KR20120032022A - 릴리즈층들을 갖는 실리콘 광학막 - Google Patents

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토마스 러브그렌
베니 니스트롬
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브래디 월드와이드, 인코포레이티드
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Abstract

광학막은 서포트 표면(support surface) 및 대향하는 라이너 표면(opposing liner surface)을 갖는 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer); 서포트 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 서포트; 및 라이너 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 라이너를 포함한다. 릴리즈 가능한 서포트는 실리콘 엘라스토머로부터 제 1 릴리즈 장력(release tension)을 갖고, 릴리즈 가능한 라이너는 실리콘 엘라스토머로부터 제 2 릴리즈 장력을 갖고, 제 1 릴리즈 장력과 제 2 릴리즈 장력은 상이하다. 일 실시예에서, 제 1 릴리즈 장력은 제 2 릴리즈 장력보다 높고, 제 1 릴리즈 장력은 제 2 릴리즈 장력보다 적어도 20% 더 높다. 광학막을 포함하는 영상 디스플레이 디바이스가 또한 제공된다. 광학막은 영상 디스플레이 디바이스의 개선된 어셈블리 및 제조를 위해 내구성, 재가공성, 및 작업성의 증가를 제공한다.

Description

릴리즈층들을 갖는 실리콘 광학막{SILICONE OPTICAL FILM WITH RELEASE LAYERS}
관련된 출원들에 대한 상호 참조들
이 출원은 여기에 참조로서 포함되는 2009년 7월 2일 출원된 미국 특허 출원 번호 제12/497,336호에 대한 우선권을 청구한다.
기술 분야
본 발명은 광학막들에 관한 것으로서, 구체적으로는 영상 디스플레이 디바이스들의 자동화된 어셈블리에서 사용하기 위한 실리콘 광학막들에 관한 것이다.
LCD(liquid crystal display) 디바이스들, OELD들(organic electroluminescence devices), PDP(plasma display panel) 디바이스들 등과 같은 영상 디스플레이 디바이스들은 휴대용 미디어 재생기들, 셀룰러 전화들, 컴퓨터 모니터들, 텔레비전들 등과 같은 다수의 평면-패널 전자 디바이스들에서 흔히 이용되는 잘 알려진 디바이스들이다. 비교적 박형의 영상 디스플레이 패널들에 의해 허용되는 이들 디바이스들의 박형 구조(thin structure)는 수상관 텔레비전들과 같은 더 큰 종래의 디스플레이들보다 더 미적인 매력(aesthetic appeal)을 제공한다. 그러나 박형 영상 디스플레이 패널들은 통상적으로 종래의 디스플레이들보다 더 부서지기 쉽다. 그럼으로써, 어셈블리 동안 및 소비자에 의한 사용 동안 다른 물체들과의 접촉은 박형 영상 디스플레이 패널을 쉽게 손상시킬 수 있다.
이러한 단점을 해결하기 위해, 대부분의 종래의 영상 디스플레이 디바이스들에는 보호 유리 패널들, 투명 광학막 층들("광학 필러들(optical fillers)"), 또는 이들 둘의 조합들이 어셈블리된다. 이 광학막들은 종종 어셈블리를 위해 변환(즉, 형상들로 자름)시키기가 곤란하다.
변환된 막들은 또한 영상 디스플레이 어셈블리들 및 제조 방법들에 부가적인 단점들을 제공한다. 예를 들어, 영상 디스플레이 어셈블리의 구조는 종종 영상 디스플레이 패널, 광학막 층들 및 유리 패널들 사이에 기체 기포들을 트랩(trap)한다. 이러한 이유로, 제조는 대부분, 진공을 유지하는데 상당한 양의 전력을 요구하는 진공 챔버 내에서 수행된다. 이들 고 전력 요건들은 영상 디스플레이 어셈블리들의 비용을 급격하게 증가시킬 수 있다.
추가로 계속, 종래 기술의 광학막들을 이용한 영상 디스플레이 디바이스들은 수동으로 기술자들에 의해 어셈블링된다. 이러한 작업들은 몹시 반복적이고 꼼꼼하게 되며, 기술자 피로는 결과적으로 컴포넌트들이 서로에 대해 적절하게 위치되지 않는 불량하게 생성된 어셈블리들을 초래할 수 있다. 이러한 어셈블리들은 통상적으로 후속적인 재가공(reworking)을 필요로 한다. 그러나 종래의 디스플레이 디바이스들은 디스플레이들을 보호하기 위해 아크릴 기반의 경화성 재료들을 광학 필러들로서 이용한다. 종래의 아크릴 광학 필러들은 (광학막이 적절한 형상으로 다이-컷(die-cut)되는) 변환 프로세스 동안 및 변환된 막들이 영상 디스플레이 디바이스에 어셈블링되는 어셈블리 및 제조 프로세스들 동안에 함께 작업하기에 곤란하다. 종래 기술의 광학막들은 통상적으로 불량한 내구성 및 재가공성(reworkability)을 나타내며, 결과적으로 높은 정도의 낭비들 및 증가한 비용들을 초래한다.
