KR102349088B1 - 백플레이트 필름 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 - Google Patents

백플레이트 필름 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 투습도가 낮은 점착 필름을 포함하는 백플레이트 필름 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 기재필름 및 기재필름 상에 점착 필름을 포함하는 백플레이트 필름으로서, 상기 점착 필름은 소수성 물질 및 친수성 물질을 포함하며, 상기 점착 필름의 투습도(Water vapor transmission rate)가 38℃ 및 100% RH의 조건에서 20 g/m2/day 이하인 백플레이트 필름에 관한 것이다.

Description

백플레이트 필름 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치{Backplate film and flexible display device using the same}
본 발명은 백플레이트 필름 및 이를 이용한 플렉서블 표시장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로는 수분 차단 특성이 향상된 백플레이트 필름 및 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
정보화 사회의 발달로 인해, 정보를 표시할 수 있는 표시장치가 활발히 개발되고 있다. 표시장치는 액정표시장치(liquid crystal display device), 유기발광 표시장치(organic electro-luminescence display device), 플라즈마 표시장치(plasma display panel) 및 전계 방출 표시장치(field emission display device)를 포함한다.
최근 들어, 표시장치에 플렉서블　성능을 강화하여 구부림이 가능한　플렉서블　표시장치가 활발히 연구되고 있다. 플렉서블 표시장치는 크게 화상을 구현하기 위한 표시패널과, 표시패널의 하부에 위치하여 표시패널을 지지하는 백플레이트(backplate), 표시패널 및 표시패널을 보호하기 위해 표시패널의 전방에 위치하는 커버윈도우(cover window)를 포함한다.
종래의　플렉서블　표시장치는 주로 플라스틱 기판 상에 제조되었다. 그러나, 플렉서블 표시장치의 백플레이트로 사용되는 폴리이미드 등의 플라스틱 기판은 내열성은 뛰어난 소재이나, 수분 및 산소에 대한 차단 특성은 유리나 금속에 비하여 매우 취약하다는 문제가 있다. 이를 보완하기 위해, 표시패널의 상에 배리어(barrier) 기능을 담당하는 재료들이 포함되나, 플렉서블 표시장치의 용이성 측면 및 기술 개발 흐름이 디스플레이의 두께 감소로 이어지고 있어, 배리어 기능을 위한 소재의 함량도 감소시키는 추세이다. 따라서, 외부의　수분(moisture)나 산소의 침투가 가능하여 소자의 손상이 발생될 가능성이 높다.
이에, 플렉서블 표시장치의 백플레이트 하부에 수분 차단 특성을 보강하고, 플렉서블 표시장치 구동시 발생할 수 있는 무기막(inorganic layer)의 미세 크랙에도 높은 신뢰성을 갖는 플렉서블 표시장치가 요구되고 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 백플레이트 필름 내의 점착 필름이 수분 평형을 유지하도록 하여, 플렉서블 표시장치 내로의 수분 차단 성능을 극대화하고, 이로써 반복적인 벤딩(bending) 또는 폴딩(folding)에도 양호한 점착 성능 및 크랙 방지 효과를 가지는 플렉서블 표시 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 일 구현예에 있어서, 백플레이트 필름은 기재필름 및 기재필름 상에 점착 필름을 포함하며, 상기 점착 필름은 소수성 물질 및 친수성 물질을 동시에 포함하며, 상기 점착 필름의 투습도(Water vapor transmission rate)가 38℃ 및 100% RH의 조건에서 20 g/m2/day 이하이다.
본 발명의 다른 일 구현예에 있어서, 플렉서블 표시장치는 적어도 하나의 폴딩부를 포함하는 표시 패널, 및 표시 패널의 하부에 부착된 상기 백플레이트 필름을 포함한다.
본 발명의 백플레이트 필름은 백플레이트 필름의 하부로부터 침투되는 공기, 수분 등을 차단하는 한편, 혹시라도 침투된 수분이 표시 패널 소자 쪽으로 확산되는 시간을 지연시킴으로써 , 픽셀 수축(Pixel Shrinkage)과 암점(Dark Spot), 잔상, 휘도불량, 전극 산화 등의 문제점을 해결하고, 내구성 및 제품 신뢰도가 우수한 플렉서블 표시장치를 제공한다.
도 1 내지 3은 본 발명의 다양한 구현예에 따른 백플레이트 필름과 이에 부착된 표시 패널의 하부 기판의 단면도를 나타낸다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미한다. 이하의 설명에서, 본 발명과 관련된 공지 기술 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소 명칭은 명세서 작성의 용이함을 고려하여 선택된 것으로, 실제제품의 부품 명칭과 상이할 수 있다.
