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KR101271470B1 - 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름 - Google Patents

전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름 Download PDF

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KR101271470B1
KR101271470B1 KR1020110078601A KR20110078601A KR101271470B1 KR 101271470 B1 KR101271470 B1 KR 101271470B1 KR 1020110078601 A KR1020110078601 A KR 1020110078601A KR 20110078601 A KR20110078601 A KR 20110078601A KR 101271470 B1 KR101271470 B1 KR 101271470B1
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meth
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이상훈
황창익
김연수
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도레이첨단소재 주식회사
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Abstract

본 발명은 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름에 관한 것이다.
본 발명의 유전 점착필름에 의해 전압이 인가되는 하부전극과 인가된 전압에 따라 각종 색상이 변화되는 전하를 띤 입자가 코팅된 이미지 상부전극이 부착되며, 이때, 균일하고 일정한 점착필름의 두께를 제어하고, 상기 점착필름의 두께 제어에 따라, 점착물성과 신뢰성에는 변화가 없으면서도 점착필름의 두께 방향의 저항값 즉, 전기장이 형성되는 방향으로의 저항값을 제어할 수 있다.
따라서, 인가된 전압손실을 최소화하고 전하를 가지는 입자의 구동을 자유롭게 함으로써, 전자종이를 비롯한 플렉서블 LED, 유기 EL 소자 등의 플렉서블 디스플레이 소자의 구동시 높은 전압을 인가하지 않더라도 디스플레이 소자의 구동성능이 우수하다.

Description

전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름{DIELECTRIC ADHESIVE FILM FOR FLEXIBLE DISPLAY DEVICE WITH ELECTRONIC PAPER}
본 발명은 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전압이 인가되는 하부전극과 인가된 전압에 따라 각종 색상이 변화되는 전하를 띤 입자가 코팅된 이미지 상부전극이 부착되도록 하는 점착필름에 관하여 균일하고 일정한 점착필름의 두께를 제어하고, 상기 점착필름의 두께 제어에 따라, 점착물성과 신뢰성을 유지하면서도 점착필름의 두께 방향의 저항값을 제어함으로써, 인가된 전압손실을 최소화하여, 플렉서블 디스플레이 소자의 구동시 높은 전압을 인가하지 않더라도 디스플레이 소자의 구동성능이 우수하도록 한 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름에 관한 것이다.
근래, 네트워크 보급이 확대됨에 따라, 종래 인쇄물 형상의 문서가 플렉서블 디스플레이 소자의 구현방식에 의한 문서로 대체되고 있다. 더욱이, 서적, 잡지 등의 전자출판업계의 시장으로 확대되고 있다.
그러나 이러한 정보를 열람하기 위해서는 컴퓨터의 CRT 또는 액정디스플레이 등을 통해 판독되나, 상기 컴퓨터의 CRT 또는 액정디스플레이는 발광형의 디스플레이로서, 장기간 이용시 피로감이 심하여 긴 시간 독서에는 어려움이 따르고, 읽는 장소가 컴퓨터, LCD 등의 설치 장소에 한정되는 단점이 있다.
대안으로 노트북형 컴퓨터의 보급으로 휴대형 디스플레이가 사용될 수 있으나, 역시 백라이트에 의한 발광형 디스플레이 방식이기 때문에, 소비전력상의 문제로 인해 장시간 독서에는 제한이 있다.
따라서, 저소비 전력으로 구동할 수 있는 반사형 액정 디스플레이가 개발되어 출시되었으나, 액정의 무(無)표시(백색표시)에 있어서, 반사율이 저조하여 종이의 인쇄물에 비해 현저하게 시인성(視認性)이 떨어지고, 피로감 발생이 쉽고, 여전히 장시간의 독서에 활용하기에는 문제점이 해소되지 못하고 있다.
이에, 최근 이러한 문제점들을 해결하기 위해서, 이른바 전자종이가 개발되고 있다.
전자종이는 플렉서블 디스플레이 구현의 핵심 소자로서, 도전성 물질에 전자기장을 가하여 운동성을 갖게 한다. 즉, 박막형의 플렉서블한 기판들 사이에 대전 입자들을 분포시킨 후, 전자기장의 극성변화에 의한 대전 입자들의 방향 배치 변화로 데이터를 표현하도록 한다.