이에 따라, 환경으로부터 영상 디스플레이 디바이스를 보호하고, 다이-컷 형상들로의 변환의 용이성 및 종래 기술의 디바이스들의 결점들을 극복하거나 완화하는 자동화된 어셈블리를 위해 개선된 내구성, 작업성 및 재가공성을 제공하기 위해 광학 필러로서 유용한 개선된 광학막에 대한 요구가 존재한다.
본 발명은 서포트 표면(support surface) 및 대향하는 라이너 표면(opposing liner surface)을 갖는 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer); 서포트 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 서포트; 및 라이너 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 라이너를 포함하는 광학막을 제공한다. 릴리즈 가능한 서포트는 실리콘 엘라스토머로부터 제 1 릴리즈 장력(release tension)을 갖고, 릴리즈 가능한 라이너는 실리콘 엘라스토머로부터 제 2 릴리즈 장력을 갖고, 제 1 릴리즈 장력과 제 2 릴리즈 장력은 상이하다. 일 실시예에서, 제 1 릴리즈 장력은 제 2 릴리즈 장력보다 높고, 제 1 릴리즈 장력은 0.25 내지 1.90 N/in 범위에 있고, 제 2 릴리즈 장력은 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 20% 적다. 다른 실시예들에서, 제 2 릴리즈 장력은 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 40-70% 적다.
본 발명의 광학막은 종래 기술에 비해 다수의 이점들을 제공한다. 예를 들어, 릴리즈 가능한 서포트 및 릴리즈 가능한 라이너의 개선된 릴리즈 장력들은 광학막이 영상 디스플레이 디바이스에서 자동화된 어셈블리에 유리하게 적합하게 한다. 광학막은 가열, 가습에 대한 증가한 내구성을 나타내고, 가열 또는 가습 조건들 하에서 쉽게 수축하거나 팽창하지 않는다. 광학막은, 비-알칼리 유리(액정 셀들과 같은)를 포함해서 그것이 임의의 디바이스에서 다이-컷팅(die-cutting) 동안에 또는 어셈블리 동안에, 오염 또는 드롭아웃(dropout) 없이 작업될 수 있도록하는, 개선된 작업성(workability)을 나타낸다. 광학막은 또한 영상 디바이스와 부적절하게 어셈블링될 때 본 발명의 막이 어떠한 잔유물 또는 파열 없이 디바이스로부터 쉽게 벗겨질 수 있도록하는 개선된 재가공성을 나타낸다. 이 품질은 종래 기술의 막들에 의해서 제공되지 않는다. 본 발명의 광학막은 또한 오래 걸려서 시간-소모적이고 비용이 많이 드는 경화 프로세스(curing process)가 필요 없으며, 추가로 변환 및 영상 디바이스들과의 자동화된 어셈블리를 용이하게 한다.
본 발명의 상술한 및 다른 이점들은 이어지는 설명으로부터 명백해질 것이다. 설명에서, 본 발명의 일부를 형성하고, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면에 대한 참조가 이루어진다. 그러나 이러한 실시예가 반드시 본 발명의 전범위를 표현하지는 않으며, 그에 따라 본 발명의 범위를 해석하기 위해서 본 명세서의 청구범위에 대한 참조가 이루어진다.
도 1은 본 발명의 광학막의 제 1 실시예의 단면도.
도 2는 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer)에 릴리즈 가능하게 부착된 릴리즈 라이너(음영선 처림됨)를 갖는 영상 디바이스의 자동화된 어셈블리 프로세스에서 사용하기 위한 본 발명의 광학막의 전면도.
본 발명은 휴대용 미디어 재생기들, 셀룰러 전화들, 컴퓨터 모니터들, 텔레비전들과 같은 다수의 평면-패널 전자 디바이스들에서 흔히 이용되는 예컨데, LCD(liquid crystal display) 디바이스들, OELD들(organic electroluminescence devices), PDP(plasma display panel) 디바이스들 등을 포함하는 영상 디스플레이 디바이스들에서 광학 필러로서 이용하기 위한 개선된 광학막을 제공한다.
본 발명의 광학막은 영상 디스플레이 디바이스에서 광학 필러로서 이용하기 위해 유리한 접착성 및 어셈블리 특성들을 갖는 적어도 하나의 실리콘 엘라스토머(겔(gel)) 재료, 릴리즈 가능한 서포트 및 릴리즈 가능한 라이너를 포함한다.
일 실시예에서, 본 발명은 서포트 표면 및 대향하는 라이너 표면을 갖는 실리콘 엘라스토머; 서포트 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 서포트; 및 라이너 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 라이너를 포함하는 광학막(도 1)을 제공한다. 릴리즈 가능한 서포트는 실리콘 엘라스토머로부터의 제 1 릴리즈 장력을 갖고, 릴리즈 가능한 라이너는 실리콘 엘라스토머로부터의 제 2 릴리즈 장력을 갖고, 제 1 릴리즈 장력과 제 2 릴리즈 장력은 상이하다. 일 실시예에서, 제 1 릴리즈 장력은 제 2 릴리즈 장력보다 높다. 예를 들어, 일 실시예에서, 제 1 릴리즈 장력은 0.25 내지 1.90 N/in 범위에 있고, 제 2 릴리즈 장력은 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 20% 적다. 대안적인 실시예들에서, 제 2 릴리즈 장력은 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 20 내지 95% 적거나, 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 30-80% 적거나, 또는 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 40-70% 적다.