용어 "위(on)" 또는 "상(on)”으로 지칭되는 것은 다른 소자 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 반면, 소자 또는 층이 다른 소자에 "접하는" 또는 “접촉하는”으로 지칭되는 것은 중간에 다른 소자 또는 층을 개재하지 않는 것을 나타낸다.
용어 “중량평균분자량”은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다.
도면에 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명은 우수한 수분 차단 및 수분평형 특성을 동시에 갖는 백플레이트 필름 및 이를 적용한 플렉서블 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 구현예는, 기재필름 및 기재필름 상에 점착 필름을 포함하는 백플레이트(backplate) 필름으로서, 상기 점착 필름은 소수성 물질 및 친수성 물질을 포함하며, 상기 점착 필름의 투습도(Water vapor transmission rate)가 38℃ 및 100% RH의 조건에서 20 g/m2/day 이하인 백플레이트 필름을 제공한다.
상기 점착 필름의 일면은 추후 상기 백플레이트 필름의 상에 위치하는 표시 패널의 하부 기판과 접촉 및/또는 부착된다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 점착 필름은 소수성 물질을 포함하는 분산매에 친수성 물질이 분산된 형태일 수 있다. 상기 점착 필름은 소수성 물질 및 친수성 물질이 혼합된 분산액 또는 혼합 조성물로부터 제조될 수 있으며, 이때, 점착 필름은 소수성 물질 100 중량부에 친수성 물질 1 내지 200 중량부, 바람직하게는 5 내지 100 중량부를 포함할 수 있다.
상기 점착 필름은 소수성 물질을 포함함으로써, 백플레이트의 필름의 하부로부터 기재필름을 통과한 수분이 점착 필름으로 침투하여 표시 패널로 확산되는 것을 방지하고, 설령, 소정의 수분이 점착 필름 내로 침투되었을지라도, 친수성 물질이 침투 수분을 흡수 및 폴리이미드 기판 내로 확산하는 속도 보다 점착 필름 내에서 평형을 이루도록하여 수분이 표시 패널 상으로 확산되는 속도를 최대한 지연시킨다. 만일 점착 필름이 소수성 물질로만 이루어졌을 경우, 침투한 수분을 폴리이미드 기판쪽으로 밀어내므로 수분 내의 수소 이온이 기판에 국부적으로 고농도로 존재하게 되고, 전하의 불균형을 초래하여 잔상 및 휘도 얼룩의 원인이 될 수 있다.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 점착 필름은 기재필름과 접하는 일면에 소수성 물질을 포함하는 제1층; 및 상기 제1층 상에 친수성 물질을 포함하는 제2층을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 구현예에서, 상기 점착 필름은 제2층 상에 소수성 물질을 포함하는 제3층을 추가로 포함할 수 있다.
상기 제1층 및 제 3층의 두께는 1㎛ 내지 100㎛ 일 수 있으며, 바람직하게는 5㎛ 내지 50㎛이다.
상기 제2층의 두께는 두께는 1㎛ 내지 100㎛ 일 수 있으며, 바람직하게는 5㎛ 내지 50㎛이다.
도 1은 제1층(10) 및 제2층(20)을 포함하는 점착 필름(40)의 일 구현예를 나타낸 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 구현예에서 상기 점착 필름(40)은 친수성 물질을 포함하는 제2층(20)및 소수성 물질을 포함하는 제1층(10)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 점착 필름(40)의 소수성 물질을 포함하는 제1층(10)은 백플레이트 필름(300)의 기재필름(30)에 부착되고, 상기 친수성 물질을 포함하는 제2층(20)은 플렉서블 표시 장치 내의 표시 패널의 하부 기판(60)에 부착된다.
상기 소수성 물질을 포함하는 제1층(10)은 백플레이트 필름(300)의 하부 방향으로부터 침투되는 수분을 차단한다. 상기 소수성 물질은 높은 발수성으로 인해 백플레이트 필름(300) 쪽으로 수분을 밀어내고, 백플레이트 필름(300)의 하부로부터 침투되는 공기, 수분 등을 차단하고 상부 방향으로 수분이 확산되는 것을 억제한다. 또한, 설령 소량의 수분이 백플레이트 필름(300)의 하부 방향으로부터 제1층(10)으로 침투된 경우라도, 상기 친수성 물질을 포함하는 제2층(20)이 수분을 흡수하여 상기 패널 기판(60) 쪽으로 수분이 확산되는 것을 억제한다.