이 경우, 어떠한 극에서든 대전 입자들의 방향 배치가 발생하면, 메모리 효과로 인하여 전압을 제거해도 입자들의 위치 변화가 없기 때문에 화상이 그대로 유지되어 종이에 잉크 인쇄된 것과 같은 효과를 얻을 수 있다. 따라서, 자체적인 발광이 없기 때문에, 시각 피로도가 극히 낮아지므로 실제 책을 보는 것과 같은 편안한 감상이 가능하며, 플렉서블한 기판을 사용함으로써, 유연성 및 휴대성이 확보되어 미래형 평판 디스플레이 기술로서 큰 기대를 모으고 있다.
또한, 상기한 바와 같이 한번 구현된 화상이 기판을 재설정하지 않는 한, 장시간 유지되므로 소비전력이 매우 낮아 휴대용 표시 장치로서 활용성이 뛰어나다.
전자종이는 기존의 평면 디스플레이 패널에 비하여, 생산단가가 훨씬 저렴하며 배경조명이나 지속적인 재충전이 필요하지 않으므로 아주 적은 에너지로도 구동될 수 있어서 에너지 효율 측면에서도 월등히 앞선다.
이러한 장점으로 인해, 전자종이는 종이와 같은 면과 움직이는 일러스트레이션을 갖는 전자서적, 신문, 이동 전화를 위한 재사용이 가능한 종이 디스플레이, 폐기 가능한 TV 스크린 및 전자 벽지 등 실로 광대한 분야에 응용될 수 있어 거대한 잠재 시장을 기대할 수 있다.
이러한 전자종이 등의 플렉서블 디스플레이 소자는 이미지 전하입자를 가지고 있는 상부전극과 전압이 인가되는 하부전극간의 결합이 이루어져야 하고, 이때 점착필름이 두 전극 사이에 삽입되어 제조된다.
그러나, 상기 점착필름에 의해 구동전압의 손실이 발생되거나 불균일한 구동이 발생되고, 제조과정 중 가열 압착 공정 등에 의해 이미지 전하입자 층의 손상이 유발되기도 한다. 이에, 점착필름의 균일한 접착수단으로 인해 전압손실이 적은 점착필름의 제조가 필요하다.
그의 일례로 대한민국 공개특허 제2006-0032111호에는 전이온도가 다른 접착수단을 활용하여 투명전극의 상부 및 하부에 접착수단을 전사한 후 열융착법으로 격벽과 기판을 합착하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 두 차례에 걸쳐 열융착 단계를 거치면서 격벽 및 안료 또는 토너의 불안정성이 커지므로 실제의 활용가능이 떨어진다.
대한민국 공개특허 제2006-0067006호에는 접착수단으로 자외선 경화 접착제를 이용하여 자외선 램프로 합착하는 방법을 개시하고 있다. 그러나 상기의 방법은 충진된 안료 또는 토너가 점착제층에 고정화될 가능성이 있고, 사용되는 안료의 대부분이 자외선에 안정적이기 때문에 외부의 자외선도 차단해야 하는 기능이 필요로 하기에 현실과 맞지 않는다.
대한민국 공개특허 제2007-0041197호에는 EVA 접착제를 진공증착법으로 얇은 박막으로 구현하여 종래의 두꺼운 점착필름의 문제점을 개선하고자 하였으나, 유기물인 EVA 접착제를 진공증착법으로 원하는 위치와 양으로 도포하기 위한 제어가 어렵다.
대한민국 공개특허 제2011-0032357호에서는 격벽과 기판의 접착을 위해서 가운데 연성필름이 있고, 양쪽에 두 개의 점착제층으로 구성된 테이프로 합착하여 원하는 위치에 접합하는 것을 제시하고 있다.
그러나 원하는 위치에 부착이 가능할지 모르나 양면 테이프 형태로는 디스플레이 소재와 같은 해상도를 이루기가 어렵다.
