JP2014500586A - 接着フィルム及びこれを利用した有機電子装置の封止方法 - Google Patents

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Abstract

本発明は、接着フィルム、これを利用した有機電子装置封止製品及び有機電子装置の封止方法に関し、さらに詳細には、有機電子装置を封止する接着フィルムであって、前記接着フィルムは、硬化性樹脂及び水分吸着剤を含む硬化性ホットメルト型接着剤層を含み、前記硬化性ホットメルト型接着剤層は、有機電子装置の封止時に有機電子装置と接触する第1領域と有機電子装置と接触しない第2領域とを含み、前記接着剤層内の全体水分吸着剤の質量を基準にして、前記第1領域には、0〜20%、前記第2領域には、80〜100%の水分吸着剤を含む接着フィルム及びこれを利用した有機電子装置の封止方法を提供する。

Description

本発明は、接着フィルム及びこれを利用した有機電子装置の封止方法に関する。
有機電子装置(OED;organic electronic device)は、正孔及び電子を利用して電荷の交流を発生する有機材料層を含む装置を意味し、その例として、光電池装置(photovoltaic device)、整流器(rectifier)、トランスミッタ(transmitter)及び有機発光ダイオード(OLED;organic light emitting diode)などを挙げることができる。
前記有機電子装置のうち有機発光ダイオード(OLED:Organic Light Emitting Didoe)は、既存の光源に比べて、電力消耗量が少なく、応答速度が速く、表示装置または照明の薄形化に有利である。また、OLEDは、空間活用性に優れていて、各種携帯用機器、モニタ、ノートパソコン及びテレビをはじめとする多様な分野において適用されるものと期待されている。
OLEDの商用化及び用途拡大において、最も主要な問題点は、耐久性の問題である。OLEDに含まれた有機材料及び金属電極などは、水分などの外部的要因に起因して非常に容易に酸化される。したがって、OLEDを含む製品は、環境的要因に大きく敏感である。これにより、OLEDなどのような有機電子装置に対する外部からの酸素または水分などの浸透を効果的に遮断するために多様な方法が提案されている。
従来、金属カンやガラスが溝を有するようにキャップ形態で加工し、当該溝に水分吸収のための乾湿剤をパウダー形態で搭載するか、またはフィルム形態で製造し、両面テープを利用して接着する方法を利用した。
特許文献1は、有機化合物よりなる有機発光層が互いに対向する一対の電極間に挟持 された構造を有する積層体と、この積層体を収納して外気と遮断する気密性容器と、この気密性容器内に配置されたアルカリ金属酸化物のような乾燥手段とを有する有機EL素子を開示している。ところが、このような有機EL素子は、当該気密性容器の形状によって表示装置全体の厚さが厚くなり、内部の空間による物理的衝撃に弱く、大型化での放熱特性が良くない。
特許文献2は、0.1〜200μmの粒子サイズを有する固体粒子を含む吸湿剤及びバインダーを利用して形成された吸湿層を採用した電子素子の乾燥法を開示しているが、これは、水分吸着能力が十分ではない。水分吸着剤を取り囲んでいるバインダーの特性上、硬化状態で透湿度が50g/m・day以下を満たさない場合、加速テスト進行中にむしろ水分の吸着速度が高くて、十分な性能を発揮しない。
これを改善するために、特許文献3には、エポキシシーラントに水分吸着剤を含ませることによって、有機発光素子内に入った水分を化学的に吸着し、有機発光素子に水分が浸透する速度をさらに落とすことはできたが、水分吸着剤が水分と反応して体積を膨脹させることによって、有機発光素子に物理的損傷を与えることができ、また、水分吸着剤として金属酸化物を使用する場合には、水分と反応して強塩基性物質を作って、保護層及び陰極層などに化学的損傷を与えることができる。
したがって、水分の浸透を効果的に遮断することができると共に、有機電子装置の損傷を低減することができる封止材の開発が要求される。
日本国特開平9−148066号公報 米国特許第6,226,890号公報 韓国特許公開2007−0072400号公報