본 발명에서 발수성이 높은 제1층(10)은 기재필름(30)과 맞닿는 일면에 위치하여, 백플레이트 필름(300)의 하부에서 기재필름(30)을 통과 및 침투할 수 있는 수분이 제2층(20)으로 확산되는 것을 방지한다. 본 발명에서 제2층(20)은 제1층(10)의 상에 위치하여, 상기 백플레이트 필름의 상에 위치하는 표시 패널의 하부 기판(60)과 접촉하는 면으로서, 혹시라도 제1층(10)을 통과한 수분을 제2층(20) 내로 흡수하여 제2층(20) 내부에 수분을 머금으로써 표시 패널 상의 소자로 수분이 침투하는 것을 억제한다.
본 발명의 일 구현예에서, 제2층 위에 소수성 물질을 포함하는 제3층이 추가로 포함될 수 있으며, 제2층의 친수성 물질에 의해 흡수된 수분은 발수성이 높은 제3층을 통과하여 표시 패널로 확산되기 어렵다.
상기 백플레이트 필름과 접촉되는 표시 패널의 하부 기판(60)은 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)를 포함하거나 폴리이미드 또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 또는 폴리카보네이트(PC)로 이루어지는 투명 또는 불투명 유기 절연체이거나, 상기 무기 절연체는 더욱 바람직하게는 유리로 이루어질 수 있다.
이하, 본원에서 사용되는 친수성 물질에 대해 설명한다.
상기 친수성 물질은 표시 패널의 하부 기판(60)과 비교하여 동일 또는 더욱 높은 임계 습윤 표면 장력(critical wetting surface tension)을 가지므로써, 표시 패널(60)의 하부 기판 표면에 존재하는 수분을 흡수하고 표시 패널(60)의 상부 쪽으로의 수분 확산을 차단하는 역할을 한다.
임계 상태의 표면 장력(critical wetting surface tension)은 주어진 표면을 완전시 적시기 위한 액체에 요구되는 최대 표면 장력이다. 본 발명에서 친수성 물질의 임계 습윤 표면 장력(critical wetting surface tension)은 35 dyne/cm 이상, 바람직하게는 35-65 dyne/cm 이상, 더욱 바람직하게는 35-55 dyne/cm 이상일 수 있다. 상기 친수성 물질이 상기 범위를 만족하는 경우, 통상의 표시 패널의 하부 기판(60)에 비해 높은 임계 습윤 표면 장력(critical wetting surface tension)을 가지게 되므로, 물의 습윤 및 흡수가 표시 패널의 하부 기판(60) 보다 유리하여, 표시 패널의 상부 쪽으로의 수분 확산이 차단되고, 수분은 친수성 물질에 머무르게 된다.
상기 친수성 물질로는 전술한 임계 습윤 표면 장력을 만족하는 이상 특별한 제한 없이 공지된 물질을 사용할 수 있으며, 구체적으로 예를 들면, 수분 흡수제, 친수성 고분자, 또는 이들의 혼합물 등이 포함될 수 있다.
상기 수분 흡수제의 일 예로, 수분 반응성 흡착제로서 금속산화물, 금속염 또는 오산화인(P2O5) 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합물을 들 수 있고, 물리적 흡착제의 경우, 제올라이트, 지르코니아 또는 몬모릴로나이트 등을 들 수 있다. 상기 금속산화물의 구체적인 예로는, 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등을 들 수 있고, 금속염의 예로는, 황산리튬(Li2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산갈륨(Ga2(SO4)3), 황산티탄(Ti(SO4)2) 또는 황산니켈(NiSO4) 등과 같은 황산염, 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 염화스트론튬(SrCl2), 염화이트륨(YC3), 염화구리(CuCl2), 불화세슘(CsF), 불화탄탈륨(TaF5), 불화니오븀(NbF5), 브롬화리튬(LiBr), 브롬화칼슘(CaBr2), 브롬화세슘(CeBr3), 브롬화셀레늄(SeBr4), 브롬화바나듐(VBr3), 브롬화마그네슘(MgBr2), 요오드화바륨(BaI2) 또는 요오드화마그네슘(MgI2) 등과 같은 금속할로겐화물; 또는 과염소산바륨(Ba(ClO4)2) 또는 과염소산마그네슘(Mg(ClO4)2) 등과 같은 금속염소산염 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 수분 흡수제는 접착 필름의 사용 용도에 따라 적절한 크기로 제어될 수 있다.