"광학막(optical film)"에 관하여, 우리는 영상 디스플레이 디바이스에서 광학 필러로서 사용하기 위해 유리한 접착성, 변환 및 어셈블리 특성들을 갖는 상이한 재료들의 구조화된 층들을 포함하는 막을 의미한다.
"실리콘 엘라스토머(silicone elastomer)" 또는 "실리콘 겔(silicone gel)"에 관하여, 우리는 소프트 겔을 형성하기 위해 경화되는 당업자에게 알려진 임의의 불활성의 반-무기성 폴리메트리 실리콘 화합물(semi-inorganic polymeric silicone compound)을 의미한다. 실리콘 겔은 그 실리콘 겔의 라이너 표면 및 서포트 표면 상에서 개선된 릴리즈 장력(release tension)들을 나타낸다. "서포트 표면(support surface)"에 관하여, 우리는 서포트에 접촉 및 본딩되는 실리콘 겔의 표면을 의미한다. "라이너 표면(liner surface)"에 관하여, 우리는 라이너에 접촉 및 본딩되는 실리콘 겔의 대향하는 표면을 의미한다.
본 발명의 실리콘 겔은 통상적으로 넓은 범위의 열 안정성(-115℃ 내지 300도) 및 극도의 발수성(water repellence)을 또한 나타내며, 다수의 산업 응용들에서 이용된다. 실리콘 폴리머들 및 엘라스토머들은 훌륭한 전기적 특성들, 증가된 유연성을 갖고, 양호한 UV 및 화학적 저항을 제공하고, 습기 및 물에 방수되며, 어떠한 유독성도 거의 제공하지 않고, 감소된 열 스트레스를 제공하고, 진동을 제어하고, 낮은 이온 함유량, 낮은 휘발성 물질 함유량을 제공하고, 재가공성을 허용하며 이용하기에 쉽다. 본 발명에서 이용되는 실리콘 겔은 당업자에게 알려진 공급자들로부터 상업적으로 입수 가능하며, (1) 0.5mm의 두께에서 가시광 범위(380-780nm)에서 85% 이상의 고 투과성; (2) 약 1.34 내지 1.45의 범위에 있고, 바람직하게는 1.40, 1.41, 1.42인 아크릴 재료의 굴절률과 동등한 굴절률; 및 (3) 뛰어난 충격 흡수 특성들, 스트레스 완화 특성들, 내구성, 재가공성 및 빛에 대한 높은 저항성을 나타낸다. 광학막의 열적 안정성 및 매우 낮은 수축 계수는 서포트/라이너와 실리콘 겔 간의 극도로 된 물리적 및 광학적 커플링(coupling)을 보장한다. 광학막의 열정 안정성은 광학막이 -40℃ 내지 110℃ 범위의 온도에서 이용되는 것을 허용한다. 물론, 본 발명의 서포트 및 라이너 재료들과 함께 개선된 릴리즈 장력들을 갖는 다른 형태들의 실리콘 겔이 본 발명의 광학막에서 이용될 수 있다. 당업자는 정해진 응용에서 사용하기 위해 당 분야에 알려진 실리콘 겔의 특성들을 어떻게 평가하는지 이해할 것이다.
"릴리즈 가능한 서포트(releasable support)"에 관하여, 우리는 실리콘 겔에 서포트를 제공하지만, 실리콘 겔로부터 제거 가능하게 잔존할, 당업자들에게 알려진 임의의 서포트를 의미한다. 사용에 있어서, 서포트는 실리콘 겔이 어셈블리를 위해 적절한 형상들로의 변환 동안 형성 동안 자신의 구조 및 형태를 유지하는 것을 허용한다. 서포트는 또한 저장 및 전달 동안은 물론, 영상 디스플레이 디바이스에서 어셈블리 동안(이 시점에서, 서포트는 실리콘 겔로부터 제거됨) 실리콘 겔의 구조 및 형태를 유지한다. 서포트는 실리콘에 필수 서포트를 제공하는 당 분야에 알려진 임의의 재료(금속, 세라믹, 유리, 플라스틱 등 및 이들의 조합들을 포함함(그러나 이것으로 제한되지 않음))일 수 있다. 일 실시예에서, 서포트는 폴에틸렌 테레프탈레이트(PET)와 같은 폴리에스테르 수지; PMMA(polymethyl methacrylate)와 같은 폴리아크릴레이트 수지; 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리프로필렌(PP)과 같은 폴리올레핀 수지; 폴리시클로올레핀 수지; 폴리이미드 수지; 폴리카보네이트 수지; 폴리우레탄 수지; TAC(triacetate cellulose); 또는 이들의 혼합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 플라스틱층이다. 서포트의 두께는 일반적으로 원하는 광학 제품의 요건에 의존하며 20 내지 150㎛의 범위에 있다. 일 실시예에서, 서포트는 50 내지 75㎛의 두께의 범위에 있는 반면, 다른 실시예들에서, 서포트는 50 내지 150㎛, 50 내지 100㎛또는 100 내지 150㎛의 두께의 범위에 있다.