本発明は、接着フィルム、これを利用した有機電子装置封止製品、及び有機電子装置の封止方法を提供する。
本発明は、有機電子装置を封止する接着フィルムであって、前記接着フィルムは、硬化性樹脂及び水分吸着剤を含む硬化性ホットメルト型接着剤層を含み、前記硬化性ホットメルト型接着剤層は、有機電子装置の封止時に有機電子装置と接触する第1領域と有機電子装置と接触しない第2領域とを含み、前記接着剤層内の全体水分吸着剤の質量を基準にして、前記第1領域には、0〜20%、前記第2領域には、80〜100%の水分吸着剤を含む接着フィルムを提供する。
また、本発明は、基板と;前記基板上に形成された有機電子装置と;前記有機電子装置を封止する前記接着フィルムと;を含み、前記接着フィルムの接着剤層の第1領域が前記有機電子装置をカバーしている有機電子装置封止製品を提供する。
また、本発明は、上部に有機電子装置が形成された基板に前記接着フィルムを、前記接着フィルムの接着剤層の第1領域が前記有機電子装置をカバーするように適用する段階と;前記接着剤層を硬化する段階と;を含む有機電子装置の封止方法を提供する。
本発明の接着フィルムは、外部から有機電子装置に流入される水分または酸素を効果的に遮断することができると共に、有機電子装置の寿命及び耐久性を向上させることができる。
本発明の1つの例示による接着フィルムを示す断面図である。 本発明の1つの例示による接着フィルムを示す断面図である。 本発明の1つの例示による接着フィルムを示す断面図である。 本発明の1つの例示による有機電子装置の封止製品を示す断面図である。 本発明の1つの例示による有機電子装置の封止製品を示す断面図である。 実施例1の接着フィルムに対するFT−IR分析結果を示す。 比較例2の接着フィルムに対するFT−IR分析結果を示す。
以下、添付の図面を参照して本発明の具現例をさらに具体的に説明する。また、本発明を説明するにあたって、関連した公知の汎用的な機能または構成に対する詳細な説明は省略する。また、添付の図面は、本発明の理解を助けるための概略的なものであって、本発明をさらに明確に説明するために、説明と関係ない部分は省略し、図面で様々な層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示し、図面に表示された厚さ、サイズ、比率などによって本発明の範囲が限定されるものではない。
本発明の一具現例による接着フィルムは、有機電子装置を封止し、多層構造の接着剤層を含む。
具体的に前記接着フィルムは、硬化性樹脂及び水分吸着剤を含む硬化性ホットメルト型接着剤層を含み、前記硬化性ホットメルト型接着剤層は、有機電子装置の封止時に有機電子装置と接触する第1領域と有機電子装置と接触しない第2領域とを含み、前記接着剤層内の全体水分吸着剤の質量を基準にして、前記第1領域には、0〜20%、前記第2領域には、80〜100%の水分吸着剤を含む。
本明細書で、用語「有機電子装置」は、互いに対向する一対の電極の間に正孔及び電子を利用して電荷の交流を発生する有機材料層を含む構造を有する物品または装置を意味し、その例として、光電池装置、整流器、トランスミッタ及び有機発光ダイオード(OLED)などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。本発明の1つの例示で、前記有機電子装置は、OLEDであることができる。
本明細書で、用語「ホットメルト型接着剤」は、常温では、固相(solid)または半固相(semi−solid)を維持し、熱を加えれば、流れ性が生じ、気泡なしに平板を付着させることができ、硬化反応が終了すれば、接着剤で対象物を堅く固定させることができる形態の接着剤を意味する。本発明の接着フィルムは、常温での粘度が10dyne/cm以上、好ましくは、10dyne/cm以上であることかできる。用語「常温」は、加温または減温されない自然そのままの温度を意味し、例えば、約15℃〜35℃、より具体的には、約20℃〜25℃、さらに具体的には、約25℃の温度を意味することができる。前記粘度は、ARES(Advanced Rheometric Expansion System)を使用して測定することができる。本発明においては、ホットメルト型接着剤の粘度を前記範囲に調節し、有機電子装置の封止過程で、作業の工程性が円滑であり、均一な厚さで平板の封止が可能である。また、樹脂の硬化などによって発生することができる収縮及び揮発ガスなどの問題を大幅に低減し、有機電子装置に物理的または化学的損傷が加えられることを防止することができる。本発明においては、接着剤が常温で固相または半固相の状態を維持する限り、前記粘度の上限は、特に限定されず、例えば、工程性などを考慮して、約10dyne/cm以下の範囲に制御することができる。