또한, 상기의 플렉서블 디스플레이 중 전자종이에 적용되는 점착제층은 강한 접착으로 인하여, 부착시 안료나 토너의 불량이 발생한 경우나 상부 또는 하부 전극의 문제가 발생시 각 기재에 대한 재사용(re-work)이 불가하다. 따라서, 상대적으로 가격이 비싼 TFT(Thin Film Transistor)를 활용하지 못하기 때문에 생산에 따른 손해가 크다. 또한, 상기 발명에서는 점착제층과 상부 또는 하부 전극과의 거리나 점착제층의 물질에 대한 언급이 거의 없으며 이로 인한 구동전압의 손실을 극복하기 위한 방안을 제시하지 못하고 있다.
이에 본 발명자들은 종래 문제점을 해소하고자 노력한 결과, 전압이 인가되는 하부전극과 인가된 전압에 따라 각종 색상이 변화되는 전하를 띤 입자가 코팅된 이미지 상부전극이 부착되도록 하는 점착필름에 관하여 균일하고 일정한 점착필름의 두께를 제어하고, 상기 점착필름의 두께 제어에 따라, 두께방향의 저항값의 제어가 가능하도록 하여 구동전압에 손실이 없는 점착필름을 제조할 수 있음을 확인함으로써, 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 목적은 점착물성과 신뢰성에는 변화가 없으면서도 플렉서블 디스플레이 소자의 구동전압의 손실을 최소화하도록 제어된 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름을 제공하는 것이다.
본 발명은 전하를 띤 입자가 코팅된 상부전극 및 전압이 인가되는 하부전극이 접착되도록 4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만의 두께로 제어되어 합지된 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름을 제공한다.
본 발명의 점착필름은 상기 두께 제어에 따라, 전기장이 형성되는 방향으로의 전기적 저항값이 1.0×104 내지 9.9×109Ω를 충족한다.
더욱 구체적으로, 본 발명의 점착필름은 폴리에스테르계 중박리 시트의 실리콘 이형 코팅면에, 4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만의 두께로 아크릴계 점착제층이 형성되고, 상기 아크릴계 점착제층 면에 폴리에스테르계 경박리 시트가 합지된 것이다.
상기에서 아크릴계 점착제층에 사용되는 기본 수지는 아크릴레이트 공중합체로 이루어지며, 더욱 바람직하게는 가교 가능한 관능기를 가지지 않은 단량체 80 내지 98 중량% 및 가교 가능한 관능기를 가진 단량체 2 내지 20 중량%가 공중합된 것을 특징으로 한다.
상기에서 가교 가능한 관능기를 가지지 않는 단량체로는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데딜(메타)아크릴레이트, 미리스틸(메타)아크릴레이트, 팔미틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, n-테트라데실(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴의 아크릴계 단량체 및 비닐아세테이트 또는 스티렌을 포함하는 바이아크릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용하는 것이다.
또한, 상기 가교 가능한 관능기를 가진 단량체는 2-하이드록시 에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 6-하이드록시 헥실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-하이드록시 프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 하이드록시기를 함유하는 아크릴 단량체; 또는 (메타)아크릴산, 말레인산 및 푸마르산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 카르복실기를 함유하는 아크릴 단량체; 또는 아크릴 아미드, N-비닐 피롤리돈 및 N-비닐 카프로락탐으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 질소 함유 아크릴 단량체;에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용하는 것이다.
나아가, 본 발명의 아크릴계 점착제층은 상기 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시계 가교제 또는 다관능성 이소시아네이트계 가교제에서 선택되는 단독 또는 혼합형태 0.05 내지 5 중량부가 함유된 것이다.
또한, 상기 아크릴계 점착제층에는 전도성 유ㆍ무기입자, 유ㆍ무기염 또는 이온성 물질에서 선택되는 대전방지제 1종 이상을 더 함유할 수 있으며, 이에 따라 유전특성을 달리함으로써 동일 두께에서 전기적인 특성을 향상시킨다.
본 발명의 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름은 점착물성과 신뢰성에는 변화가 없으면서도 점착필름의 두께라는 구조적 특성을 제어함으로써, 점착필름의 두께 방향의 저항값 즉, 전기장이 형성되는 방향으로의 저항값 제어가 가능하다.