"릴리즈 가능한 라이너(releasable liner)"에 관하여, 우리는 실리콘 겔을 보호하지만 실리콘 겔로부터 제거 가능하게 잔존하는, 당업자들에게 알려진 임의의 라이너를 의미한다. 라이너는 변환, 즉 사용을 위해 적절한 크기의 파트들로 광학막을 다이-컷팅하기 이전에 또는 그 동안 실리콘 엘라스토머에 적용될 수 있다(도 2). 사용에 있어서, 라이너는 실리콘 겔이 영상 디스플레이 디바이스에서 어셈블리(이 시점에서, 라이너는 실리콘 겔로부터 제거됨) 이전에 그 구조 및 형태를 유지하도록 파편 또는 충격으로부터의 손상으로부터 실리콘 겔을 보호한다. 라이너는 폴리에틸렌; 폴리프로필렌; 폴리부텐; 폴리부타디엔; 폴리메틸펜텐; 폴리 염화비닐; 염화 비닐 코폴리머; 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 폴리부틸렌 테레프탈레이트; 폴리우레탄; 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머; 폴리에틸렌 테레프탈레이트; 폴리에스테르 막; 종이; 천 및 부직포와 같은 다공성 재료; 그물, 발포 시트, 금속 포일, 라미네이트(laminate), 또는 이들의 임의의 조합과 같은 적절한 박형 재료를 포함(그러나 이것으로 제한되지 않음)하는, 이러한 보호를 제공하는 임의의 재료일 수 있다. 특정한 예들은 3M™ 3M5932, TOPTECH™ Substrate FPET C 50 C (SILFLU 50 MD07) 또는 LOPAREX™ D2.0 CL PET X5015/000를 포함(그러나 이것으로 제한되지 않음)하는 상업적으로 입수 가능한 재료들을 포함한다. 일 실시예에서, 라이너는 플라스틱 막이다. 라이너의 두께는 약 20 내지 약 150㎛의 범위에 있다. 일 실시예에서, 라이너는 약 50 내지 약 75㎛의 두께의 범위에 있는 반면에, 다른 실시예들에서, 서포트는 50 내지 150㎛, 50-100㎛또는 100 내지 150㎛의 두께의 범위에 있다.
서포트 및 라이너는 사용자의 요구들에 의존하여 동일하거나 상이한 재료들로 이루어질 수 있다. 당업자는 광학막의 특정한 응용에 기초하여 당 분야에 알려진 방법들을 이용하여, 각각에 대한 바람직한 재료를 결정할 수 있을 것이다.
"릴리즈 장력(release tension)"에 관하여, 우리는 서포트/라이너와 실리콘 겔 사이의 응착력(adhesion force)을 극복하는데 요구되는 장력을 의미한다. 릴리즈 장력은 ASTM DlOOO, 필 테스트들(peel tests), 풀 테스트들(pull tests) 등과 같은 표준 테스트들을 포함하는 당 분야에 알려진 임의의 방법에 의해 결정될 수 있다.
일 실시예에서, 실리콘 겔로부터의 서포트 릴리즈 장력은 실리콘 겔로부터의 라이너 릴리즈 장력과 상이하다. 실리콘 겔로부터의 서포트 릴리즈 장력과 실리콘 겔로부터의 라이너 릴리즈 장력의 차이는 영상 디바이스와 광학막의 자동화된 어셈블리를 위해 및 다이-컷 형상들로의 변환 동안 광학막의 개선된 작업성 및 내구성을 제공하는데 필수적이다. 라이너와 서포트 간의 릴리즈 장력들 간의 차이가 정확하지 않은 경우(즉, 너무 높거나 너무 낮음), 변환된 광학막(즉, 영상 디바이스와의 어셈블리를 위해 라이너 및/또는 서포트가 제거된 다이-컷 광학막)은 어셈블리 동안 변형(deform)될 수 있거나 의도하지 않게 느슨(loosen)해질 수 있다. 본 발명의 광학막으로부터의 서포트/라이너의 상이한 릴리즈 장력들은 종래 기술보다 고유한 광학막을 산출하는데, 그 이유는 서포트 및 라이너의 상이한 릴리즈 장력들이 실리콘 겔로부터 릴리즈성(releasability)을 갖는 실리콘 겔을 보호/서포트의 균형을 유지하기 때문이다.
예를 들어, 실리콘 겔의 서포트 표면으로부터 릴리즈 가능한 서포트를 제거하는데 요구되는 장력을 의미하도록 정의되는, 실리콘 엘라스토머로부터의 제 1 릴리즈 장력을 서포트에 이용한다는 것은 서포트 재료 릴리즈 장력이 실리콘 겔에 충분한 서포트를 제공하기에 충분히 높지만, 실리콘 겔을 손상시키지 않고 그 실리콘 겔로부터 서포트가 쉽게 제거되는 것을 허용하기에 충분히 낮게 남아있다는 것을 의미한다. 유사하게, 실리콘 겔의 라이너 표면으로부터 릴리즈 가능한 라이너를 제거하기 위해 요구되는 장력을 의미하도록 정의되는 제 2 릴리즈 장력을 라이너에 이용한다는 것은 라이너의 릴리즈 장력이 변환 동안 라이너 표면에 고정되게 잔존하기에 충분히 높지만, 영상 디스플레이 디바이스와의 어셈블리 동안 겔을 손상시키지 않고 실리콘 겔로부터 릴리즈 가능한 라이너가 쉽게 제거되는 것을 허용하기에 충분히 낮게 남아있다는 것을 의미한다. 일 실시예에서, 서포트 릴리즈 장력은 약 0.25 내지 1.90 N/in의 범위에 있고, 라이너 릴리즈 장력은 서포트 릴리즈 장력보다 적어도 20% 적다. 대안적인 실시예에서, 라이너 릴리즈 장력은 서포트 릴리즈 장력보다 적어도 20% 내지 95% 적거나, 서포트 릴리즈 장력보다 적어도 30% 내지 80% 적거나, 또는 서포트 릴리즈 장력보다 적어도 40% 내지 70% 적다.