本発明の具現例では、従来技術とは異なって、有機電子装置を封止する接着フィルムが硬化性樹脂及び水分吸着剤を含む硬化性ホットメルト型接着剤層を含み、前記硬化性ホットメルト型接着剤層が有機電子装置の封止時に有機電子装置と接触する第1領域と有機電子装置と接触しない第2領域とを含む多層構造を有する。また、前記硬化性ホットメルト型接着剤層内の全体水分吸着剤の質量を基準にして、前記第1領域には、0〜20%、前記第2領域には、80〜100%の水分吸着剤を含むようにする。有機電子装置に近い第1領域に水分吸着剤の含量が20%を超過する場合、水分吸着剤と水分との反応による体積膨脹が硬化性樹脂が制御することができる限界を脱することができるので、有機電子装置の膜にクラックを誘発することができる。
このような多層構造の接着剤層と前記第1領域及び第2領域での水分吸着剤の含量を調節することによって、封止材として使用される接着フィルム内の水分吸着剤による有機電子装置への物理的、化学的損傷を防止することができる。前記接着剤層を第1領域と第2領域とに区分して多層構造を有することができるようにする方法は、多層構造の接着剤層を形成する方法なら当該技術分野に使用される方法を制限なしに使用することができる。
前記接着剤層の第1領域及び第2領域は、水分吸着剤の含量を除いた残りの構成、例えば、硬化性樹脂、水分吸着剤またはその他の添加剤、フィラーの種類及び含量などは、それぞれ同一であるか、異なることができる。下記の説明は、特に言及しない以上、接着剤層の第1領域及び第2領域の両方に該当するものである。
前記硬化性樹脂は、硬化された状態での透湿度(WVTR;water vapor transmission rate)が50g/m・day以下、好ましくは、30g/m・day以下、より好ましくは、20g/m・day以下、さらに好ましくは、15g/m・day以下であることができる。前記用語「硬化性樹脂の硬化状態」は、硬化性樹脂がその単独または硬化剤などの他の成分との反応などを通じて硬化または架橋され、封止材に適用された場合に水分吸着剤及びフィラーなどの成分を維持し、構造用接着剤としての性能を示すことができる状態に転換された状態を意味する。本発明においては、前記透湿度は、硬化性樹脂を硬化させ、当該硬化物を厚さ80μmのフィルム形状にした後、38℃及び100%の相対湿度下で前記硬化物の厚さ方向に対して測定した透湿度である。また、前記透湿度は、ASTM F1249によって測定する。
透湿度を前記範囲に制御し、有機電子装置封止製品への水分、湿気または酸素などの浸透を効果的に抑制することができ、水分反応性吸着剤の導入効果を発揮することができる。
本発明において、樹脂の硬化状態での透湿度は、その数値が低いほど封止構造が優れた性能を示すものであって、その下限は、特に限定されない。
本発明において使用することができる硬化性樹脂の具体的な種類は、特に限定されず、例えば、この分野で公知されている多様な熱硬化性または光硬化性樹脂を使用することができる。用語「熱硬化性樹脂」は、適切な熱の印加または熟成(aging)工程を通じて、硬化されることができる樹脂を意味し、用語「光硬化性樹脂」は、電磁気波の照射によって硬化されることができる樹脂を意味する。また、前記電磁気波の範疇には、マイクロ波(microwaves)、赤外線(IR)、紫外線(UV)、X線及びγ線は勿論、α−粒子線(α−particle beam)、プロトンビーム(proton beam)、ニュ−トロンビーム(neutron beam)及び電子線(electron beam)のような粒子ビームなどが含まれることができる。本発明において光硬化型樹脂の1つの例として、陽イオン光硬化型樹脂を挙げることができる。陽イオン光硬化型樹脂は、電磁気波の照射によって誘導された陽イオン重合または陽イオン硬化反応によって硬化されることができる樹脂を意味する。また、前記硬化性樹脂は、熱硬化及び光硬化の特性を共に含むデュアル硬化型樹脂であることができる。