따라서, 본 발명의 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름은 전압이 인가되는 하부전극과 인가된 전압에 따라 각종 색상이 변화되는 전하를 띤 입자가 코팅된 이미지 상부전극을 부착하고, 이때, 전기장이 형성되는 방향으로의 저항값을 1.0×104 내지 9.9×109Ω으로 제어함에 따라, 인가 전압의 손실을 최소화하고, 전하를 가지는 입자를 자유롭게 구동함으로써, 점착필름이 가져야 하는 점착물성에는 영향이 없도록 하는 것을 특징으로 한다. 그에 따라 전자종이를 비롯한 플렉서블 디스플레이 소자의 구동전압에 미치는 영향을 최소화하여, 플렉서블 디스플레이 소자가 구동시 전위차(전압)의 손실이 거의 없기 때문에 높은 전압을 인가하지 않더라도 디스플레이 소자의 구동이 우수하다.
도 1은 본 발명의 점착필름에 대한 두께방향의 저항값 측정방법을 도시한 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하고자 한다.
본 발명은 전하를 띤 입자가 코팅된 상부전극 및 전압이 인가되는 하부전극이 접착되도록 4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만의 두께로 제어되어 합지된 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름을 제공한다.
더욱 구체적으로는, 점착필름의 저항은 두께 방향으로 측정되므로 점착필름의 두께 구조에 민감하게 변화된다. 이에, 점착필름이 4.0㎛ 미만으로 얇을수록 전기적인 특성은 우수하나 박리력 저하 및 점착신뢰성 측면에서 계면파괴를 유발시켜 전극의 분리를 발생시킨다. 반면에, 점착신뢰성을 부여하기 위해서 두께를 두껍게 설계할 수 있으나, 50.0㎛ 이상으로 지나치게 두껍게 형성되면, 전기적 특성이 저하된다. 따라서, 점착신뢰성과 전기적 특성간의 상반관계를 고려하여 전기적 특성의 우수하면서 점착신뢰성을 부여하기 위하여, 점착필름의 두께는 4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 7.0㎛ 이상 내지 20.0㎛이하 일 때, 점착신뢰성과 전기적 특성을 최적화할 수 있다.
특히, 본 발명의 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름은 점착필름의 두께라는 구조적 특성을 제어함으로써, 점착물성과 신뢰성에는 변화가 없으면서도 점착필름의 두께 방향의 저항값 즉, 전기장이 형성되는 방향으로의 저항값을 제어할 수 있다.
즉, 본 발명의 유전 점착필름은 상기 두께 제어에 따라, 점착필름의 두께 방향의 저항값 1.0×104 내지 9.9×109Ω 범위로 제어한다. 이때, 점착필름의 두께 방향의 저항값이 1.0×104 미만이면, 상부전극과 하부전극 사이의 저항값이 낮아져서 전기장이 형성되지 못하고 점착필름을 통해서 통전이나 전기 쇼크가 발생될 수 있기 때문에 절연의 역할을 해야 하며, 9.9×109Ω을 넘게 되면, 너무 높은 저항값으로 하부전극에서의 인가전압이 크기가 변화하더라도 대전입자를 포함한 셀로 구성된 이미지 필름의 구동에 필요한 전압에 도달하지 못하여 전압손실이 크게 된다. 더욱 바람직하게는 1.0×105∼9.9×107Ω이 적당하다.
구체적으로, 본 발명의 점착필름은 폴리에스테르계 중박리 시트의 실리콘 이형 코팅면에, 4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만의 두께로 아크릴계 점착제층이 형성되고, 상기 아크릴계 점착제층 면에 폴리에스테르계 경박리 시트가 합지된 구조로서, 제품 적용시 각 박리시트를 이형하여 적용한다.
상기의 점착필름에서 사용되는 점착제층의 기본 수지는 천연고무계, 합성고무계, 아크릴계 또는 실리콘계 수지로 구성된 군으로부터 선택된 하나 또는 선택된 둘 이상의 배합되는 것을 사용할 수 있으나, 본 발명은 광학특성이 우수한 아크릴계 수지를 사용한 아크릴계 점착제층을 사용한다.
이때, 상기 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 기본 수지는 가교 가능한 관능기를 가지지 않은 단량체 80 내지 98 중량% 및 가교 가능한 관능기를 가진 단량체 2 내지 20 중량%가 공중합되어 이루어진다.
더욱 바람직하게는, 가교 가능한 관능기를 가지지 않은 단량체 85 내지 98 중량% 및 가교 가능한 관능기를 가진 단량체 2 내지 15 중량%로 이루어진 공중합체를 사용하는 것이며, 이때, 중량 평균분자량이 80만 이상을 가지도록 제조될 수 있다.