본 발명의 광학막의 개선된 릴리즈 장력들은 영상 디스플레이 디바이스와의 자동화된 어셈블리 프로세스 동안 및 원하는 형상으로의 변환 동안 실리콘 겔로부터 서포트 및 라이너가 쉽게 제거 가능하게 되는 것을 허용한다. 상이한 릴리즈 장력들을 갖는 서포트 및 라이너 재료들의 이용은 개선된 내구성, 작업성 및 재-작업성을 갖는 광학막을, 디스플레이 디바이스 상에 어떠한 막 잔유물도 남기지 않고 및 광학막을 파열시킴 없이 어셈블리동안 영상 디스플레이 디바이스들에 제공한다. 이는 종래 기술에 비해 막대한 이점을 나타낸다. 이는 서포트가 실리콘 겔로부터 제거되는 것보다 라이너가 실리콘 겔로부터 더 쉽게 제거되는 것을 허용한다. 이는 라이너가 서포트로부터 실리콘 겔을 또한 제거함 없이 제거될 수 있다는 것을 의미한다. 서포트 및 라이너 간의 릴리즈 장력들의 차이는 영상 디바이스에서 자동화된 어셈블리를 위해 및 변환을 위한 양질의 광학막에 필수적이다. 라이너의 릴리즈 장력이 너무 높은 경우, 광학막은 라이너가 영상 디바이스에서 어셈블리동안 제거될 때 서포트로부터 변형되거나 느슨해질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 도 2에서 도시된 바와 같이, 릴리즈 라이너(12), 음영선 마크들은 영상 디스플레이 디바이스(도시되지 않음)와의 어셈블리를 위해 다이-컷팅 동안 본 발명의 광학막(10)에 부가된다. 부가된 릴리즈 라이너(12)를 갖는 광학막(10)은 영상 디스플레이 디바이스(도시되지 않음)와의 어셈블리를 위해 적절한 크기 및 형상(14)으로 잘려진다. 대안적인 실시예에서, 릴리즈 라이너(!2)는 막(10)을 다이-컷팅하기 이전에 실리콘 겔에 부가될 수 있다. 릴리즈 라이너는 어셈블리 동안 변환된 광학막(즉, 영상 디스플레이 디바이스와의 어셈블리를 위해 다이-컷팅된 광학막)으로부터 제거될 수 있다. 이 방식으로, 실리콘 겔의 서포트 표면은 실리콘 겔의 라이너 표면이 영상 디바이스에서 어셈블리를 위해 수정된 이후 조차도 보호될 수 있다.
서포트 및 라이너 재료들의 릴리즈 장력들은 사용자의 필요들에 의존하여, 다양한 재료들을 수용하도록 당업자들에게 알려진 방법들에 의해 수정될 수 있다. 당업자는 릴리즈 장력에서 어느 정도의 차이(만약 있다면)가 요구될지 및 특정한 릴리즈 장력을 달성하기 위해 광학막(실리콘 엘라스토머, 서포트 및 라이너를 포함함)을 어떻게 수정할지를 본 개시로부터 이해할 것이다. 예를 들어, 실리콘 겔의 서포트 및/또는 라이너 표면들은 특정한 서포트 또는 라이너 재료로 릴리즈 장력을 증가 또는 감소시키기 위해 실리콘, 플루오르, 롱-체인 알킬(long-chain alkyl) 또는 지방산 아마이드 릴리즈 에이전트(fatty acid amide release agent)와 같은 릴리즈 에이전트를 통한 조치(treatment)를 통해 수정될 수 있다. 대안적으로, 실리콘 겔의 서포트 및/또는 라이너 표면들은 실리카 파우더(silica powder)를 통한 릴리즈 및 오염방지 조치 또는 특정한 서포트 /또는 라이너 재료로 릴리즈 장력을 증가 또는 감소시키기 위해서 코팅 타입, 반죽 및 혼합 타입, 기상-증착 타입 등의 정전기 방지 조치가 취해질 수 있다. 특히, 실리콘 겔의 표면들은 실리콘 조치, 롱-체인 알킬 조치, 및 플루오르 조치와 같은 릴리즈 조치가 적절히 취해지는 경우, 실리콘 겔로부터의 서포트 및/또는 라이너 재료들의 릴리즈 장력들이 추가로 수정될 수 있다.