本発明において硬化性樹脂の具体的な種類は、前述の特性を有するものなら、特に限定されない。例えば、硬化されて接着特性を示すことができるものであって、グリシジル基、イソシアネート基、ヒドロキシ基、カルボキシル基またはアミド基などのような熱硬化可能な官能基を1つ以上含むか、またはエポキシド(epoxide)基、環状エーテル(cyclicether)基、スルフィド(sulfide)基、アセタール(acetal)基またはラクトン(lactone)基などのような電磁波の照射によって硬化可能な官能基を1つ以上含む樹脂を挙げることができる。また、前記樹脂の具体的な種類として、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、イソシアネート樹脂またはエポキシ樹脂などが含まれることができるが、これに限定されるものではない。
本発明においては、前記硬化性樹脂として、芳香族または脂肪族;または直鎖型または分岐鎖型のエポキシ樹脂を使用することができる。本発明の一具現例では、2個以上の官能基を含有するものであって、エポキシ当量が180g/eq〜1,000g/eqのエポキシ樹脂を使用することができる。前記範囲のエポキシ当量を有するエポキシ樹脂を使用して、硬化物の接着性能及びガラス転移温度などの特性を効果的に維持することができる。このようなエポキシ樹脂の例には、クレゾールノボラックエポキシ樹脂、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールA型ノボラックエポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、4官能性エポキシ樹脂、ビフェニル型エポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂、アルキル変性トリフェノールメタンエポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂またはジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂の一種または二種以上の混合を挙げることができる。
本発明においては、好ましくは、分子構造内に環状構造を含むエポキシ樹脂を使用することができ、より好ましくは、芳香族基(例えば、フェニル基)を含むエポキシ樹脂を使用することができる。エポキシ樹脂が芳香族基を含む場合、硬化物が優れた熱的及び化学的安定性を有すると共に、低い吸湿量を示し、有機電子装置封止構造の信頼性を向上させることができる。本発明において使用することができる芳香族基含有エポキシ樹脂の具体的な例として、ビフェニル型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン型エポキシ樹脂、ナフタレン型エポキシ樹脂、ジシクロペンタジエン変性フェノール型エポキシ樹脂、クレゾール系エポキシ樹脂、ビスフェノール系エポキシ樹脂、ザイロック系エポキシ樹脂、多官能エポキシ樹脂、フェノールノボラックエポキシ樹脂、トリフェノールメタン型エポキシ樹脂及びアルキル変性トリフェノールメタンエポキシ樹脂などの一種または二種以上の混合であることができるが、これに限定されるものではない。
本発明においてさらに好ましくは、前記エポキシ樹脂として、シラン変性エポキシ樹脂、好ましくは、芳香族基を有するシラン変性エポキシ樹脂を使用することができる。このようにシランに変性され、構造的にシラン基を有するエポキシ樹脂を使用する場合、有機電子装置のガラス基板または基板無機材などとの接着性を極大化させ、且つ、水分バリアー性や耐久性及び信頼性などを向上させることができる。本発明において使用することができる前記エポキシ樹脂の具体的な種類は、特に限定されず、このような樹脂は、例えば、KUKDO化学などのような仕入先から容易に手に入れることができる。
