광학(필름)용 점착제

LCD 단면구조

 

 

OCA 유무에 따른 선명도 차이

 

해외 제품에 의존하고있는 부품소재 중에 하나로는 OCA(optically clear adhesive, 광학용 점착제)가 있습니다. 상기그림은 LCD 단면 구조를 나타낸 것입니다. 백라이트에서 나온 빛이 각 필름과 공기 층의 굴절률차이로 계면에서 반사되어 약 8%의 빛만이 우리 눈에 들어오게 됩니다. 필름 사이에는 점착제가 사용되는데 필름을 고정시킬 뿐만 아니라 빛의 손실을 막아주어 점착제의 유무에 따라 상기그림과 같이 선명도에 영향을 주기도 합니다. 점착제의 굴절률 조절을 위해 고굴절 물질인 phenoxyethyl acrylate(PEA)등을 사용하기도 합니다. 이와 달리 무기계 킬레이트를 이용하여 경화시킴으로써 굴절률 향상하는 방법이 제시되고 있지만 무기계 킬레이트 경화제는 소량을 사용 하므로 굴절률에 크게 영향을 미치지 않습니다.
고굴절 점착제의 사용처와 달리 projection screen에 사용되는 렌즈에서는 저굴절의 점착제가 요구되고 있습니다. 여기에 사용되는 렌즈는 투과된 빛의 평행 정도가 중요합니다.
이를 위해서는 Fresnel 렌즈와 Lenticular 렌즈 사이에 굴절률이 1.4 이하의 매질이 필요합니다. 1.4 이하의 굴절률을 갖는 매질은 공기, 물, 불소계 고분자 등이 있습니다.
Air gap으로는 일정한 렌즈 간격을 유지하는데 어려움이 있어 굴절률이 낮은 점 ･접착제의 개발이 요구되고 있습니다. 일반적으로 사용되는 것이 불소계 모노머인데, 불소함량이 늘어날수록 굴절률이 줄어듦니다. 다음의 Lorents-Lorez식으로써 굴절률과 분자의 polarizability와 volume 과의 관계를 쉽게 알 수 있습니다.

 

 

 

 

여기서 n 은 굴절률(refractive index)을 나타내고 N 은 단위부피당 분자의 개수, α는 mean polarizability를 나타냅니다.
따라서 낮은 굴절률을 갖기 위해서는 낮은 polarizability를 갖는 동시에 분자의 크기가 작아야 합니다. RL(proportional to the induced dipole moment)과 VL(molar volume)의 비로 각 원자의 굴절률의 크기를 비교해 볼 수 있습니다. 대부분의 불소계 물질은 유리전이온도가 상대적으로 높아 점착제에 적용하기 위해서는 Dahlquist theory에 의해 dynamic modulus가 약 107dynes/cm2 값을 갖도록 해야 합니다.

 

 

 

 

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