합체를 포함하며, 비노광부 혹은 제1 영역(112)에서 건조 공정, 개시제를 통한 자가 가교가 진행되는 경우에도, 노광부 혹은 제2 영역(115)에서 보다 충분히 작은 저장 탄성율이 유지될 수 있다.
따라서, 상온 및 가혹한 저온에서도 제1 영역(112)의 폴딩 특성이 안정적으로 유지될 수 있다.
이후, 도 1에 도시된 바와 같이, 점착 시트(110) 상에 보호 필름(90)을 부착시킬 수 있다.
<화상 표시 장치>
도 4는 예시적인 실시예들에 따른 화상 표시 장치를 나타내는 개략적인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 화상 표시 장치는 표시 패널(200) 및 상기 표시 패널(200) 상에 배치된 점착 시트(110)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 보호 필름(90)을 점착 시트(110)로부터 제거/박리한 후, 노출된 점착 시트(110) 면을 표시 패널(200) 상에 부착할 수 있다.
표시 패널(200)은 액정 표시 패널(LCD), 유기 발광 표시 패널(OLED) 또는 양자점 발광 표시 패널(QLED)일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표시 패널(200)은 폴리이미드와 같은 유연성 수지 기판을 포함할 수 있으며, 화상 표시 장치의 플렉시블 또는 폴딩 특성이 향상될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 화상 표시 장치 또는 표시 패널(200)은 폴딩 영역(I) 및 비폴딩 영역(II)을 포함할 수 있다. 점착 시트(110)의 제1 영역(112) 및 제2 영역(115)은 각각 표시 패널(200)의 폴딩 영역(I) 및 비폴딩 영역(II)에 대응되도록 부착될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상술한 점착제 조성물을 표시 패널(200) 상에 도포하여 예비 점착 시트(100)를 형성한 후, 비폴딩 영역(II)에 선택적으로 자외선을 조사할 수 있다. 이에 따라, 예비 점착 시트(100)의 비폴딩 영역 (II)에 대응되는 부분의 추가 가교를 통해 저장 탄성율이 증가된 제2 영역(115)이 형성될 수 있다.
화상 표시 장치는 플렉시블 디스플레이 혹은 폴더블 디스플레이일 수 있다. 예를 들면, 폴딩/벤딩이 인가되는 경우 폴딩 영역(I)은 점착 시트(110)의 제1 영역(112)과 함께 굴곡된 형상을 가질 수 있으며, 비폴딩 영역(II)의 실질적으로 평탄하거나 플랫한 형상을 유지할 수 있다.
비폴딩 영역(II)에서는 점착 시트(110)의 증가된 탄성율에 의해 기계적 안정성이 증진될 수 있다. 폴딩 영역(I)에서는 점착 시트(110)의 낮은 탄성율 및 높은 유연성을 통해 향상된 폴딩 안정성/점착 안정성이 유지될 수 있다.
화상 표시 장치는 당 분야에서 공지된 다른 구성/구조물들을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 위상차 필름, 하드코팅 필름, 보호 필름, 윈도우 필름, 터치 패널, 편광판 등이 더 포함될 수 있다.
일 실시예들에 있어서, 점착 시트(110)으로부터 기재 필름(90)을 제거/박리한 후, 점착 시트(110)의 노출면에 상술한 구성/구조물들을 부착할 수 있다. 또한, 예시적인 실시예들에 따른 점착 시트에 의해 상기 구성/구조물들이 서로 부착될 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예들 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예
제조예 1: 아크릴계 공중합체(A1)의 제조
1L의 반응기에 2-에틸헥실아크릴레이트(2-EHA) 90중량부, 4-히드록시부틸아크릴레이트(4-HBA) 9.8중량부, 아크릴산(AA) 0.2중량부로 이루어진 단량체 혼합물을 투입한 후, 용제로 에틸아세테이트(EAc) 100중량부를 투입하였다. 산소를 제거하기 위하여 질소가스로 1시간 동안 퍼징한 후, 80℃로 유지하였다.
상기 단량체 혼합물을 균일하게 혼합한 후, 반응개시제로 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 0.1중량부를 투입하고, 8시간 동안 반응시켜 제조한 예비 중합체에 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트(AOI; 2-isocyanatoethyl acrylate) 0.2중량부를 투입하였다.
이후, 40℃의 온도 및 상압에서 4 시간 이상 반응시켜, 아크릴계 중합체(A1)를 제조하였다(중량평균분자량: 121만, PDI 4.1)
제조예 2 내지 6: 아크릴계 공중합체 A2-A6의 제조
하기 표 1에 기재된 바와 같이 단량체 성분 및 함량(중량부)을 변경한 것 외에 제조예 1과 동일한 방법으로 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
제조된 공중합체의 중량평균분자량(Mw) 및 유리 전이 온도(Tg)를 측정하여 표 1에 함께 기재하였다.