本発明の硬化性ホットメルト型接着剤層は、硬化性樹脂以外に水分吸着剤を含む。用語「水分吸着剤」は、物理的または化学的反応などを通じて、外部から流入される水分または湿気を吸着または除去することができる成分を総称する意味として使用されることができる。すなわち、水分反応性吸着剤または物理的吸着剤を意味し、その混合物も使用可能である。
前記水分反応性吸着剤は、接着剤層の内部に流入された湿気、水分または酸素などと化学的に反応し、水分または湿気を吸着する。前記物理的吸着剤は、封止構造に浸透する水分または湿気の移動経路を長くし、当該浸透を抑制することができ、硬化性樹脂のマトリックス構造及び水分反応性吸着剤などとの相互作用を通じて水分及び湿気に対する遮断性を極大化することができる。
本発明の一具現例では、有機電子装置の損傷を避けるために、前記接着フィルムの接着剤層の第1領域の水分吸着剤には、水分反応性吸着剤が少ない量で含まれた方が良い。
本発明において使用することができる水分吸着剤の具体的な種類は、特に限定されず、例えば、水分反応性吸着剤の場合、アルミナなどの金属粉末、金属酸化物、金属塩または五酸化リン(P)などの一種または二種以上の混合物を挙げることができ、物理的吸着剤の場合、シリカ、ゼオライト、チタニア、ジルコニアまたはモンモリロナイトなどを挙げることができる。
前記金属酸化物の具体的な例として、酸化リチウム(LiO)、酸化ナトリウム(NaO)、酸化バリウム(BaO)、酸化カルシウム(CaO)または酸化マグネシウム(MgO)などを挙げることができ、金属塩の例として、硫酸リチウム(LiSO)、硫酸ナトリウム(NaSO)、硫酸カルシウム(CaSO)、硫酸マグネシウム(MgSO)、硫酸コバルト(CoSO)、硫酸ガリウム(Ga(SO)、硫酸チタン(Ti(SO)または硫酸ニッケル(NiSO)などのような硫酸塩、塩化カルシウム(CaCl)、塩化マグネシウム(MgCl)、塩化ストロンチウム(SrCl)、塩化イットリウム(YCl)、塩化銅(CuCl)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化タンタル(TaF)、フッ化ニオビウム(NbF)、ブロム化リチウム(LiBr)、ブロム化カルシウム(CaBr)、ブロム化セシウム(CeBr)、ブロム化セレニウム(SeBr)、ブロム化バナジウム(VBr)、ブロム化マグネシウム(MgBr)、ヨード化バリウム(BaI)またはヨード化マグネシウム(MgI)などのような金属ハロゲン化物;または過塩素酸バリウム(Ba(ClO)または過塩素酸マグネシウム(Mg(ClO)などのような金属塩素酸塩などを挙げることができるが、これに限定されるものではない。
本発明においては、前記金属酸化物などのような水分吸着剤を適切に加工した状態で組成物に配合することができる。例えば、接着フィルムを適用しようとする有機電子装置の種類によって接着剤層の厚さが30μm以下の薄膜であることができ、この場合、水分吸着剤の粉砕工程が必要であることができる。水分吸着剤の粉砕には、3ロールミル、ビーズミルまたはボールミルなどの工程が利用されることができる。また、本発明の接着フィルムが上部発光(top emission)型の有機電子装置などに使用される場合、接着剤層自体の透過度が非常に重要になり、したがって、水分吸着剤のサイズが小さい必要がある。したがって、このような用途でも、粉砕工程は要求されることができる。
本発明の硬化性ホットメルト型接着剤層の第2領域は、水分吸着剤を、硬化性樹脂100重量部に対して、1重量部〜100重量部、好ましくは、5重量部〜50重量部の量で含むことができる。水分吸着剤の含量を5重量部以上に制御し、硬化物が優れた水分及び湿気遮断性を示すようにすることができる。また、水分吸着剤の含量を50重量部以下に制御し、薄膜の封止構造を形成しながらも、優れた水分遮断特性を示すようにすることができる。
本明細書では、特に他に規定しない限り、単位「重量部」は、各成分間の重量比率を意味する。
また、それによって本発明の硬化性ホットメルト型接着剤層の第1領域は、水分吸着剤を、硬化性樹脂100重量部に対して、0重量部〜20重量部の量で含むことができる。水分吸着剤が0重量部の場合には、前記硬化性ホットメルト型接着剤層の第1領域には、水分吸着剤がなく、第2領域にのみ水分吸着剤が存在する。水分吸着剤の含量を20重量部以下に制御することによって、水分遮断特性を極大化しながらも、有機電子装置に対する水分吸着剤による物理的、化学的損傷を最小化することができる。
