KR20240022214A - 실리콘 점착제 조성물, 이를 포함하는 필름 및 장치 - Google Patents

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조상호
서진영
강승현
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오현지
김병훈
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한국과학기술연구원
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Abstract

본 명세서는 PDMS 수지에 첨가제 배합을 통해 다양한 범위의 점착력을 구현할 수 있는 점착제 조성물, 이를 포함하는 필름 또는 장치를 개시한다. 본 개시에 따른 점착제 조성물은 얇은 두께의 필름에서도 코팅 균일성이 우수하다. 또한, 본 개시에 따른 조성물은 전 파장 영역대에서 높은 광투과율을 나타내며 황변/갈변 문제가 없어 장기간 품질이 유지될 수 있다. 따라서, 본 개시는 다양한 점착력을 필요로 하는 다양한 산업분야의 제품 또는 기기에 유용하게 사용될 수 있다.

Description

실리콘 점착제 조성물, 이를 포함하는 필름 및 장치{Silicone tackifier composition, film and device comprising the same}
본 명세서는 실리콘 점착제 조성물, 이를 포함하는 필름 및 장치에 관한 것이다.
LCD(Liquid Crystal Display)와 OLED(Organic Light-Emitting Diode)에 이은 차세대 디스플레이 기술로 마이크로 LED 디스플레이 기술이 떠오르고 있다. 마이크로 LED 디스플레이를 생산하기 위해서는 기존 반도체 또는 디스플레이 공정에서는 사용되지 않았던 마이크로 LED의 대량 전사 기술이 요구되어, 이에 대한 연구 개발이 활발히 이루어지고 있다.
전사 기술은 임시 기판 위에 형성된 미소 소자 혹은 미소 구조물을 타겟 기판상으로 옮기는 기술로, 미소 소자를 스탬프로 들어 올리는 피킹(picking) 단계와 들어올려진 미소 소자를 타겟 기판 위로 올려놓는 플레이싱(placing) 단계로 이루어진다. 마이크로 LED 대량 전사 기술의 실용화를 위하여는 전사 공정 중 피킹 단계와 플레이싱 단계별 스탬프와 미소 소자 사이의 점착력의 차이가 중요하다. 즉, 전사 공정 순서에 따라 다양한 점착력 및 표면특성을 갖는 점착제 층이 요구되는데, 기존의 점착제로는 다양한 점착력을 구현하는데 어려움이 있으며, 공정이 반복될수록 불량률이 높아지는 등 작은 사이즈의 마이크로 LED 전사에는 부적합하다는 문제가 있었다. 또한, 고해상도 디스플레이를 위한 마이크로 LED의 경우 매우 작은 칩 사이즈를 갖기 때문에 수 마이크로 미터의 얇은 두께와 균일한 코팅성을 갖는 점착층를 구현하는 것이 매우 중요하다.
마이크로 LED의 전사 공정에 사용하기 위한 다양한 점착제가 개발되었지만, 마이크로 LED에 적합한 얇은 두께를 가지면서 다양한 점착력을 구현하는데 어려움이 있었으며, 유리 혹은 실리콘 웨이퍼 등의 기재와의 부착성 문제 등으로 인하여 공정 가동 횟수에 제한이 있었다. 예를 들어, 건식 실리카 및 팽창성 분말을 포함하는 점착제의 경우 얇은 두께에서의 코팅 균일성이 확보되지 않고, 불균일 입자의 도입으로 인하여 코팅층의 광투과율이 매우 떨어진다는 문제가 있었다. 실리콘계 수지에 방향족 탄소를 포함하는 경화제를 사용한 점착제의 경우 방향족 탄소 물질로 인하여 특정 파장대 광투과율이 떨어진다는 단점이 있었다. PDMA에 아크릴레이트를 도입한 점착제 경우 아크릴레이트 도입 부분이 마이크로 LED 공정 중 발생하는 부분적 열 상승시 황변/갈변 등으로 인해 광투과율이 떨어지며 마이크로 LED 전사 공정시 장기 사용 불가능하였다. 또한 기존에는 LED 전사 공정용 점착제들이 용매를 활용한 합성법을 기반으로 제조되어, 용매 회수 등 추가 공정이 필요하다는 단점이 있었다.
대한민국공개특허공보 제10-2020-0026991호 대한민국공개특허공보 제10-2021-0118866호
본 개시가 해결하고자 하는 과제는 다양한 범위의 점착력을 구현할 수 있는 점착제 조성물을 제공하는 것이다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제는 상기 점착제 조성물을 포함하는 필름 또는 장치를 제공하는 것이다.
본 개시가 해결하고자 하는 과제는 상기 점착 필름의 제조방법을 제공하는 것이다.
본 개시의 일 실시예는 H-PDMS(monohydride terminated polydimethylsiloxane);
비닐 말단 PDMS(vinyl terminated polydimethylsiloxane; Vinyl PDMS); 및
모노-비닐 말단 PDMS(Mono-Vinyl terminated PDMS) 및 모노-아크릴레이트 말단 PDMS(Mono-Acrylate terminated PDMS) 중 하나 이상의 첨가제;
를 포함하는, 점착제 조성물을 제공한다.