상기 친수성 고분자는 카르복실기, 알데히드기, 히드록시기, 아민기 및 설파이드기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 친수성 고분자 작용기를 가질 수 있으며, 상기 친수성 고분자 작용기를 매개로 컨쥬게이션(conjugation)된 분자를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 친수성 고분자는 PSSA_MA(poly styrenesulfonic acid-co-maleic acid), PAM(poly acrylic acid-co-maleic acid), PAA(poly acrylic acid), PVA(Poly vinyl alcohol) 등을 포함할 수 있다.
이하, 본원에서 사용되는 소수성 물질에 대해 설명한다.
상기 소수성 물질은 낮은 투습도(Water vapor transmission rate)를 가지며, 점착제로 사용가능한 수지라면 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 상기 소수성 물질의 투습도의 하한은 0 g/m2/day이며, 상기 소수성 물질은 필름 형상으로 성형이 가능한 정도의 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)을 가지는 수지가 사용될 수 있으며, 일 예로 중량평균분자량의 범위는 약 5,000 내지 2,000,000 또는 약 100,000 내지 1,500,000 또는 50,000 내지 1,000,000일 수 있다.
본 발명의 일 예로, 상기 소수성 물질은 부틸렌으로부터 유도된 고분자일 수 있다. 부틸렌으로부터 유도된 고분자는 상기 고분자의 중합단위 중 하나 이상이 부틸렌으로부터 이루어진 것을 의미한다. 상기 부틸렌으로부터 유도된 고분자는 극성이 매우 낮고, 투명하며, 부식의 영향이 거의 없기 때문에, 우수한 수분차단 특성, 및 내구신뢰성을 가진다.
상기 소수성 물질은 부틸렌 단량체의 단독 중합체; 부틸렌 단량체와 중합가능한 다른 단량체를 공중합한 공중합체; 부틸렌 단량체를 이용한 반응성 올리고머; 또는 이들의 혼합물 일 수 있다. 본 출원에서, 유도된 고분자는 단량체가 중합된 단위로 중합체를 형성하고 있다는 것을 의미할 수 있다. 상기 부틸렌 단량체는 예를 들어, 1-부텐, 2-부텐 또는 이소부틸렌을 포함할 수 있다. [16] 상기 부틸렌 단량체 혹은 유도체와 중합 가능한 다른 단량체는, 예를 들면, 이소프렌, 스티렌 또는 부타디엔 등의 올레핀계 화합물을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 부틸렌으로부터 유도된 고분자는 폴리 이소부틸렌, 이소부틸렌과 이소프렌의 공중합체, 이소프렌과 스티렌의 공중합체, 이소부틸렌과 스티렌의 공중합체, 부타디엔과 스티렌의 공중합체, 이소프렌, 부타디엔 및 스티렌의 공중합체, 폴리이소프렌, 폴리부타디엔 또는 이소프렌과 스티렌의 공중합체, 부타디엔과 스티렌의 공중합체 또는 이소프렌, 부타디엔 및 스티렌의 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 소수성 물질은 터펜계 수지, 로진계 수지, 쿠마론인덴계 수지, 고무계 수지, 스타이렌계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 발수성 수지일 수 있다.
상기 소수성 물질은 상술한 구성 중 1 종을 사용할 수도 있고, 2 종 이상을 사용할 수도 있다. 2 종 이상을 사용하는 경우에는 종류가 다른 2 종 이상의 수지를 사용하거나, 중량평균분자량이 상이한 2 종 이상의 수지를 사용하거나 또는 종류 및 중량평균분자량이 모두 상이한 2 종 이상의 수지를 사용할 수 있다.