本発明の第1領域及び第2領域の硬化性ホットメルト型接着剤は、フィラー、好ましくは、無機フィラーを含むことができる。フィラーは、封止構造に浸透する水分または湿気の移動経路を長くして、その浸透を抑制することができ、硬化性樹脂のマトリックス構造及び水分吸着剤などとの相互作用を通じて水分及び湿気に対する遮断性を極大化することができる。本発明において使用することができるフィラーの具体的な種類は、特に限定されず、例えば、クレイ、タルクまたは針状シリカなどの一種または二種以上の混合を使用することができる。
本発明においては、また、フィラー及び有機バインダーとの結合効率を高めるために、前記フィラーとして有機物質で表面処理された製品を使用するか、または追加的にカップリング剤を添加して使用することができる。
本発明の硬化性ホットメルト型接着剤層は、硬化性樹脂100重量部に対して1重量部〜50重量部、好ましくは、1重量部〜20重量部のフィラーを含むことができる。フィラー含量を1重量部以上に制御し、優れた水分または湿気遮断性及び機械的物性を有する硬化物を提供することができる。また、本発明においてフィラー含量を50重量部以下に制御することによって、フィルム形態の製造が可能であり、薄膜で形成された場合にも、優れた水分遮断特性を示す硬化物を提供することができる。
本発明の第1領域及び第2領域の硬化性ホットメルト型接着剤は、硬化性樹脂と反応し、架橋構造などのようなマトリックスを形成することができる硬化剤をさらに含むことができる。
本発明において使用することができる硬化剤の具体的な種類は、特に限定されず、使用される硬化性樹脂または当該樹脂に含まれる官能基の種類によって適切に選択されることができる。例えば、本発明において硬化性樹脂としてエポキシ樹脂を使用する場合、硬化剤としてこの分野で公知されている一般的なエポキシ樹脂用硬化剤を使用することができ、具体的には、各種アミン系化合物、イミダゾール系化合物、フェノール系化合物、リン系化合物または酸無水物系化合物などの一種または二種以上を使用することができるが、これに限定されるものではない。
本発明の第1及び第2領域の硬化性ホットメルト型接着剤は、硬化剤を、例えば、熱硬化性樹脂100重量部に対して、1重量部〜20重量部、好ましくは、1重量部〜10重量部の量で含むことができる。しかし、前記含量は、本発明の1つの例示に過ぎない。すなわち、本発明においては、硬化性樹脂または官能基の種類及び含量、または具現しようとするマトリックス構造または架橋密度などによって硬化剤の含量を変更することができる。
本発明の硬化性ホットメルト型接着剤層は、高分子量樹脂をさらに含むことができる。前記高分子量樹脂は、本発明の組成物をフィルムまたはシート形状に成形する場合などに、成形性を改善する役目を行うことができる。また、ホットメルティング工程中に流れ性を調節する高温粘度調節剤としての役目を行うことができる。
本発明において使用することができる高分子量樹脂の種類は、前記硬化性樹脂などの他の成分と相溶性を有するものなら、特に限定されない。使用することができる高分子量樹脂の具体的な例として、重量平均分子量が2万以上の樹脂であって、フェノキシ樹脂、アクリレート樹脂、高分子量エポキシ樹脂、超高分子量エポキシ樹脂、高極性(high polarity)官能基含有ゴム及び高極性(high polarity)官能基含有反応性ゴムなどの一種または二種以上の混合を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
本発明の硬化性ホットメルト型接着剤層に高分子量樹脂が含まれる場合、その含量は、目的する物性によって調節されることに特に限定されない。例えば、本発明において、高分子量樹脂は、硬化性樹脂100重量部に対して、約200重量部以下、好ましくは、150重量部以下、より好ましくは、約100重量部以下の量で含まれることができる。本発明において高分子量樹脂の含量を200重量部以下に制御し、樹脂組成物の各成分との相溶性を効果的に維持し、接着剤としての役目をも行うことができる。