본 개시의 다른 일 실시예는 상기 점착제 조성물을 포함하는 점착 필름을 제공한다.
본 개시의 다른 일 실시예는 상기 점착 필름을 포함하는 장치를 제공한다.
본 개시의 다른 일 실시예는 상기 비닐 말단 PDMS 및 첨가제를 혼합한 후, 상기 혼합물에 H-PDMS를 더 첨가하여 점착제 조성물을 제조하는 단계;
상기 점착제 조성물을 기재에 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 점착제 조성물을 열처리하여 점착제 조성물을 경화시키는 단계;
를 포함하는, 점착 필름의 제조방법을 제공한다.
본 개시의 일 실시예들에 따른 점착제 조성물은 점착력이 전혀 없는 PDMS 수지에 첨가제 배합을 통해 다양한 범위의 점착력을 구현할 수 있다. 또한, 본 개시의 일 실시예는 PDMS 수지의 가교밀도 제어만을 통해 점착력을 구현하였으므로 매우 균일한 코팅물을 얻을 수 있으며, 전 파장 영역대에서 높은 광투과율을 나타낸다. 또한, 본 개시의 일 실시예들은 황변 내지 갈변의 문제가 없으며 높은 광투과율을 유지하므로 장기간 품질이 유지될 수 있다. 따라서, 본 개시의 일 실시예들은 점착력을 필요로 하는 다양한 산업분야의 제품 또는 기기에 사용될 수 있다. 예를 들어 본 개시의 일 실시예는 마이크로 LED 전사 장치에 유용하게 사용될 수 있으며, 마이크로 LED 접합/전사 동시공정에도 적용할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름에 사용된 첨가제의 양에 따라 다양한 점착력이 구현됨을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름에 사용된 첨가제의 양에 따라 다양한 점착력이 구현됨을 확인한 결과를 나타낸 도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름의 광투과율을 확인한 도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름의 시간에 따른 점성 변화를 확인한 도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름에 코팅된 점착제 조성물의 코팅 균일성을 두께 측정을 통하여 확인한 도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름에 코팅된 점착제 조성물의 코팅 두께에 따른 점착력을 비교한 도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 개시의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
본문에 개시되어 있는 본 개시의 실시예들은 단지 설명을 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 개시의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 개시는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들은 본 개시를 특정한 개시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 개시의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제되지 않는다.
본 개시의 일 실시예는 H-PDMS(monohydride terminated polydimethylsiloxane); 비닐 말단 PDMS(vinyl terminated polydimethylsiloxane; Vinyl PDMS); 및 첨가제를 포함하는 점착제 조성물을 제공한다. 구체적으로, 상기 첨가제는 단일-기능성 PDMS(Mono-Functional PDMS)일 수 있으며, 예를 들어 모노-비닐 말단 PDMS, 모노-아크릴레이트 말단 PDMS, 또는 모노-비닐 말단 PDMS 및 모노-아크릴레이트 PDMS가 포함될 수 있다.
본 명세서에서, 상기 용어 '점착(粘着)제(tackifier)'란 끈기가 있어 대상에 달라붙게 하는 성질을 갖는 접착제의 일종으로서 대상에 반복하여 부착과 탈착이 가능한 특성을 갖는 물질을 의미한다. 상기 점착제는 한번 대상에 접착된 후 떼어내면 접착력이 사라지는 접착제와 구별되는 개념이다.
일 실시예에서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS는 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1은 메틸, 에틸, 부틸 또는 페닐기이고, n은 10 내지 1000의 정수일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
구체적으로, 상기 모노-비닐 말단 PDMS의 일 실시예는 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물 중 선택된 것일 수 있다.
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 2 또는 3에서, n은 각각 10 내지 1,000일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 2는 대칭형 모노비닐 말단 PDMS (mVPDMS)이며, 분자량은 예를 들어 1,200 내지 1,400 Da일 수 있다. 상기 화학식 3은 비대칭형 모노-비닐 말단 PDMS으로, 분자량에 따라 예를 들어 55,000 내지 65,000 Da인 V41, 15,000 내지 2,000 Da인 V25 또는 5,500 내지 6,500 Da인 V21를 포함할 수 있다. 이때, 상기 분자량은 모두 중량 평균 분자량이다.
일 실시예로서, 상기 모노-아크릴레이트 말단 PDMS는 화학식 4로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 4]
상기 화학식 4에서, R1은 메틸, 에틸, 부틸 또는 페닐기이고, R2는 수소 또는 메틸기일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. n은 10 내지 1,000의 정수일 수 있다.
구체적으로, 상기 모노-아크릴레이트 말단 PDMS의 일 실시예는 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물 중 선택된 것일 수 있다.