본 발명은 소수성 물질과 친수성 물질의 함량 및 분포도 등을 조절함으로써, 상기 점착 필름(40)과 표시 패널의 하부 기판(60)의 계면에 존재할 수 있는 수분이 점착 필름(40)에 의하여 흡수되도록 설계된다. 또한, 점착 필름(40) 내로 흡수된 소정의 수분은 소수성 물질에 의해 추가적으로 이동 및 확산되지 않도록 점착 필름(40) 내에 갇히게 되며, 이로써, 백플레이트 필름의 하부에서 표시 패널로 확산될 수 있는 수분의 투습을 봉쇄하여 픽셀 수축(Pixel Shrinkage)과 암점(Dark Spot), 전극 산화 등의 수분 침투로 인해 발생하는 문제점을 방지하고 내구성 및 제품 신뢰도가 높은 플렉서블 표시장치를 제공한다. 또한 만일 점착 필름이 소수성 물질로만 이루어졌을 경우, 침투한 수분을 폴리이미드 기판쪽으로 밀어내므로 수분 내의 수소 이온이 기판에 국부적으로 고농도로 존재하게 되고, 전하의 불균형을 초래하여 잔상 및 휘도 얼룩의 원인이 될 수 있다. 본 발명의 개발품을 적용하였을 경우 소정의 수분이 점착 필름 내로 침투되었을지라도, 친수성 물질이 침투 수분을 흡수하고, 폴리이미드 기판 내로 확산하는 속도 보다 점착 필름 내에서 수분 평형을 이루도록하여 수분이 표시 패널 상으로 확산되는 속도를 최대한 지연시킴으로써 종래 기술이 가진 문제를 해결할 수 있다.
본 발명의 일 구현예로, 상기 소수성 물질 및 친수성 물질을 포함하여, 수분 평형을 이룬 점착 필름(40)의 투습도(Water vapor transmission rate)는 38℃ 및 100% RH의 조건에서 20 g/m2/day 이하, 바람직하게는 15 g/m2/day 이하, 더욱 바람직하게는 10 g/m2/day 이하일 수 있다. 본 발명에서의 투습도는 점착 필름(40)을 100㎛ 두께의 필름 형태로 제조하였을 때, 38℃ 및 100% RH의 조건에서 상기 필름의 두께 방향으로 측정한 값이다.
도 2는 소수성 물질(110)에 친수성 물질(120)이 분산된 점착 필름(41)의 일 예를 도시한 것이다. 상기 친수성 물질(120)은 친수성 고분자, 수분 흡수제 또는 이들의 조합일 수 있으며, 이 때 점착 필름(41)은 친수성 물질(120) 및 소수성 물질(110)이 혼합된 점착제 조성물을 기재필름(30)에 코팅함으로써 제조될 수 있다. 도 2에 도시된 점착 필름(41)은 소수성 물질(110)이 주성분으로 구성된 매트릭스 내에 친수성 물질(120)이 균일하게 분산된 상태이다. 상기 점착 필름(41)은 친수성 물질(120), 소수성 물질(110) 및 용매를 포함하는 점착제 조성물을 백플레이트 필름(300)의 기재필름(30) 상에 코팅함으로써, 형성될 수 있다.
일 예로, 상기 친수성 물질(120)은 친수성 고분자일 수 있다. 이 경우, 상기 점착제 조성물은 소수성 물질(110) 100 중량부 기준으로 1 내지 200 중량부, 바람직하게는 5 내지 100 중량부의 친수성 고분자를 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 점착 필름(41)은 우수한 수분 차단성 및 점착성을 가질 수 있다. 상기 친수성 고분자는 소수성 물질(110)과 상분리를 일으키지 않아야 한다. 이를 위하여 상기 친수성 고분자는 분자구조 내에 환형구조를 가질 수 있다. 일 예로, 친수성 고분자는 방향족기(예를 들어, 페닐기)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 본 출원의 경화성 올리고머는 수소화된 방향족 에폭시화합물일 수 있다. 상기 함유경화성 올리고머의 구체적인 예로는, 비페닐형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시수지, 크레졸계 에폭시수지, 비스페놀계 에폭시수지, 자일록계 에폭시 수지, 다관능 에폭시수지, 페놀 노볼락 에폭 시수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지 및 알킬 변성 트리페놀메탄 에폭시 수지 등의 올리고머 형태 일 수 있으나, 이에 제한 되는 것은 아니다
다른 예로, 도 2에서 상기 친수성 물질(120)은 수분 흡수제일 수 있다. 상기 수분 흡수제는 앞서 전술한 성분을 사용할 수 있으며, 소수성 물질(110)을 포함하는 분산매에 균일하게 분산된 상태로 존재한다. 상기 수분 흡수제의 함량은, 예를 들면, 소수성 물질(110) 100 중량부 기준으로 1 중량부 내지 200 중량부 범위로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 상기 소수성 물질(110)을 포함하는 분산매는 수분 흡수제가 점착 성분에 균일하게 분산될 수 있도록 분산제를 추가로 포함할 수 있다. 여기서 사용될 수 있는 분산제로는, 예를 들면, 친수성인 수분 흡수제의 표면과 친화력이 있고, 점착 성분과 상용성이 좋은 비이온성 계면활성제 등을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서 비이온성 계면활성제로는 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 점착 필름(40, 41)이 적용된 백플레이트 필름(300)으로, 기재필름(30)에 배리어 코팅층(50)을 적용한 것을 도시한 것이다.