本発明の接着フィルムは、また、発明の効果に影響を及ぼさない範囲で、硬化物の耐久性向上のための追加的なフィラー、機械的強度、接着力向上のためのカップリング剤、可塑剤、紫外線安定剤及び酸化防止剤のような添加剤を追加的に含むことができる。
本発明の接着フィルムの構造は、前記接着剤層を含むものなら、特に限定されるものではないが、一例として、基材フィルムまたは離型フィルム(以下、「第1フィルム」と称することがある);及び前記基材フィルムまたは離型フィルム上に形成される前記接着剤層を含む構造を挙げることができる。
本発明の接着フィルムは、また、前記接着剤層上に形成された基材フィルムまたは離型フィルム(以下、「第2フィルム」と称することがある)をさらに含むことができる。
図1〜図3は、本発明の1つの例示による接着フィルムを示す断面図である。
本発明の接着フィルムは、図1及び図2に示されたように、基材フィルムまたは離型フィルム11上に形成された接着剤層12を含むことができる。図1は、本発明の接着フィルムに含まれる接着剤層の第2領域にのみ水分吸着剤が存在することを示し、図2は、第1領域にも少量の水分吸着剤が含まれる場合を示した。
本発明の他の態様では、図3に示されたように、本発明の接着フィルムは、前記接着剤層12上に形成された基材フィルムまたは離型フィルム14をさらに含むことができる。しかし、図示の接着フィルムは、本発明の一態様に過ぎないもので、接着剤層の第1領域と第2領域の積層順序は、必要に応じて変わることができる。
本発明において使用することができる前記第1フィルムの具体的な種類は、特に限定されない。本発明においては、前記第1フィルムとして、例えば、この分野の一般的な高分子フィルムを使用することができる。本発明においては、例えば、前記基材または離型フィルムとして、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリテトラフルオルエチレンフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリブテンフィルム、ポリブタジエンフィルム、塩化ビニル共重合体フィルム、ポリウレタンフィルム、エチレン−ビニルアセテートフィルム、エチレン−プロピレン共重合体フィルム、エチレン−アクリル酸エチル共重合体フィルム、エチレン−アクリル酸メチル共重合体フィルムまたはポリイミドフィルムなどを使用することができる。また、本発明の前記基材フィルムまたは離型フィルムの一面または両面には、適切な離型処理が施されていてもよい。基材フィルムの離型処理に使用される離型剤の例として、アルキド系、シリコーン系、フッ素系、不飽和エステル系、ポリオレフイン系またはワックス系などを使用することができ、これらのうち耐熱性の側面でアルキド系、シリコーン系またはフッ素系離型剤を使用することが好ましいが、これに限定されるものではない。
また、本発明において使用されることができる第2フィルム(以下、「カバーフィルム」と称する場合がある。)の種類も特に限定されない。例えば、本発明においては、前記第2フィルムとして、前述の第1フィルムで例示された範疇内で、第1フィルムと同一であるか、または異なる種類を使用することができる。また、本発明においては、前記第2フィルムにもやはり適切な離型処理が施されて使用されることができる。
本発明において前記基材フィルムまたは離型フィルム(第1フィルム)の厚さは、特に限定されず、適用される用途によって適切に選択されることができる。例えば、本発明において前記第1フィルムの厚さは、10μm〜500μm、好ましくは、20μm〜200μm程度であることができる。前記厚さが10μm未満なら、製造過程で基材フィルムの変形が容易に発生するおそれがあり、500μmを超過すれば、経済性が劣化する。
また、本発明において前記第2フィルムの厚さも、特に制限されない。本発明においては、例えば、前記第2フィルムの厚さを第1フィルムと同一に設定することもできる。本発明においては、また、工程性などを考慮して第2フィルムの厚さを第1フィルムに比べて相対的に薄く設定することもできる。