[화학식 5]
[화학식 6]
상기 화학식 5 또는 6에서, n은 각각 10 내지 1,000의 정수일 수 있다. 구체적으로, 상기 화학식 5는 대칭형 모노-아크릴레이트 말단(monoacrylate terminated) PDMS (MCS-M11)이며, 분자량은 예를 들어 800 내지 1,200 Da일 수 있다. 상기 화학식 6은 비대칭형 모노-아크릴레이트 말단 PDMS로, 분자량에 따라 예를 들어 4,500 내지 5,500 Da인 MCR-M17일 수 있다. 500 내지 1,500 Da인 MCR-M11 또는 5,000 내지 15,000 Da인 MCR-M22일 수 있다. 이때, 상기 분자량은 모두 중량 평균 분자량이다.
일 실시예로서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS, 모노-아크릴레이트 말단 PDMS 또는 이들의 조합의 중량평균 분자량은 500 내지 70,000 Da일 수 있다.
비닐 말단 PDMS 및 H-PDMS만을 포함하는 경우 높은 경화밀도로 인하여 점착력을 나타내지 않으나, 본 개시는 상기 비닐 말단 PDMS 및 H-PDMS의 조합에 첨가제로 모노-비닐 말단 PDMS 및 모노-아크릴레이트 말단 PDMS 중 하나 이상을 더 포함함으로써 전체 실리콘계 수지의 가교 밀도를 낮추고, 말단을 의도적으로 생성하여 원하는 점착력을 갖는 실리콘계 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는 조성물에 포함하는 성분 변화없이 상기 비닐 말단 PDMS, H-PDMS 및 첨가제의 중량비를 조절을 통한 가교밀도 조절만으로 다양한 점착력을 갖는 조성물을 제공할 수 있다. 상기 관점에서, 상기 비닐 말단 PDMS와 H-PDMS의 중량비는 조성물에 점착력을 부여하는 범위라면 제한되지 않으나, 예를 들어 10:1 내지 10:3의 범위일 수 있다. 구체적으로, 상기 비닐 말단 PDMS 10 중량부에 대하여 H-PDMS는 1 이상, 1.1 이상, 1.2 이상, 1.3 이상, 1.4 이상, 1.5 이상, 1.6 이상, 1.7 이상, 1.8 이상, 1.9 이상, 2 이상, 2.1 이상, 2.2 이상, 2.3 이상, 2.4 이상, 2.5 이상, 2.6 이상, 2.7 이상, 2.8 이상 또는 2.9 이상이며, 3 이하, 2.9 이하, 2.8 이하, 2.7 이하, 2.6 이하, 2.5 이하, 2.4 이하, 2.3 이하, 2.2 이하, 2.1 이하, 2 이하, 1.9 이하, 1.8 이하, 1.7 이하, 1.6 이하, 1.5 이하, 1.4 이하, 1.3 이하, 1.2 이하 또는 1.1 이하의 중량부로 포함될 수 있다. 비닐 말단 PDMS에 대한 H-PDMS의 양이 상기 임계값을 초과할 경우, 가교밀도가 급격히 상승하여 부드러운 물리적 성질이 아닌 잘 부러지는 물성이 나올 수 있기에 점착제로 부적합할 수 있으며, H-PDMS의 양이 상기 임계값 미만일 경우에는 가교밀도가 너무 낮아 점착제의 탈착시 묻어나오는 현상이 생길 수 있다.
상기 비닐 말단 PDMS와 첨가제의 중량비는 조성물에 점착력을 부여하는 범위라면 제한되지 않으나, 예를 들어 10:0.5 내지 10:5의 중량비일 수 있다. 구체적으로, 상기 비닐 말단 PDMS 10 중량부에 대하여 첨가제는 0.5 이상, 0.7 이상, 1 이상, 1.2 이상, 1.5 이상, 1.7 이상, 2 이상, 2.3 이상, 2.5 이상, 2.7 이상, 3 이상, 3.2 이상, 3.5 이상, 3.7 이상, 4 이상, 4.2 이상, 4.5 이상, 4.7 이상 또는 4.9 이상이며, 5 이하, 4.7 이하, 4.5 이하, 4.3 이하, 4 이하, 3.7 이하, 3.5 이하, 3.3 이하, 3 이하, 2.7 이하, 2.5 이하, 2.2 이하, 2 이하, 1.7 이하, 1.5 이하, 1.3 이하, 1 이하, 0.7 이하 또는 0.6. 이하의 중량부로 포함될 수 있다. 비닐 말단 PDMS에 대한 첨가제의 양이 상기 임계값 미만으로 적을 경우 점착력이 매우 낮아 점착제로써 적용이 어려울 수 있으며, 첨가제 양이 상기 임계값을 초과할 경우에는 가교밀도가 너무 낮아 점착제가 묻어나오는 현상이 생길 수 있다.
일 실시예로서, 상기 조성물은 무용매 조성물일 수 있다. 본 개시의 일 실시예에 따른 상기 조성물은 합성에 용매가 필요하지 않으므로, 종래 용매를 사용한 합성 소재에서 요구되는 용매 회수 등의 추가 공정이 필요하지 않으므로 대량 생산이 용이하다.