상기 백플레이트 필름(300)의 기재필름(30)의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 백플레이트 필름(300)의 배리어 특성을 향상시키기 위해서 점착 필름(40, 41)과 기재필름(30) 사이에 추가적으로 배리어 층(50)을 포함할 수 있다. 이때 배리어 층(50)은 무기 및 메탈 배리어 코팅/증착층, 메탈 시트, 플라스틱 필름, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 설계에 따라 표시 패널의 하부쪽에서 전하의 균형이 필요한 경우, 점착 필름의 상부 및 표시 패널의 하부 측에 전도성 도막을 추가적으로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 구현예에서, 외광 및 발광층으로부터 방사되는 광원의 하부 반사율 제어를 위해 백플레이트 필름의 점착 필름 내에 안료 및 염료를 도입할 수 있으며, 백플레이트 필름의 기재 필름 자체에 안료 및 염료를 도입할 수 있으며, 백플레이트 필름은 추가적으로 광흡수 및 굴절률 조절층을 포함할 수 있다.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명에 대해 구체적으로 설명하도록 한다.
실시예
실시예 1
(1) 소수성 물질 함유 - 코팅액의 제조: 이소부틸렌 이소프렌 러버(LANXESS, X_BUTYL RB301 60g, 점착 부여제(Kolonindustry, 수코레츠 SU-110) 40g, 가교제(sartomer, SR350NS, 트리메틸프로판 트리메타크릴레이트) 5g 및 라디칼 개시제(IGM, Omnirad651 벤질 디메틸 케탈) 0.3g을 투입하고, 톨루엔 고형분을 약 25중량%이 되도록 희석한 후 교반하여 제1층 코팅액을 제조하였다.
(2) 친수성 물질 함유 - 코팅액의 제조: 액상 에폭시 수지(국도화학, YD-127) 20g, 고상 에폭시 수지(국도화학, YD-012) 30g 및 페녹시 수지(국도화학, YP-50) 50g, 이미다졸 경화제(시코쿠화성, 2E4MZ) 3g을 투입하고, 메틸에틸케톤으로 고형분이 약 60중량%이되도록 희석한 후 교반하여 제2층 코팅액을 제조하였다.
상기 준비된 제1층 코팅액을 무기막이 증착되어 있는 베리어 필름면에 도포하고 120℃오븐에서 약 6분간 건조한 후 이형필름을 합지하여 두께 30㎛의 소수성 물질을 함유하는 제1 필름을 제조하였다. 상기 제2층 코팅액을 이형 필름(PET)에 도포하고 120℃오븐에서 3분간 건조한 뒤 이형 필름을 합지하여 두께 10㎛의 친수성 물질을 함유하는 제2 필름을 제조하였다. 상기 제1 필름 및 제2 필름의 이형필름을 각각 제거하여 소수성 점착제층 및 친수성 접착제층을 포함하는 점착 필름을 제조하였다. 이어서, 자외선을 1000mJ/cm2 조사한 후 100℃2시간 열경화한 후 물성을 측정하였다.
실시예 2
스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(Kraton, D1107) 70g, 수첨 비스페놀 A 타입 에폭시(DENACOL, EX-252) 15g, 지환족 에폭시 화합물(Daicel corporation, Celloxide 2021P) 15g, 광양이온 중합개시제(ADEKA, SP-152) 2g을 투입하고, 톨루엔 고형분을 약 30중량%이 되도록 희석한 후 교반하여 코팅액을 제조하였다.
상기에서 준비된 코팅액을 무기막이 증착되어 있는 베리어 필름면에 도포하고 120℃ 오븐에서 약 7분간 건조한 후 이형필름을 합지하여 두께 40㎛의 점착제층을 포함하는 점착 필름을 제조하였다. 이어서, 자외선을 1000mJ/cm2 조사하여 물성을 측정하였다.