본 발명의 광학막은 일 실시예에서, 압력 민감성 접착제들(pressure sensitive adhesives)을 제조하는 방법들과 유사한 방법들을 이용하여 제조될 수 있다. 단계 1에서, 서포트가 실리콘 겔의 서포트 표면에 인가되고 서포트와 실리콘 겔 사이의 릴리즈 가능한 부착을 확보하기 위해 적소에 프레싱된다. 단계 2에서, 라이너는 실리콘 겔의 라이너 표면에 인가되고 릴리즈 가능한 부착이 확보될 때까지 적소에 프레싱된다. 그러나 대안적인 실시예들에서, 당업자에게 알려진 상이한 제조 방법들이 또한 이용될 수 있다.
대안적인 실시예들에서, 광학막이 서포트, 라이너 및/또는 실리콘 겔(도시되지 않음)에 본딩된 부가적인 라이너들 및/또는 기능적 라이너들을 포함할 수 있다. 부가적인 컴포넌트들을 광학막의 원하는 층에 부착하기는 하지만, 상술한 것과 동일한 방식으로 부가적인 컴포넌트들을 갖는 본 발명의 광학막을 형성하는 것이 가능하다. 이 어셈블리 기법들은 당 분야에 잘 알려져 있고 본 개시가 제공되는 당업자에 의해 이해될 것이다.
"기능적 라이너들(functional liners)"에 관하여, 우리는 광학막들에서 사용하기 위해 당 분야에 알려진 부가적인 기능적 막들 및/또는 첨가물들을 의미한다. 예들은 반사 방지층들, 끈적임-방지 층들, 확산층들, 섬광 방지층들, UV-차폐　층들, 광개시제들(photoinitiators), 크로스링킹 에이전트들, 무기 미립자들, 레벨링 에이전트들, 거품 방지 에이전트들, 증점제들(thickeners), 중성화 에이전트, 정전기 방지 에이전트들 또는 이들의 조합들을 포함한다. 기능적 라이너들의 적절한 종류들은 당업자들에게 잘 알려져 잇다. 기능적 라이너의 두께는 약 20 내지 150㎛의 범위에 있다. 일 실시예에서, 기능적 라이너의 두께는 50 내지 75㎛ 범위에 있는 반면에, 다른 실시예들에서, 기능적 라이너의 두께는 50 내지 150㎛, 50 내지 100㎛ 또는 100 내지 150㎛ 범위에 있다.
본 발명은 본 발명의 광학막을 포함하는 영상 디스플레이 디바이스(도시되지 않음)를 추가로 제공한다. "영상 디스플레이(image display)"에 관하여, 우리는 예를 들어, LCD(liquid crystal display) 디바이스들, OELD들(organic electroluminescence devices), PDP(plasma display panel) 디바이스들, 및 휴대용 미디어 재생기들, 셀룰러 전화들, 컴퓨터 모니터들 및 텔레비전들과 같은 다수의 평면-패널 전자 디바이스에서 흔히 이용되는 다른 잘 알려진 디바이스들을 의미한다.
본 발명의 광학막을 포함하는 영상 디스플레이 디바이스는 발명의 명칭이 "IMAGE DISPLAY ASSEMBLY AND APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME"이고 공동계류중인 출원문서 관리번호 180825.00102(따라서 모든 용도를 위해 여기에 참조로서 포함됨)에 개시된 신규의 자동화된 프로세스 및 기계를 통해 어셈블리될 수 있다. 본 발명의 광학막의 신규한 릴리즈 장력들 및 다른 특성들은 종래 기술의 광학막들에 의해 제공되지 않는 영상 디스플레이 디바이스를 통한 자동화된 어셈블리에 고유하게 적합하다.
물론, 이어지는 예들은 단지 설명을 위해 제공되며 어떤 방식으로도 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다. 실제로, 여기에 도시되고 기술된 것들 이외에, 본 발명의 다양한 수정들은 위의 설명들, 이어지는 예들로부터 당업자들에게 명확하게 될 것이며, 첨부된 청구항들의 범위 내에 있다.
예들
예 1. 방법들 및 재료들
이 예에서, 발명자들은 본 발명의 광학막을 어떻게 준비할지를 기술한다.
광학막들에 사용하기 위한 서포트들 및 라이너들은 당업자에게 알려진 것과 같이, 상업적인 공급자들에 의해 제공된다. 대표적인 재료들은 예를 들어, 3M™ 5993 Secondary Liner와 같은 깨끗한 폴리에스테르막이다.
실리콘 겔은 당업자에게 알려진 상업적인 공급자들에 의해 제공되며, 두께는 0,05mm 내지 2.0mm 범위에 있다. (서포트와 실리콘 겔의 서포트 표면 사이의) 제 1 릴리즈 장력은 0.635 N/cm이다. (라이너와 실리콘 겔의 라이너 표면 사이의) 제 2 릴리즈 장력은 0.203 N/cm(JIS Z0237)이다.
본 발명의 실리콘 겔은 방법들 JIS K7412 및 ASTM D542에 따라 측정될 때와 같이 1.4(25℃, 589nm에서)보다 큰 굴절률을 갖는다. 0.5mm에서의 투과율은 85%보다 크다(380nm/JIS K7105, 780nm/JIS K2207). 지주 침 경고(Shore Needle hardness)는 50-80이다(JIS K2207).