구분 아크릴계 공중합체 단량체 Mw
(만)		 Tg
(℃)
EHA BA 4-HBA 2-HEA AA AOI
제조예 1
(A1)		 90 - 9.8 - 0.2 0.2 121 -67
제조예 2(A2) 90 - 9.8 - 0.2 0.4 121 -67
제조예 3(A3) 85 - 15 - - 1.0 138 -65
제조예 4(A4) - 90 9.8 - 0.2 0.2 152 -52
제조예 5(A5) 85 - - 15 - - 118 -63
제조예 6(A6) 85 - - 14.8 0.2 0.2 125 -60
표 1에 기재된 구체적인 성분들은 아래와 같다.
i) EHA: 에틸헥실아크릴레이트
ii) BA: 부틸 아크릴레이트
iii) 4-HBA: 4-히드록시부틸아크릴레이트
iv) 2-HEA; 2-히드록시에틸아크릴레이트
v) AOI: 2-이소시아네이토에틸 아크릴레이트
실시예 및 비교예
(1) 점착제 조성물/점착 필름/점착 시트의 제조
하기 표 2 및 표 3에 나타낸 바와 같은 성분 및 함량(중량부)으로 실시예들 및 비교예들의 점착제 조성물을 제조하였다.
표 2 및 표 3에 기재된 광개시제 및 열경화제로서 각각 I-184 (바스프 제조) 및 AK-75 (애경케미칼 제조)가 사용되었다.
제조된 실시예들 및 비교예들의 점착제 조성물을 실리콘 이형제가 코팅된 두께의 PET 필름(이하, 이형 필름) 상에 바코터를 이용하여 두께 25㎛의 점착층을 형성하였다. 이후, 100℃에서 5분 동안 건조시켜 점착 필름을 형성하였다.
(2) 저장 탄성률 측정
상기 점착 필름을 고압 수은 램프(파장: 365nm)를 이용하여 25℃에서, 100mW/cm2 및 1500mJ/cm2 조건으로 광경화하여 점착시트를 형성하였다.
각 점착 시트에 대해서, 25℃에서의 상기 광경화 전 및 광경화 후의 저장탄성률을 점탄성 측정 장치(MCR-301, Anton Paar사)를 사용해서 측정하였다.
구체적으로, 점착 시트의 사이즈를 길이 30mm × 폭 30mm로 재단하여 샘플을 제작하고, 상기 샘플의 이형필름을 제거한 뒤, 유리기판에 접합하였다. 이후, 그 후 측정팁(tip)과 접착한 상태로, -20℃ 내지 100℃의 온도 영역에서 저장 탄성율을 주파수 1.0Hz, 변형 2％, 승온 속도 5℃/min의 조건 하에서 측정하고, 이 때, 25℃의 측정값을 판독하였다.
또한, 광경화 후 -20℃에서의 저장 탄성율을 상기와 동일한 방법으로 측정하였다.
(3) 폴딩 특성 평가
상기 제조된 점착 필름의 일면에 두께 50㎛의 PET 필름을 접합한 후, 길이 20mm×폭 100mm로 절단하여 샘플을 제조하였다.
상기 샘플을 굴곡성 평가 장치(CFT-720C, COVOTECH 제)에 고정시키고, 곡률반경 2mm로 폴딩된 상태에서 분당 25회 폴딩하여 폴딩 평가를 하였다. 폴딩 평가는 -20℃의 온도에서 수행되었으며, 1회 폴딩 후 0.2초 동안 유지시켰다. 1회 폴딩을 1cycle로 하여 폴딩 부위에서 줄무늬, 파단, 들뜸, 박리 등이 관찰되는 최초 cycle 수를 평가하였다.
폴딩 평가는 50,000cycle까지 수행하였으며, 폴딩 부위에서 줄무늬, 파단, 들뜸, 박리 등이 관찰되지 않는 경우 "OK"로 나타내었으며, 폴딩 부위에서 줄무늬, 파단, 들뜸, 박리 등이 관찰되는 경우 "NG"로 나타내었다.
(4) 점착 신뢰성 평가
실시예들 및 비교예들의 점착 필름 상에 코로나 처리된 50um PET 필름을 접합하고 100mW/cm2, 1500mJ/cm2 조건으로 자외선 경화를 시키고 24시간을 방치하였다.
이후 100mmx100mm로 절단한 샘플에서 이형 필름을 박리하고, 강접착 테이프(셀로판 테이프, 50 mm, 니찌반)를 점착 필름 면에 100mm 길이로 붙여서 떼었을 때 나타나는 점착제 형상을 관찰하여 아래의 기준으로 가공성을 평가하였다.
<평가 기준>
○: 1 mm 이상 직경 점착제 손실부 미관찰
△: 2 mm 이상 직경 점착제 손실부 1개 내지 5개 관찰
×: 2 mm 이상 직경 점착제 손실부 6개 이상 관찰
평가 결과는 하기의 표 2 및 표 3에 함께 나타낸다.