본 개시의 일 실시예는 상술된 점착제 조성물을 포함하는 점착 필름을 제공할 수 있다.
본 명세서에서, 상기 용어 '필름'은 얇은 층(layer)이나 막을 포함하는 최광의의 의미로, 대상의 표면을 덮거나 대상과 대상 사이에 위치할 수 있다.
일 실시예는 상술된 점착제 조성물을 포함하는 점착층을 포함하는 점착 필름을 제공할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 필름은 상기 점착제 조성물이 도포된 기재(substrate)를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 기재는 세라믹, 고분자 및 금속 중 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 세라믹은 유리, 실리콘 웨이퍼 등을 포함 할 수 있다. 상기 고분자는 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 금속은 예를 들어 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 강, 금속 합금 등 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 필름의 점착력은 0 내지 1.0 N/25mm일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 보다 구체적으로, 상기 필름의 점착력은 0 N/25mm 이상, 0.1 N/25mm 이상, 0.2 N/25mm 이상, 0.3 N/25mm 이상, 0.4 N/25mm 이상, 0.5 N/25mm 이상, 0.6 N/25mm 이상, 0.7 N/25mm 이상, 0.8 N/25mm 이상, 0.9 N/25mm 이상 또는 0.99 N/25mm 이상일 수 있으며, 1 N/25mm 이하, 0.9 N/25mm 이하, 0.8 N/25mm 이하, 0.7 N/25mm 이하, 0.6 N/25mm 이하, 0.5 N/25mm 이하, 0.4 N/25mm 이하, 0.3 N/25mm 이하, 0.2 N/25mm 이하, 0.1 N/25mm 이하 또는 0.01 N/25mm 이하일 수 있다. 상기 점착력은 기존 실리콘계 점착제로 구현하기 힘든 다양한 수준의 점착력에 해당 하는 값이다. 따라서, 본 개시에 따르면 마이크로 LED 동시 전사/접합 공정에서 요구되는 다양한 수준의 점착력을 모두 만족시킬 수 있다.
일 실시예로서, 상기 필름의 점착력은 만능 인장 시험기를 사용하여 측정된 것일 수 있다. 2개의 기재(substrate)를 180°의 각도로 점착제를 이용하여 부착하고, 이의 인장력을 측정하여 필름의 점착력을 측정 할 수 있다. 인장 속도는 분당 10 mm의 속도로 측정하였으며, 얻어진 힘의 최대값을 기재의 너비로 나누어 N/25mm의 단위로 표기하였다.
일 실시예에 따른 상기 점착 필름은 점착제로서 PDMS계 고분자만을 포함하므로, 모든 파장 영역대에서 높은 광투과율과 코팅 균일성을 제공할 수 있다. 상기 관점에서, 일 실시예에 따른 상기 필름의 광투과율은 90% 이상, 91% 이상, 92% 이상, 93% 이상, 94% 이상 또는 95% 이상일 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 필름의 두께는 제한되지 않으나, 예를 들어 1 내지 500μm일 수 있다. 보다 구체적으로, 1μm 이상, 10 μm 이상, 20 μm 이상, 30 μm 이상, 40 μm 이상, 50 μm 이상, 60 μm 이상, 70 μm 이상, 80 μm 이상, 90 μm 이상, 100 μm 이상, 150 μm 이상, 200 μm 이상, 250 μm 이상, 300 μm 이상, 350 μm 이상, 400 μm 이상 또는 450 μm 이상일 수 있으며, 500 μm 이하, 450 μm 이하, 400 μm 이하, 350 μm 이하, 300 μm 이하, 250 μm 이하, 200 μm 이하, 150 μm 이하, 100 μm 이하, 50 μm 이하 또는 10 μm 이하일 수 있다. 본 개시에 따른 상기 필름은 상술된 범위의 얇은 두께를 가지면서도 균일하게 코팅된 점착층을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 실시예는 상술된 점착 필름을 포함하는 장치를 제공할 수 있다. 상기 장치는 점착 필름을 필요로 하는 것이라면 그 종류가 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 장치는 전자 물품 또는 상기 전자 물품의 제조장치일 수 있다. 구체적으로, 상기 전자 물품은 스마트폰, 노트북, TV, 터치 패드, 휴대폰, DMB 단말기, PDA 등의 디스플레이, 반도체 제품, 자동차, 가전 제품 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 장치는 마이크로 LED 전사 장치 또는 마이크로 LED 접합/전사 동시 공정에 사용되는 장치일 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시예는 상술된 점착 필름의 제조방법을 제공할 수 있으며, 상기 제조방법은,
비닐-PDMS 및 첨가제를 혼합한 후, 상기 혼합물에 H-PDMS를 더 첨가하여 점착제 조성물을 제조하는 단계;
상기 점착제 조성물을 기재에 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 점착제 조성물을 열처리하여 경화시키는 단계;
를 포함할 수 있다.