실시예 3
분산제로 올레익산 1g이 희석된 톨루엔 70g에 산화마그네슘(MaO) 10g을 투입한 후, 고르게 분산하여 수분 흡수제 용액을 제조하였다. 다른 용기에 이소부틸렌 이소프렌 러버 80g(LANXESS, X_BUTYL RB301), 점착 부여제 20g(Kolonindustry, 수코레츠 SU-110), 가교제 5g(sartomer, SR350NS, 트리메틸프로판 트리메타크릴레이트), 라디칼 개시제 0.3g(IGM, Omnirad651 벤질 디메틸 케탈) 및 상기에 만들어둔 수분 흡수제 용액을 모두 투입한 뒤, 최종 톨루엔 고형분이 약 25중량%이 되도록 희석하여 교반하였다.
상기에서 준비된 코팅액을 무기막이 증착되어 있는 베리어 필름면에 도포하고 120℃오븐에서 약 7분간 건조한 후 이형필름을 합지하여 두께 40㎛의 점착제층을 포함하는 점착 필름을 제조하였다. 이어서, 자외선을 1000mJ/cm2 조사하여 물성을 측정하였다.
비교예 1
이소부틸렌 이소프렌 러버 80g(LANXESS, X_BUTYL RB301), 점착 부여제20g(Kolonindustry, 수코레츠 SU-110), 가교제 5g(sartomer, SR350NS, 트리메틸프로판 트리메타크릴레이트) 및 라디칼 개시제 0.3g(IGM, Omnirad651 벤질 디메틸 케탈)을 투입하고, 톨루엔 고형분을 약 25중량%이 되도록 희석한 후 교반하여 코팅액을 제조하였다.
상기에서 준비된 코팅액을 무기막이 증착되어 있는 베리어 필름면에 도포하고 120℃오븐에서 약 7분간 건조한 후 이형필름을 합지하여 두께 40㎛의 점착제층을 포함하는 점착 필름을 제조하였다. 이어서, 자외선을 1000mJ/cm2 조사하여 물성을 측정하였다.
비교예 2
아크릴 수지(부림, DA-046A) 100g, 가교제(미츠이 화학, D160N) 1.5g을 투입하고, 에틸아세테이트 고형분을 약 25중량%이 되도록 희석한 후 교반하여 코팅액을 제조하였다.
상기에서 준비된 코팅액을 무기막이 증착되어 있는 베리어 필름면에 도포하고 120℃오븐에서 약 7분간 건조한 후 이형필름을 합지하여 두께 40㎛의 점착제층을 포함하는 점착 필름을 제조하였다.
이어서, 상온에서 7일 숙성하여 물성을 측정하였다.
실험예
1. 투습도 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 점착 필름을 200 ㎛ 두께로 부착하고, Mocon Permatran-W 3/61을 이용하여 ASTM F-1249 규격에 따라 38℃및 100 RH%의 조건 하에서 투습도를 측정하였다. 이후 100 ㎛에 대한 값으로 환산하였다.
2. 점착력 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 점착 필름을 25mm×200mm(가로×세로)의 크기로 재단하여 시편을 제조하였다. 상기 시편의 점착 필름을 폴리이미드 기재면에 2kg 롤러로 5회 왕복하여 부착한 후, 30 분이 경과한 시점에서 인장 시험기를 사용하여 300 mm/min의 박리 속도 및 180°의 박리 각도의 조건에서 ASTM D 3330 규격에 의거하여 점착 필름의 점착력을 측정하였다.
3. 암점(Dark spot) 형성 여부 평가
10cm x 10cm 크기의 유리 위에 Ca을 9cm x 9cm의 크기 및 두께 100㎚가 되도록 증착하였다. 폴리이미드 바니쉬를 Ca 증착면 위에 도포하여 두께가 16㎛가 되도록 스핀 코팅한 후, 250℃에서 2시간 열경화 하였다. 열경화된 시료를 25℃및 50%RH 조건에서 1시간 노출시켜 암점(Dark spot)확인을 위한 기판을 준비하였다. 상기에서 준비한 테스트 기판(폴리이미드 상면)에 실시예 및 비교예에서 제작한 백플레이트용 점착 필름을 부착하여 오토클레이브를 30분간 적용한 뒤 25℃및 50%RH 조건에 일주일간 노출시켰다. 그 후 Ca 증착면에 발생한 암점(Dark spot)의 유무를 육안으로 관찰하였다.
위 실험 결과를 하기 표 1에 기재하였다. 하기 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예 1 내지 3은 투습도가 모두 20 g/m2/day 이하로 매우 낮으면서 암점이 발생하지 않았다.