조성/평가 항목 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4
아크릴계
공중합체		 종류 A1 A1 A2 A3
함량
(중량부)		 100 100 100 100
광개시제 함량(중량부) 0.1 0.05 0.1 0.1
열경화제(중량부) 0.1 0.05 0.1 0.1
25℃
저장탄성률
(Pa)		 광경화 전 13,000 8,000 15,000 12,000
광경화 후 27,000 21,000 29,000 25,000
-20℃ 저장탄성율(Pa) 2.7*105 2.1*105 2.9*105 2.8*105
-20℃ 폴딩특성 5만회 OK 5만회 OK 5만회 OK 5만회 OK
점착 신뢰성 ○ ○ ○ ○
조성/평가 항목 비교예 1 비교예 2 비교예 3
아크릴계
공중합체		 종류 A4 A5 A6
함량
(중량부)		 100 100 100
광개시제 함량(중량부) - 0.1 0.1
열경화제(중량부) 0.1 0.1 0.1
25℃
저장탄성률
(Pa)		 광경화 전 36,000 14,000 18,000
광경화 후 55,000 13,500 38,000
-20℃ 저장탄성률(Pa) 3.7*105 2.6*105 3.1*105
-20℃ 폴딩특성 1천회 NG 5만회 OK 5천회 NG
점착 신뢰성 ○ × ○
표 2 및 표 3을 참조하면, 상술한 25℃에서 광경화후 저장 탄성율이 광경화 전 저장 탄성율의 2배 이상이고 및 광경화후 -20℃에서 측정된 저장 탄성율이 3*105 Pa 이하인 실시예들에서 향상된 폴딩 특성과 함께 점착 신뢰성이 확보되었다.
비교예 1을 참조하면, 25℃에서의 광경화후 저장 탄성율이 충분히 증가하지 못했으며, 저온 폴딩 특성이 현저히 열화되었다.
비교예 2를 참조하면, 광반응성 단량체가 생략되면서 25℃ 광경화 후 저장 탄성율이 감소하였으며, 점착 신뢰성이 열화되었다.
비교예 3을 참조하면, 상기 25℃ 광경화후 -20℃에서 측정된 저장 탄성율이 3×105 Pa을 초과하면서, 점착 신뢰성이 저하되었다.
50: 노광 마스크 80: 기재 필름
90: 보호 필름 110: 점착 시트
112: 제1 영역 115: 제2 영역
200: 표시 패널

Claims (16)

  1. 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체를 포함하는 단량체들의 중합체인 아크릴계 공중합체를 포함하며,
    25㎛의 두께로 도포하고, 100℃에서 5분 동안 건조 후, 25℃에서의 광경화 후 저장 탄성율이 광경화 전 저장 탄성율의 2배 이상이고,
    25㎛의 두께로 도포하고, 100℃에서 5분 동안 건조하고, 상기 광경화 후 -20℃에서 측정된 저장 탄성율이 3×105 Pa 이하이고,
    상기 광경화 조건은 100mW/cm2 및 1500mJ/cm2인, 점착제 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체는 히드록실기 함유 아크릴계 단량체를 포함하는, 점착제 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체는 카르복실기 함유 아크릴계 화합물을 더 포함하는, 점착제 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체는 이소시아네이트기 또는 에폭시기를 포함하는 광반응성 작용기를 포함하는, 점착제 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 상기 단량체들은 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물을 더 포함하는, 점착제 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물 총 100 중량부 중, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체의 함량은 5중량부 내지 20중량부인, 점착제 조성물.
  7. 청구항 5에 있어서, 상기 친수성기 함유 아크릴계 단량체 및 상기 비극성 알킬기 함유 (메타)아크릴레이트계 화합물 총 100 중량부에 대하여, 상기 광반응성 (메타)아크릴레이트 단량체의 함량은 0.1 중량부 내지 2 중량부인, 점착제 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체 100중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 2 중량부의 광개시제 및 0.01 중량부 내지 2 중량부의 열 경화제를 더 포함하는, 점착제 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 유리 전이 온도는 -55℃이하인, 점착제 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량은 100만 내지 150만인, 점착제 조성물.
  11. 청구항 1의 점착제 조성물로부터 형성된, 점착 시트.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 점착 시트는 서로 다른 저장 탄성율을 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하는, 점착 시트.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 제1 영역의 저장 탄성율은 상기 제2 영역의 저장 탄성율보다 작고, 상기 제1 영역은 폴딩부 및 상기 제2 영역은 비폴딩부로 제공되는, 점착 시트.
  14. 표시 패널; 및
    상기 표시 패널 상에 형성되는 청구항 11의 점착 시트를 포함하는, 화상 표시 장치.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 표시 패널은 폴딩 영역 및 비폴딩 영역을 포함하며,
    상기 점착 시트는 서로 다른 저장 탄성율을 갖는 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고,
    상기 점착 시트의 상기 제1 영역의 저장 탄성율은 상기 제2 영역의 저장 탄성율보다 작고, 상기 제1 영역은 상기 폴딩 영역에 대응되며, 상기 제2 영역은 상기 비폴딩 영역에 대응되도록 형성된, 화상 표시 장치.
  16. 청구항 14에 있어서, 플렉시블 디스플레이 또는 폴더블 디스플레이인, 화상 표시 장치.
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