일 실시예로서, 상기 첨가제로 모노-비닐 말단 PDMS가 사용되는 경우, 상기 비닐-PDMS, 첨가제 및 H-PDMS가 반응하여 합성된 화합물은 아래와 같은 화학식으로 표시될 수 있다.
[화학식 7]
여기서, 상기 n은 10 내지 1,000의 정수 일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 점착제 조성물을 제조하는 단계는 비닐 말단 PDMS, 첨가제 및 H-PDMS 중 둘 이상의 중량비를 조절하여 필름의 점착력을 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 중량비는 비닐 말단 PDMS 및 첨가제, 비닐 말단 PDMS 및 H-PDMS, 또는 비닐 말단 PDMS, 첨가제 및 H-PDMS의 중량비일 수 있다. 이때, 각 중량비 범위는 상술한 바와 같다.
일 실시예로서, 상기 코팅 단계는 본 개시의 상기 조성물을 기재에 코팅할 수 있는 것이라면 그 방법에 제한되지 않으며, 예를 들어 바(Bar) 코팅, 스핀 코팅(Spin-coating), 드롭 캐스팅(Drop-casting), 그라비아 롤 코팅 또는 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing)에 의해 코팅하는 것일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 열처리 단계의 열처리 온도는 40 내지 120℃일 수 있으나, 점착제 조성물을 경화시킬 수 있는 것이라면 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 열처리 온도는 40℃ 이상, 50℃ 이상, 60℃ 이상, 70℃ 이상, 75℃ 이상, 80℃ 이상, 85℃ 이상, 90℃ 이상, 100℃ 이상 또는 110℃ 이상일 수 있으며, 120℃ 이하, 110℃ 이하, 100℃ 이하, 95℃ 이하, 90℃ 이하, 85℃ 이하, 80℃ 이하, 70℃ 이하, 60℃ 이하 또는 50℃ 이하일 수 있다.
일 실시예로서, 상기 열처리 단계의 열처리 시간은 30분 내지 90분일 수 있으나, 점착제 조성물을 경화시킬 수 있는 것이라면 이에 제한되지 않는다. 구체적으로, 상기 열처리 시간은 30 분 이상, 40 분 이상, 50 분 이상, 55 분 이상, 60 분 이상, 65 분 이상, 70 분 이상, 80 분 이상 또는 85 분 이상일 수 있으며, 90 분 이하, 85 분 이하, 80 분 이하, 70 분 이하, 65 분 이하, 60 분 이하, 50 분 이하, 40 분 이하 또는 35 분 이하일 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 개시를 더욱 상세히 설명하고자 한다. 이들 실시예는 오로지 본 개시를 예시하기 위한 것으로, 본 개시의 범위가 이들 실시예들에 의해 제한되는 것으로 해석되지 않는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명할 것이다.
[실시예 1]
본 개시의 일 실시예로서, 비닐 말단 PDMS 100 중량부에 대하여 모노-비닐 말단 PDMS를 5, 10, 20, 30 또는 50 중량부로 첨가하여 혼합한 다음, H-PDMS를 비닐 말단 PDMS 100 중량부에 대하여 10 중량부로 첨가하여 반응시켜, 점착제 조성물을 제조하였다. 이때, 사용된 비닐 말단 PDMS는 Sylgard 184A(제조사: 다우 케미칼), H-PDMS는 Sylgard 184B(제조사: 다우 케미칼)이었다. 첨가제로 사용된 모노-비닐 말단 PDMS은 mVPDMS, V41, V25 또는 V21였다(제조사: Gelest, 제품명: Symmetric vinyl terminated PDMS 또는 Asymmetric vinyl terminated PDMS).
그 다음, 상기 제조된 점착제 조성물을 PET 기판에 50 μm 두께로 바 코팅(bar-coating)하고, 80℃ 오븐에서 1시간 동안 경화시켜, 점착 필름을 제조하였다. 상기 제조된 점착 필름을 15 x 30 mm의 크기로 자른 후, UTM 장비(제조사: Tinius Olsen, 제품명: H5kT)를 이용하여 점착력을 측정하였다. 2개의 기재(substrate)를 180°의 각도로 점착제를 이용하여 부착하고, 이의 인장력을 측정하여 필름의 점착력을 측정할 수 있다. 인장 속도는 분당 10 mm의 속도로 측정하였으며, 얻어진 힘의 최대값을 기재의 너비로 나누어 N/25mm의 단위로 표기하였다.
그 결과, 도 1에 나타난 바와 같이 본 개시에 따른 첨가제의 양에 따라 전체 필름의 말단 작용기 수와 이에 따른 가교 밀도가 변화하여, 다양한 점착력이 구현됨을 확인할 수 있다.