이때, 상기 관능기를 가지지 않은 단량체가 80 중량% 미만이면, 상대적으로 관능기의 수가 많아지기 때문에, 점착제의 저장안정성에 문제가 될 수 있고, 98 중량%를 초과하면, 관능기의 반응성이 현저하게 떨어지기 때문에 반응이 잘 이뤄지지 않을 수가 있고, 촉매와 같은 다른 첨가제의 함유가 필요하게 되기 때문에 적절한 공중합체라고 볼 수 없다.
상기에서 가교 가능한 관능기를 가지지 않는 단량체의 일례로는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체라면 특별히 제한되지 않으며, 에스테르 부분의 탄소수 1∼20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산에스테르를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 에스테르 부분의 탄소수 1∼20의 알킬기를 가지는 (메타)아크릴산에스테르 의 일례로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데딜(메타)아크릴레이트, 미리스틸(메타)아크릴레이트, 팔미틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, n-테트라데실(메타)아크릴레이트 등이 있다. 이외에도 아크릴로니트릴의 아크릴계 단량체 및 비닐아세테이트 또는 스티렌을 포함하는 바이아크릴계 단량체에서 선택되는 단독 또는 2종이상의 혼합형태를 사용하는 것이다.
또한, 상기 가교 가능한 관능기를 포함하는 단량체는 그 관능기로서, 수산기, 카르복실기, 아미노기, 아미드기 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하며, 구체적인 일례로는 2-하이드록시 에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 6-하이드록시 헥실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-하이드록시 프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 하이드록시기를 함유하는 아크릴 단량체; 또는 (메타)아크릴산, 말레인산 및 푸마르산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 카르복실기를 함유하는 아크릴 단량체; 또는 아크릴 아미드, N-비닐 피롤리돈 및 N-비닐 카프로락탐으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 질소 함유 아크릴 단량체;에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태를 사용하는 것이다.
이에 상기에서 기술한 아크릴계 점착제층은 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시계 가교제 또는 다관능성 이소시아네이트계 가교제에서 선택되는 단독 또는 혼합형태 0.05 내지 5 중량부를 함유한다.
이때, 가교제는 상기의 공중합체의 내구성을 높이기 위하여 혼용하는데, 가교제 함량이 0.05 중량부 미만으로 함유될 경우, 아크릴 공중합체에 포함된 관능기와의 반응이 잘 이루어지지 못하고 점착제의 내부 응집력을 강하게 만들 수가 없다. 반면에, 가교제가 5 중량부를 초과하면, 점착제의 가공 중 저장안정성이 떨어져서 일정한 물성을 발현할 수가 없고, 추가적으로 반응을 지연시켜 주는 지연제를 첨가하거나, 아크릴 공중합체와 가교제의 혼합액간의 반응성을 늦추기 위하여 저온에서 보관해야 하는 또 다른 추가 관리가 포함되어야 하기 때문에 바람직하지 않다. 이에, 본 발명의 실시예에서는 가교제의 함량을 가장 바람직한 조건으로서, 1.0 중량부를 사용하고 있으나, 상기 제시된 함량 범위내에서 변경될 수 있음은 당연하다.
또한, 사용되는 에폭시계 가교제는 비스페놀 A-에피클로로히드린 형의 에폭시계 수지, 에틸렌 글리콜 디글리시딜 에테르, 폴리에틸렌글리콜 디글리시딜 에테르, 글리세린 디글리시딜 에테르, 글리세린 트리 글리시딜 에테르, 1,6-헥산디올 디글리시딜 에테르, 트리메틸올프로판 트리 글리시딜 에테르, 디글리시딜 아닐린, N,N,N',N'-테트라 글리시딜-m-크실렌 디아민 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또 다른 가교제로 사용되는 다관능성 이소시아네이트계 가교제로는 톨리렌디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 톨리렌디이소시아네이트의 트리메틸올프로판 부가물 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 점착제층에는 전도성 유ㆍ무기입자, 유ㆍ무기염 또는 이온성 물질에서 선택되는 대전방지제 1종 이상을 더 함유할 수 있으며, 유전특성을 달리하여 동일 두께에서 전기적인 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 점착신뢰성과 하부전극의 특성을 향상시키기 위해 아크릴계 점착제의 단량체와 경화제 이외에도 통상 첨가제로서 점착력 부여제, 가소제, 대전방지제, 계면활성제, 산화방지제, 발포제, 소포제, 보강제, 조색제, 충진재로 사용되는 화합물에서 선택되는 단독 또는 2종 이상이 혼합된 화합물을 더 사용할 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하고자 한다.