서포트는 실리콘 겔과 접하며, 릴리즈 가능한 본드가 확보될 때까지 압력이 가해진다. 라이너는 실리콘 겔의 라이너 표면과 접하며, 릴리즈 가능한 본드가 확보될 때까지 압력이 가해진다. 부가적인 라이너들 및/또는 기능적 라이너들이 동일함 방식으로 부가될 수 있다.
예 2. 재가공성(Reworkability).
이 예에서, 발명자들은 본 발명의 광학막의 재가공성을 어떻게 평가할지를 기술한다.
길이 42mm x 폭 32 mm으로 컷팅된 조각들인 광학막의 샘플들은 고 진공 조건 하에서 0.7 mm-두께의 유리판(1737, Corning Incorporated)의 양쪽 면들에 라미네이터(laminator)가 부착되어, 유리-막-유리의 샌드위치 구조를 형성한다. 재가공 프로세스를 위해, 금속 지그(metal jig)가 에지로부터 막과 유리 사이에 작은 간극을 생성하는데 이용되고, 다음으로 저극성 유기 용매(예를 들어, 이소프로필 알콜(Isopropyl alcohol)의 몇 방울들이)이 간극에 주입되고, 이 용매는 접착을 릴리즈하기 위해 막과 유리 사이의 계면을 따라 스며든다. 유리가 전체 구조로부터 최종적으로 분리된다. 그 후, 광학막은 다른 유리 또는 LCD로부터 손에 의해 벗겨질 수 있고, 재가공성은 후술되는 기준에 따라 평가되었다.
일반적으로, 각 샘플의 재가공성은 3개의 넓은 카테고리들에 따라 평가된다. 어떠한 잔여물도 없이, 어떠한 막 파열도 없이 및 어떠한 유리 파열/기스도 없이 모든 기판들로부터 성공적으로 벗겨진 샘플 조각들은 양호한 재가공성의 증거물들로 간주된다. 막 파열 또는 유리 파열(LCD는 아님)을 나타내지만, LCD가 재-박리(re-peeling)에 의해 성공적으로 벗겨진 샘플 조각들은 무던한 재가공성의 증거물들로 간주된다. 테스트 동안에 파열되거나 기스난 LCD들은 실패로서 간주된다 .
예 3. 내구성
이 예에서, 발명자들은 본 발명의 광학막의 내구성이 어떻게 평가되는지를 기술한다.
420mm x 240 mm 조각들로 컷팅된 광학막의 샘플들은 크로스드 니콜 어레인지먼트(crossed Nicol arrangement)에서 0.7mm 두께의 비-알카리 유리판(Corning Incorporated에 의해 제조된 1737)의 양쪽 면들에 라미네이터가 부착된다. 이 샘플 라미에니트는 샘플 조각들이 비-알칼리 유리판에 완전히 들러붙도록 15분 동안 50℃ 및 0.5 Mpa로 압력이 가해진다(autoclave). 이 프로세스 이후, 샘플은 약 80℃, 90℃, 95℃, 100℃ 또는 60℃/90% RH에서 500시간 동안 저장되고, 그 후 기포형성(foaming), 박리(peeling) 또는 분리(separation)가 시각적으로 평가된다.
기포형성, 박리, 또는 분리 중 어느 것도 나타내지 않는 샘플들이 양호한 내구성을 나타낸다고 간주된다. 기포형성, 박리 또는 분리를 나타내는 샘플들은 기포형성, 박리 또는 분리가 시각적으로만 수용 불가능하지만, 기능적으로 수용 가능한 레벨에 남아있는지를 결정하도록 추가로 평가된다. 실제로 수용 불가능한 기포형성, 박리 또는 분리를 나타내는 샘플들은 양호한 내구성을 나타낸다고 간주되지 않는다.
예 4. 릴리즈 장력 측정
이 예에서, 발명자들은 정해진 재료의 릴리즈 장력이 어떻게 측정되는지를 설명한다.
ASTM DlOOO에 대한 절차에 이어서, 전기 및 전자 사용에 대한 Pressure Sensitive Adhesive-Coated Tape용 표준 테스트 방법에서, 다음의 재료들, 즉 AR-1000 부착/릴리즈 테스터 또는 인스트론 미니44 텐실 테스터(Instron Mini44 Tensile Tester), 용매: IPA, MEK, 아세톤; 테스트 패널, 깨끗한 천, 및 4.5 lbs(2kg) 고루 롤러(rubber roller)의 5개의 스트립들(대략 1" 의 폭 x 6" 의 길이)이 이용된다.
사용에서, 광학막의 5개의 샘플들은 1"크기의 커터(cutter)를 이용하여 막의 1"의 폭 x 6" 의 길이를 측정함으로써 준비된다. 일관성을 위해, 샘플들은 룰러(ruler)로 정렬된다. 그렇지 않으면, 스트립들은 주머니칼(penknife) 및 1"의 폭의 금속 룰러를 이용하여 컷팅될 수 있다. 대략 2"의 폭 x 5"의 길이 크기를 측정하는 라이너 재료들의 5개의 스트립들은 주머니칼 및 금속 룰러를 이용하여 준비된다. 깨끗한 천은 용매에 담궈지고(dipped), 샘플들 각각은 용매로 철저히 세척된다. 샘플들은 하나의 긴 방향으로 새로운 깨끗한 젖은 천을 이용하여 5회 재차 세척된다. 그 다음, 샘플들은 테스트되는 라이너 상에 붙여진다(pasted). 샘플은 라이너/테스트 패널 어셈블리의 길이를 따라 중앙에 정렬되어야 한다. 그 다음, 샘플은 실내 온도에서 20분 또는 24 시간 동안 컨디셔닝되고 상주되어야 한다. 상주 시간 및 컨디셔닝은 응용 요건에 따라 변할 수 있다.