[실시예 2]
본 개시의 일 실시예로서, 비닐 말단 PDMS 100 중량부에 대하여 모노-아크릴레이트 말단 PDMS를 10, 20, 30, 40 또는 50 중량부로 첨가하여 혼합한 다음, H-PDMS를 비닐 말단 PDMS 100 중량부에 대하여 10 중량부로 첨가하여 반응시켜, 점착제 조성물을 제조하였다. 이때, 사용된 비닐 말단 PDMS는 Sylgard 184A(제조사: 다우 케미칼), H-PDMS는 Sylgard 184B(제조사: 다우 케미칼)이었다. 첨가제로 사용된 모노-아크릴레이트 말단 PDMS은 MCS-M11, MCR-M17, MCR-M11 또는 MCR-M22였다(제조사: Gelest, 제품명: Symmetric acryl terminated PDMS 또는 Asymmetric acryl terminated PDMS).
그 다음, 상기 제조된 점착제 조성물을 PET 기판에 50 μm 두께로 바 코팅(bar-coating)하고, 80℃ 오븐에서 1시간 동안 경화시켜, 점착 필름을 제조하였다. 상기 제조된 점착 필름을 15 x 30 mm의 크기로 자른 후, UTM 장비(제조사: Tinius Olsen, 제품명: H5kT)를 이용하여 점착력을 측정하였다. 2개의 기재(substrate)를 180°의 각도로 점착제를 이용하여 부착하고, 이의 인장력을 측정하여 필름의 점착력을 측정할 수 있다. 인장 속도는 분당 10 mm의 속도로 측정하였으며, 얻어진 힘의 최대값을 기재의 너비로 나누어 N/25mm의 단위로 표기하였다.
그 결과, 도 2에 나타난 바와 같이 본 개시에 따른 첨가제의 양에 따라 전체 필름의 말단 작용기 수와 이에 따른 가교 밀도가 변화하여, 다양한 점착력이 구현됨을 확인할 수 있다.
[시험예 1]
상기 실시예 1에서 제조된 각 점착 필름을 대상으로 하여 사용된 첨가제의 종류와 함량에 따른 각 필름 샘플 1 g을 상온의 클로로폼(CHCl3) 50 mL에 노출시킨 후, 노출 전 후의 중량 차이로부터 겔 분획율(%)을 계산하여 아래 표에 나타내었다.
첨가제 종류 및 함량(wt%) mVPDMS V41 V25 V21
10 30 50 10 30 50 10 30 50 10 30
겔 분획율(Gel Fraction)(%) 93.58 81.01 58.62 95.43 95.12 94.24 95.15 94.38 90.53 95.11 93.23
그 결과, 각 첨가제 종류 별로 첨가제의 함량이 많아질수록 겔 분획율이 감소하였는데, 이는 본 개시에 따른 첨가제가 점착제 조성물 전체 가교밀도를 낮춰 점착력을 성공적으로 구현했음을 의미한다.
[시험예 2]
상기 실시예 1에서 모노-비닐 말단 PDMS로 V25를 조성물 총 중량에 대하여 30 중량% 또는 50 중량%로 첨가하여 제조한 점착 필름의 광투과율을 측정하였다.
광투과율 측정은 UV-Vis 분광계(제조사: Jasco, 제품명: V670)을 사용하였으며, 300 - 1100 nm의 파장 영역을 분석하였다.
대조군으로 시중의 실리콘 탄성 코팅제(제조사: 다우 케미탈, 제품명: Sylgard 184TM)도 동일한 방법으로 실험하였다. 실가드 184TM은 비닐 말단 PDMS 및 H-PDMS 조합만으로 이루어진 코팅제로 점착력이 전혀 존재하지 않는다.
그 결과, 도 3에 나타난 바와 같이 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름은 자외선, 가시광선 및 근적외선 영역을 포괄하는 넒은 파장 영역대에서 93% 이상의 높은 광투과율을 나타냄을 확인할 수 있다.
[시험예 3]
상기 실시예 1에서 모노-비닐 말단 PDMS로 V25를 조성물 총 중량에 대하여 30 중량% 또는 50 중량%로 첨가하여 제조한 점착 필름의 점성을 측정하였다. 점도는 점도계(제조사: Brookfield rheometer, 제품명: DV3T)를 사용하여 측정하였다.
대조군으로 시중의 실리콘 탄성 코팅제(제조사: 다우 케미탈, 제품명: Sylgard 184TM)도 동일한 방법으로 실험하였다.
그 결과, 도 4에 나타난 바와 같이 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름은 장기간 보관시에도 균일한 점성을 유지하여 우수한 품질을 나타냄을 확인할 수 있다.
[시험예 4]
상기 실시예 1에서 모노-비닐 말단 PDMS로 V21을 조성물 총 중량에 대하여 30 중량%로 첨가하여 제조한 점착 필름과 V25를 50 중량%로 첨가하여 제조한 점착 필름에 대하여, 점착제 조성물이 균일하게 코팅되었는지 여부를 두께 측정을 통하여 확인하였다.
AFM 장비는(제조사: Bruker, 제품명: Multimode 8)을 이용하여 실험하였다.