이는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 가장 바람직한 일례를 들어 설명하되, 특히 점착필름의 두께제어에 따른 두께방향의 전기적 저항변화를 중점으로 설명하였을 뿐, 점착제층 형성에 필요한 조성별간의 조건을 포함한 본 발명의 범위가 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
단계 1: 아크릴 공중합체의 기본 수지 제조
교반기, 환류 냉각기, 온도계 및 질소 주입장치가 구비된 500㎖의 화학 반응기에 2-에틸헥실아크릴레이트 33g, 아크릴산 0.2g, 글리시틸메타아크릴레이트 0.3g 및 메틸아크릴레이트 15g의 단량체를 넣고 용매로 에틸아세테이트 51.5g을 가하고 혼합 조성을 준비하였다. 상기 혼합 조성을 단계별로 투입하여 초기 1단계에 25∼35%를 투입하고, 2단계는 55∼65%를 투입하고, 3단계에서는 나머지 25%미만을 투입하여 중합반응이 진행되도록 하였다. 상기 중합반응 완결 후 얻어진 중합물에 에틸아세테이트 300g를 첨가하여 희석하고 고형분 30 중량%가 되도록 준비하여 목적하는 아크릴 공중합체의 기본 수지를 합성하였다.
단계 2: 점착필름의 제조
상기 단계 1에서 제조된 기본 수지인 아크릴 공중합체 100 중량부에 대하여, 경화제로서 3관능 아지리딘 어덕트(Aziridine adduct) 1.0 중량부를 투입하고, 메틸에틸케톤을 이용하여 희석하고 균일하게 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
상기 혼합물을 중박리 시트인 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(상품명 RPC-101, (주)도레이첨단소재)의 실리콘 이형코팅 면에 코팅하고 건조하여, 5㎛의 두께의 균일한 점착제층을 형성하였다.
이후, 상기 점착제층이 형성된 표면에 경박리 시트로서 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(상품명 RPK-201, (주)도레이첨단소재)을 합지한 후, 상온에서 7일간 보관하여 충분히 숙성시켜 점착필름을 완성하였다.
<실시예 2>
실시예 1 중 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 실리콘 이형코팅 면에 혼합물을 코팅하여 건조한 점착제층의 두께가 10㎛인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실시예 3>
실시예 1 중 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 실리콘 이형코팅 면에 혼합물을 코팅하여 건조한 점착제층의 두께가 15㎛인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실시예 4>
실시예 1 중 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 실리콘 이형코팅 면에 혼합물을 코팅하여 건조한 점착제층의 두께가 20㎛인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실시예 5>
실시예 1 중 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, 메틸에틸케톤을 이용하여 희석된 혼합물에 대전방지제로서 다층탄소나노튜브(multi-wall carbon nano tube, 한화나노텍사의 CM-100) 0.1 중량부를 더 함유하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 4와 동일하게 수행하였다.
<비교예 1>
실시예 1 중 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 실리콘 이형코팅 면에 혼합물을 코팅하여 건조한 점착제층의 두께가 3㎛인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<비교예 2>
실시예 1 중 단계 2의 점착필름의 제조공정에서, 2축 연신 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름의 실리콘 이형코팅 면에 혼합물을 코팅하여 건조한 점착제층의 두께가 50㎛인 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
<실험예 1>
1. 두께 측정
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼2에서 제조된 점착필름의 두께는 JIS Z0237의 규격에 준하여 0.1mm 미만의 두께는 0.001mm(=1㎛) 스케일의 디지털 게이지가 있는 것으로 측정하고, 동일간격으로 3 지점을 측정하였다. 점착필름 두께의 정확한 측정을 위해, FE-SEM의 단면촬영을 통해서 점착필름 두께를 재확인하였다.