상주 시간 이후에, 릴리즈 라이너 테스트가 300mm/min(12"/min)의 속도로 기계(AR-1000 또는 인스트론 텐실 테스트)에 의해 수행된다. 속도는 응용 요건에 따라 변할 수 있다. 고속 릴리즈 테스트의 경우에, AR-1000이 추천된다.
현재 본 발명의 바람직한 실시예라고 간주되는 것을 도시하고 기술하였지만, 첨부된 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 범위로부터 벗어남 없이 실시예들에 다양한 변경들 및 수정들이 이루어질 수 있다는 것이 당업자들에게 자명할 것이다.

Claims (20)

  1. 광학막으로서,
    a. 서포트 표면(support surface) 및 대향하는 라이너 표면(opposing liner surface)을 갖는 실리콘 엘라스토머(silicone elastomer);
    b. 상기 서포트 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 서포트; 및
    c. 상기 라이너 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 라이너를 포함하고,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 상기 실리콘 엘라스토머로부터의 제 1 릴리즈 장력(release tension)을 갖고, 상기 릴리즈 가능한 라이너는 상기 실리콘 엘라스토머로부터의 제 2 릴리즈 장력을 갖고, 그에 의해 광학막을 제공하는,
    광학막.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 릴리즈 장력 및 상기 제 2 릴리즈 장력은 상이한,
    광학막.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 릴리즈 장력은 상기 제 2 릴리즈 장력보다 높은,
    광학막.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 제 1 릴리즈 장력은 0.25 내지 1.90 N/in 범위에 있고,
    상기 제 2 릴리즈 장력은 상기 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 20% 적은,
    광학막.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 라이너는 상기 서포트 릴리즈 장력보다 적어도 40-70% 적은 범위에 있는 릴리즈 장력을 갖는,
    광학막.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 금속, 세라믹, 유리, 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리시클로올레핀 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리우레탄 수지, TAC(triacetate cellulose) 또는 이들의 혼합물들로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    광학막.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 두께가 20 내지 150㎛ 범위에 있는,
    광학막.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 두께가 50 내지 100㎛ 범위에 있는,
    광학막.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 라이너는 두께가 20 내지 150㎛ 범위에 있는,
    광학막.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 라이너는 두께가 50 내지 100㎛ 범위에 있는,
    광학막.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 라이너는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리부텐, 폴리부타디엔, 폴리메틸펜텐, 폴리 염화비닐, 염화 비닐 코폴리머, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리우레탄, 에틸렌-비닐 아세테이트 코폴리머, 종이, 천, 부직포, 그물, 발포 시트, 금속 포일, 라미네이트 및 이들의 조합으로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    광학막.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 엘라스토머는 1.4보다 큰 굴절률을 갖는,
    광학막.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 엘라스토머는 두께가 0.05mm 내지 2mm 범위에 있는,
    광학막.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 실리콘 엘라스토머는 두께가 0.15 내지 lmm 범위에 있는,
    광학막.
  15. 제 1 항의 광학막을 포함하는 영상 디스플레이 디바이스로서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트 및 릴리즈 가능한 라이너는 상기 광학막으로부터 제거되는,
    영상 디스플레이 디바이스.
  16. 광학막으로서,
    a. 서포트 표면 및 대향하는 라이너 표면을 갖는 실리콘 엘라스토머;
    b. 상기 서포트 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 서포트; 및
    c. 상기 라이너 표면의 적어도 일부와 접하는 릴리즈 가능한 라이너를 포함하고,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 상기 실리콘 엘라스토머로부터 약 0.25 내지 1.90 N/in의 범위의 제 1 릴리즈 장력을 갖고, 상기 릴리즈 가능한 라이너는 상기 실리콘 엘라스토머로부터 상기 제 1 릴리즈 장력보다 적어도 20% 적은 제 2 릴리즈 장력을 갖고, 그에 의해 광학막을 제공하는,
    광학막.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 상기 릴리즈 가능한 라이너와 상이한 재료를 포함하는,
    광학막.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트는 금속, 세라믹, 유리, 폴리에스테르 수지, 폴리아크릴레이트 수지, 폴리올레핀 수지, 폴리시클로올레핀 수지, 폴리이미드 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리우레탄 수지, TAC(triacetate cellulose), 또는 그 혼합물들로 구성된 그룹으로부터 선택되는,
    광학막.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 릴리즈 가능한 라이너는 상기 서포트 릴리즈 장력보다 적어도 40-70% 적은 범위에 있는 릴리즈 장력을 갖는,
    광학막.
  20. 제 16 항의 광학막을 포함하는 영상 디스플레이 디바이스로서,
    상기 릴리즈 가능한 서포트 및 릴리즈 가능한 라이너는 상기 광학막으로부터 제거되는,
    영상 디스플레이 디바이스.
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