대조군으로 시중의 실리콘 탄성 코팅제(제조사: 다우 케미탈, 제품명: Sylgard 184TM)도 동일한 방법으로 실험하였다.
그 결과, 도 5에 나타난 바와 같이 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름은 점착제 조성물이 전체 면적에 걸쳐 균일하게 코팅되어 있음을 확인할 수 있다.
[시험예 5]
상기 실시예 1에서 모노-비닐 말단 PDMS로 V25를 조성물 총 중량에 대하여 30 중량%로 첨가하여 제조한 점착 필름에 대하여 점착제 조성물의 코팅 두께에 따른 점착력을 확인하였다. 상기 제조된 점착 필름을 15 x 30 mm의 크기로 자른 후, UTM 장비(제조사: Tinius Olsen, 제품명: H5kT)를 이용하여 점착력을 측정하였다. 2개의 기재(substrate)를 180°의 각도로 점착제를 이용하여 부착하고, 이의 인장력을 측정하여 필름의 점착력을 측정 할 수 있다. 인장 속도는 분당 10 mm의 속도로 측정하였으며, 얻어진 힘의 최대값을 기재의 너비로 나누어 N/25mm의 단위로 표기하였다.
대조군으로 시중의 실리콘 탄성 코팅제(제조사: 다우 케미탈, 제품명: Sylgard 184TM)도 동일한 방법으로 실험하였다.
그 결과, 도 6에 나타난 바와 같이 본 개시의 일 실시예에 따른 점착 필름은 점착제 조성물의 코팅 두께에 무관하게 균일한 점착력이 유지됨을 확인할 수 있다.
본 개시는 일 실시예로서 다음의 실시형태들을 제공할 수 있다.
제1실시형태는 H-PDMS(monohydride terminated polydimethylsiloxane);
비닐 말단 PDMS(vinyl terminated polydimethylsiloxane; Vinyl PDMS); 및
모노-비닐 말단 PDMS(Mono-Vinyl terminated PDMS) 및 모노-아크릴레이트 말단 PDMS(Mono-Acryl terminated PDMS) 중 하나 이상의 첨가제;
를 포함하는, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제2실시형태는 제1실시형태에 있어서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS는 화학식 1로 표시되는 화합물이고,
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1은 메틸, 에틸, 부틸 또는 페닐기이고,
n은 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제3실시형태는 제1실시형태 또는 제2실시형태에 있어서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS는 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물 중 선택된 것이고,
[화학식 2]
[화학식 3]
상기 화학식 2 또는 3에서, n은 각각 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제4실시형태는 제1실시형태 내지 제3실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 모노-아크릴레이트 말단 PDMS는 화학식 4로 표시되는 화합물이고,
[화학식 4]
상기 화학식 4에서,
R1은 메틸, 에틸, 부틸 또는 페닐기이고,
R2는 수소 또는 메틸기이며,
n은 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제5실시형태는 제1실시형태 내지 제4실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 모노-아크릴레이트 말단 PDMS는 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물 중 선택된 것이고,
[화학식 5]
[화학식 6]
상기 화학식 5 또는 6에서, n은 각각 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제6실시형태는 제1실시형태 내지 제5실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 비닐 말단 PDMS와 H-PDMS는 10:1 내지 10:3의 중량비로 포함되는, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제7실시형태는 제1실시형태 내지 제6실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 비닐 말단 PDMS와 첨가제는 10:0.5 내지 10:5의 중량비로 포함되는, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제8실시형태는 제1실시형태 내지 제6실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS, 모노-아크릴레이트 말단 PDMS 또는 이들의 조합의 중량평균 분자량은 500 내지 70,000 Da인, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제9실시형태는 제1실시형태 내지 제8실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 조성물은 무용매 조성물인, 점착제 조성물을 제공할 수 있다.
제10실시형태는 제1실시형태 내지 제9실시형태 중 어느 하나의 점착제 조성물을 포함하는 점착 필름을 제공할 수 있다.
제11실시형태는 제10실시형태에 있어서, 상기 점착제 조성물이 도포된 기재를 더 포함하는, 점착 필름을 제공할 수 있다.
제12실시형태는 제10실시형태 또는 제11실시형태에 있어서, 상기 필름의 점착력은 0 내지 1.0 N/25mm인, 점착 필름을 제공할 수 있다.
제13실시형태는 제10실시형태 내지 제12실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 필름의 두께는 1 내지 500μm인, 점착 필름을 제공할 수 있다.
제14실시형태는 제10실시형태 내지 제13실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 필름의 광투과율은 90% 이상인, 점착 필름을 제공할 수 있다.
제15실시형태는 제10실시형태 내지 제14실시형태 중 어느 하나의 점착 필름을 포함하는 장치를 제공할 수 있다.
제16실시형태는 제15실시형태에 있어서, 상기 장치는 전자 물품 또는 전자 물품의 제조장치인, 장치를 제공할 수 있다.