2. 박리력 측정
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼2에서 제조된 점착필름에서 경박리 시트를 제거한 후, 100㎛ 두께의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 합지한 후, 상온에서 1시간을 방치한 다음 폭 25mm, 길이 150mm의 박리력 측정 시편을 제작하였다. 박리력 측정에 사용될 글래스는 에틸아세테이트로 깨끗하게 세척한 후, 상기 제작된 시편의 중박리 시트를 제거하여 2㎏의 롤러로 부착하고, 상온에서 1시간 동안 방치하였다. 이때, 측정은 180°각도 및 0.3m/분 박리속도로 인장시험기를 이용하여 측정하였다.
3. 두께방향 저항 측정
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼2에서 제조된 점착필름에서 경박리 시트를 제거한 후, 30mm×40mm 이상으로 제단된 ITO 필름 또는 투명전극 필름의 ITO면 또는 전극면에 점착제를 일부분 합지시켰다. 상기 합지된 필름에서 중박리 시트를 제거한 다음 다른 ITO 필름 또는 투명전극 필름을 도 1에 예시된 바와 같이 엇갈리게 마주 보도록 부착하였다. 점착필름과 ITO 필름 또는 투명전극 필름과 합지할 때는 2kg의 롤을 1회 진행하였다. 상온에서 1 시간 방치한 후 각각의 ITO 필름 양쪽에 접지를 물려 측정하였다.
측정장비는 유전체에도 측정가능한 저전류 및 고저항 측정장치[High Resistance Electrometer, 6517B, 제조사: 키슬리(Keithley)]를 활용하여 인가전압에 대한 전류를 측정하였다. 이때, 20V 직류를 인가한 후, 30 초 이후에 수렴되는 전류의 값을 읽고, 하기 수학식 1과 같이 점착필름의 두께방향의 저항값을 산출하였다.
수학식 1
점착필름의 두께방향의 저항값(Ω) = 20(V) / 측정전류(A)
4. 신뢰성 평가
상기 실시예 1∼5 및 비교예 1∼2에서 제조된 점착필름에서 경박리 시트를 제거한 다음 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 합지한 후, 상온에서 1시간 방치한 다음 100mm×100mm으로 신뢰성 평가 시편을 제작하고, 세척된 글래스에 2㎏의 롤러로 부착하였다.
이후, 상온 1시간을 방치한 후, 내습열 조건인 60℃, 90%RH와 내열 조건 80℃에 투입하여 500 시간 동안 육안으로 관찰하여 기포 발생 및 엣지의 들뜸을 관찰하여, 하기 기준에 준하여 신뢰성 평가를 기록하였다.
○: 내습열과 내열 조건에서 기포의 발생이나 들뜸이 없음.
×: 내습열이나 내열 조건에서 기포의 발생이나 들뜸이 발생.
Figure 112013006432890-pat00003
상기 표 1에서 확인되는 바와 같이, 동일한 점착제의 재료에서도 대전성을 띄고 있는 전기영동 입자를 포함한 이미지 상부전극과 하부전극의 간격인 점착제 두께에 따라서 전기적 특성차를 확인하였다.
구체적으로는 점착필름에서 점착제층의 두께가 감소할수록, 두께방향의 저항값이 감소하는 결과를 확인하였다(실시예 1 내지 실시예 4). 반면에, 점착필름에서 점착제층의 두께가 너무 얇게 되면, 두 기재의 점착신뢰성에 문제가 발생하였다(비교예 1). 또한, 점착필름에서 점착제층의 두께가 50㎛ 정도로 두껍게 형성되면(비교예 2), 두께방향의 저항값이 급격히 증가하였다.
또한, 상기 실시예 5의 점착필름은 점착제층 형성시 대전방지제를 추가 투입하여 형성함으로써, 지나치게 얇게 두께를 제어하지 않아도, 두 기재간의 점착신뢰성 및 박리력을 유지하면서, 두께방향의 저항값을 감소하는 결과를 보였다.