반면, 비교예 1 및 비교예 2는 각각 친수성 물질 및/또는 소수성 물질을 포함하지 않았다. 표 1에 기재된 바와 같이, 비교예 1에서 제조된 점착 필름은 낮은 투습도를 가졌음에도 불구하고, 공정 중에 표시 패널의 하부 기판 측에 존재하고 있던 소량의 수분과 점착 필름을 통해 침투된 수분들의 확산에 의해서 암점의 생성이 불가피 하였다. 이는, 점착 필름의 물성, 즉, 점착 필름 내의 수분 평형도에 도달하지 못했기 때문에 점착 필름 내부 또는 표시 패널의 하부 기판과의 계면에 존재하는 수분이 점착 필름에 비해 상대적으로 친수성이 높은 표시 패널 측으로 확산되기 때문이다. 비교예 2에서 제조된 점착 필름은 소수성 물질을 포함하지 않음으로써, 점착 필름 자체의 수분 흡수율이 높고 결국 테스트 기판(폴리이미드 상면)으로 수분이 확산됨으로써 Ca 증착면에 암점이 발생하였다.
소수성 물질 친수성 물질 투습도
(g/m2/day )		 암점
형성여부
실시예 1 이소부틸렌 이소프렌 러버(LANXESS, X_BUTYL RB301) 60g 액상 에폭시 수지(국도화학, YD-127) 20g
고상 에폭시 수지(국도화학, YD-012) 30g
페녹시 수지(국도화학, YP-50) 50g		 18 X
실시예 2 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(Kraton, D1107) 70g 수첨 비스페놀 A타입 에폭시(DENACOL, EX-252) 15g, 지환족 에폭시 화합물( Daicel corporation, Celloxide 2021P) 15g 15 X
실시예 3 이소부틸렌 이소프렌 러버(LANXESS, X_BUTYL RB301) 80g MaO 10g 8 X
비교예 1 이소부틸렌 이소프렌 러버(LANXESS, X_BUTYL RB301) 80g 없음 6 O
비교예 2 없음
 아크릴 수지(부림, DA-046A) 100g 100 O
<암점 형성여부 판단>
O : Dark spot 발생
X : Dark spot 미발생
10: 제1층 20: 제2층 30: 기재필름
40, 41: 점착 필름 50: 배리어 층 60: 표시 패널의 하부 기판
110: 소수성 물질
120: 친수성 물질
300: 백플레이트 필름

Claims (11)

  1. 기재 필름 및 기재필름 상에 점착 필름을 포함하며, 상기 기재 필름과 점착 필름 사이에 무기 및 금속 배리어 코팅/증착층, 메탈시트, 플라스틱 필름, 또는 이들의 조합이 게재된 백플레이트(back plate) 필름으로서,
    상기 점착 필름은 소수성 물질 및 친수성 물질을 포함하며,
    상기 친수성 물질의 임계 습윤 표면 장력(critical wetting surface tension)이 35 dyne/cm 이상이며,
    상기 점착 필름의 투습도(Water vapor transmission rate)가 38℃ 및 100% RH의 조건에서 20 g/m2/day 이하인 백플레이트 필름.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점착 필름은 소수성 물질을 포함하는 분산매에 친수성 물질이 분산된 형태인 백플레이트 필름.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 점착 필름은 하기 조성을 포함하는 점착제 조성물로부터 제조되는 백플레이트 필름:
    소수성 물질 100 중량부; 및
    친수성 물질 5 내지 100 중량부.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점착 필름은
    기재필름과 접하는 일면에 소수성 물질을 포함하는 제1층; 및
    상기 제1층 상에 친수성 물질을 포함하는 제2층을 포함하는 형태인 백플레이트 필름.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 점착 필름은 제2층 상에 소수성 물질을 포함하는 제3층을 추가로 포함하는 백플레이트 필름.
  6. 삭제
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 친수성 물질은 수분 흡수제, 친수성 고분자 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 백플레이트 필름.
  8. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소수성 물질은 부틸렌 단량체의 단독 중합체; 부틸렌 단량체와 중합가능한 다른 단량체를 공중합한 공중합체; 부틸렌 단량체를 이용한 반응성 올리고머; 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상인 백플레이트 필름.
  9. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 소수성 물질이 터펜계 수지, 로진계 수지, 쿠마론인덴계 수지, 고무계 수지, 스타이렌계 수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 발수성 수지를 포함하는 백플레이트 필름.
  10. 삭제
  11. 적어도 하나의 폴딩부를 포함하는 표시 패널, 및
    상기 표시 패널의 하부에 부착된 제1항 내지 제5항 중 어느 항에 따른 백플레이트 필름을 포함하는 플렉서블 표시장치.
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