제17실시형태는 제10실시형태 내지 제14실시형태 중 어느 하나의 점착 필름 제조방법으로,
비닐 말단 PDMS 및 첨가제를 혼합한 후, 상기 혼합물에 H-PDMS를 더 첨가하여 점착제 조성물을 제조하는 단계;
상기 점착제 조성물을 기재에 코팅하는 단계; 및
상기 코팅된 점착제 조성물을 열처리하여 경화시키는 단계;
를 포함하는, 제조방법을 제공할 수 있다.
제18실시형태는 제17실시형태에 있어서, 상기 점착제 조성물을 제조하는 단계는 비닐 말단 PDMS, 첨가제 및 H-PDMS 중 둘 이상의 중량비를 조절하여 필름의 점착력을 결정하는 것을 포함하는, 제조방법을 제공할 수 있다.
제19실시형태는 제17실시형태 또는 제18실시형태에 있어서, 상기 코팅 단계는 바(Bar) 코팅, 스핀코팅(Spin-coating), 드롭캐스팅(Drop-casting), 그라비아 롤 코팅 또는 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing)에 의해 코팅하는 것인, 제조방법을 제공할 수 있다.
제20실시형태는 제17실시형태 내지 제19실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 열처리 온도는 40 내지 120℃인, 제조방법을 제공할 수 있다.
제21실시형태는 제17실시형태 내지 제20실시형태 중 어느 하나에 있어서, 상기 열처리 시간은 30분 내지 90분인, 제조방법을 제공할 수 있다.

Claims (21)

  1. H-PDMS(monohydride terminated polydimethylsiloxane);
    비닐 말단 PDMS(vinyl terminated polydimethylsiloxane; Vinyl PDMS); 및
    모노-비닐 말단 PDMS(Mono-Vinyl terminated PDMS) 및 모노-아크릴레이트 말단 PDMS(Mono-Acryl terminated PDMS) 중 하나 이상의 첨가제;
    를 포함하는, 점착제 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS는 화학식 1로 표시되는 화합물이고,
    [화학식 1]

    상기 화학식 1에서,
    R1은 메틸, 에틸, 부틸 또는 페닐기이고,
    n은 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS는 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물 중 선택된 것이고,
    [화학식 2]

    [화학식 3]

    상기 화학식 2 또는 3에서, n은 각각 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 모노-아크릴레이트 말단 PDMS는 화학식 4로 표시되는 화합물이고,
    [화학식 4]

    상기 화학식 4에서,
    R1은 메틸, 에틸, 부틸 또는 페닐기이고,
    R2는 수소 또는 메틸기이며,
    n은 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 모노-아크릴레이트 말단 PDMS는 화학식 5 또는 6으로 표시되는 화합물 중 선택된 것이고,
    [화학식 5]

    [화학식 6]

    상기 화학식 5 또는 6에서, n은 각각 10 내지 1000의 정수인, 점착제 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 비닐 말단 PDMS와 H-PDMS는 10:1 내지 10:3의 중량비로 포함되는, 점착제 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 비닐 말단 PDMS와 첨가제는 10:0.5 내지 10:5의 중량비로 포함되는, 점착제 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 모노-비닐 말단 PDMS, 모노-아크릴레이트 말단 PDMS 또는 이들의 조합의 중량평균 분자량은 500 내지 70,000 Da인, 점착제 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 조성물은 무용매 조성물인, 점착제 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 점착제 조성물을 포함하는 점착 필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 점착제 조성물이 도포된 기재를 더 포함하는, 점착 필름.
  12. 제10항에 있어서, 상기 필름의 점착력은 0 내지 1.0 N/25mm인, 점착 필름.
  13. 제10항에 있어서, 상기 필름의 두께는 1 내지 500μm인, 점착 필름.
  14. 제10항에 있어서, 상기 필름의 광투과율은 90% 이상인, 점착 필름.
  15. 제10항의 점착 필름을 포함하는 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 장치는 전자 물품 또는 전자 물품의 제조장치인, 장치.
  17. 제10항의 점착 필름 제조방법으로,
    비닐 말단 PDMS 및 첨가제를 혼합한 후, 상기 혼합물에 H-PDMS를 더 첨가하여 점착제 조성물을 제조하는 단계;
    상기 점착제 조성물을 기재에 코팅하는 단계; 및
    상기 코팅된 점착제 조성물을 열처리하여 경화시키는 단계;
    를 포함하는, 제조방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 점착제 조성물을 제조하는 단계는 비닐 말단 PDMS, 첨가제 및 H-PDMS 중 둘 이상의 중량비를 조절하여 필름의 점착력을 결정하는 것을 포함하는, 제조방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 코팅 단계는 바(Bar) 코팅, 스핀코팅(Spin-coating), 드롭캐스팅(Drop-casting), 그라비아 롤 코팅 또는 잉크젯 프린팅(Inkjet Printing)에 의해 코팅하는 것인, 제조방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 열처리 온도는 40 내지 120℃인, 제조방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 열처리 시간은 30분 내지 90분인, 제조방법.
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