이상으로부터, 점착필름에 있어서, 아크릴계 점착제층의 두께를 제어함으로써, 점착제층의 점착물성과 신뢰성에는 변화가 없으면서도 점착제의 두께 방향의 저항값, 즉, 전기장이 형성되는 방향으로의 저항값을 1.0×104 내지 9.9×109Ω 범위 이내 제어 가능하다. 그에 따라 인가 전압의 손실을 최소화하고, 전하를 가지는 입자를 자유롭게 구동함으로써, 플렉서블 디스플레이 소자의 구동전압에 영향을 최소화할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명은 전하를 띤 입자가 코팅된 상부전극 및 전압이 인가되는 하부전극이 접착되도록 하는 점착필름을 제공하였다. 이때, 균일하고 일정한 점착필름의 두께를 제어함으로써, 점착필름의 점착물성과 신뢰성에는 변화가 없으면서도 점착필름의 두께 방향의 저항값 즉, 전기장이 형성되는 방향으로의 저항값을 1.0×104 내지 9.9×109Ω 범위로 제어할 수 있다.
이에, 전자종이를 비롯한 플렉서블 LED(Light Emitted Diode), 유기 EL(Electro Luminescence, 전기 발광) 소자 등의 플렉서블 디스플레이 소자의 구동전압에 미치는 영향을 최소화하여, 플렉서블 디스플레이 소자가 구동시 전위차(전압)의 손실이 거의 없기 때문에 높은 전압을 인가하지 않더라도 디스플레이 소자의 구동이 우수하다.
또한, 본 발명의 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름은 재사용이 가능하다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.
10: 상부전극 20: 점착제층
30: 하부전극

Claims (8)

  1. 전하를 띤 입자가 코팅된 상부전극 및
    전압이 인가되는 하부전극이 접착되도록 점착제층의 두께가 4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만으로 제어되어 합지된 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 점착제층의 두께 제어에 따라, 전기장이 형성되는 방향으로의 전기적 저항값이 1.0×104 내지 9.9×109Ω를 충족하되, 상기 점착제층의 두께 증가에 따라, 상기 범위 내에서 전기적 저항값이 증가하는 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 점착필름이
    폴리에스테르계 중박리 시트의 실리콘 이형 코팅면에,
    4.0㎛ 이상 내지 50.0㎛ 미만의 두께로 형성된 아크릴계 점착제층 및
    상기 아크릴계 점착제층 면에 폴리에스테르계 경박리 시트가 합지되어 이루어지되, 제품 적용시 상기 폴리에스테르계 중박리 시트 및 상기 폴리에스테르계 경박리 시트가 이형되어 적용된 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  4. 제3항에 있어서, 상기 아크릴계 점착제층이 가교 가능한 관능기를 가지지 않은 단량체 80 내지 98 중량% 및 가교 가능한 관능기를 가진 단량체 2 내지 20 중량%가 공중합된 아크릴레이트 공중합체를 기본 수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  5. 제4항에 있어서, 상기 가교 가능한 관능기를 가지지 않는 단량체가 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데딜(메타)아크릴레이트, 미리스틸(메타)아크릴레이트, 팔미틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, n-테트라데실(메타)아크릴레이트, 아크릴로니트릴의 아크릴계 단량체 및 비닐아세테이트 또는 스티렌을 포함하는 바이아크릴계 단량체로 이루어진 군에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  6. 제4항에 있어서, 상기 가교 가능한 관능기를 가진 단량체가 2-하이드록시 에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 6-하이드록시 헥실(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시 에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트 및 2-하이드록시 프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 하이드록시기를 함유하는 아크릴 단량체; 또는 (메타)아크릴산, 말레인산 및 푸마르산으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 카르복실기를 함유하는 아크릴 단량체; 또는 아크릴 아미드, N-비닐 피롤리돈 및 N-비닐 카프로락탐으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 질소 함유 아크릴 단량체;에서 선택되는 단독 또는 2종 이상의 혼합형태인 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  7. 제3항에 있어서, 상기 아크릴계 점착제층이 아크릴레이트 공중합체로 이루어진 기본 수지 100 중량부에 대하여, 에폭시계 가교제 또는 다관능성 이소시아네이트계 가교제에서 선택되는 단독 또는 혼합형태 0.05 내지 5 중량부가 함유된 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
  8. 제3항에 있어서, 상기 아크릴계 점착제층이 전도성 유ㆍ무기입자, 유ㆍ무기염 또는 이온성 물질에서 선택되는 대전방지제 1종 이상이 더 함유된 것을 특징으로 하는 상기 전자종이 디스플레이 소자용 유전 점착필름.
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