本発明の接着フィルムに含まれる接着剤層の厚さは、特に限定されず、前記フィルムが適用される用途を考慮して下記の条件によって適切に選択することができる。但し、接着剤層の第1領域が第2領域に比べて低い厚さを有することが好ましい。本発明の接着フィルムに含まれる接着剤層は、例えば、接着剤層の第1領域の厚さは、1μm〜20μm、好ましくは、2μm〜15μm程度であることができる。前記厚さが1μm未満の場合、例えば、本発明の接着フィルムが有機電子装置の封止材に使用されるとき、接着剤層の第2領域の損傷因子から保護することができる能力が低下するおそれがあり、20μmを超過する場合、接着剤層の第2領域の水分遮断能力の効率を低下させることができる。接着剤層の第2領域の厚さは、5μm〜200μm、好ましくは、5μm〜100μm程度であることができる。第2領域の厚さが5μm未満の場合、十分な水分遮断能力を発揮することができず、200μmを超過する場合、工程性を確保しにくく、水分反応性によって厚さ膨脹が大きくて、有機発光素子の蒸着膜に損傷を与えることができ、経済性が劣化する。
本発明において、前記接着フィルムを製造する方法は、特に限定されない。例えば、前述の接着剤層の組成物を含むコーティング液を基材フィルムまたは離型フィルム上にコーティングする第1段階と;第1段階でコーティングされたコーティング液を乾燥する第2段階と;を含む方法で接着フィルムの各第1領域及び第2領域を製造することができる。
それぞれの第1領域及び第2領域を積層する方法も特に限定されない。例えば、別途の離型フィルムに形成された第1領域及び第2領域を互いにラミネートし、多層構造の接着フィルムを形成することもでき、第1領域上にすぐ第2領域を形成することもでき、その反対に製造することもできる。
本発明の接着フィルムの製造方法では、また、前記第2段階で乾燥したコーティング液上に基材フィルムまたは離型フィルムを追加的に圧着する第3段階をさらに行うこともできる。
本発明の第1段階は、前述の接着剤層の組成物を適切な溶媒に溶解または分散させて、コーティング液を製造する段階である。この過程で、コーティング液内に含まれる前記エポキシ樹脂などの含量は、目的する水分遮断性及びフィルム成形性によって適切に制御されることができる。
本発明においてコーティング液の製造に使用される溶剤の種類は、特に限定されない。但し、溶剤の乾燥時間が過度に長くなるか、または高温での乾燥が必要である場合、作業性または接着フィルムの耐久性の側面で問題が発生することができるので、揮発温度が100℃以下の溶剤を使用することが好ましい。本発明においては、また、フィルム成形性などを考慮して、前記範囲以上の揮発温度を有する溶剤を少量混合して使用することができる。本発明において使用することができる溶剤の例として、メチルエチルケトン(MEK)、アセトン、トルエン、ジメチルホルムアミド(DMF)、メチルセロソルブ(MCS)、テトラヒドロフラン(THF)またはN−メチルピロリドン(NMP)などの一種または二種以上の混合を挙げることができるが、これに限定されるものではない。
本発明の第1段階で、前記コーティング液を基材フィルムまたは離型フィルムに塗布する方法は、特に限定されるものではなく、例えば、ナイフコート、ロールコート、スプレイコート、グラビアコート、カーテンコート、コンマコートまたはリップコートなどのような公知の方法が制限なしに使用されることができる。
本発明の第2段階は、第1段階でコーティングされたコーティング液を乾燥し、接着剤層を形成する段階である。すなわち、本発明の第2段階では、フィルムに塗布されたコーティング液を加熱して溶剤を乾燥及び除去することによって、接着剤層を形成することができる。この際、乾燥条件は、特に限定されず、例えば、前記乾燥は、70℃〜200℃の温度で1分〜10分間行われることができる。
本発明の接着フィルムの製造方法では、また、前記第2段階に引き続いて、フィルム上に形成された接着剤層上に追加的な基材フィルムまたは離型フィルムを圧着する第3段階がさらに行われることができる。
このような本発明の第3段階は、フィルムにコーティングされた後、乾燥した接着剤層に追加的な離型フィルムまたは基材フィルム(カバーフィルムまたは第2フィルム)をホットロールラミネートまたはプレス工程によって圧着して行われることができる。この際、前記第3段階は、連続工程の可能性及び効率側面でホットロールラミネート法によって行われることができ、この際、前記工程は、約10℃〜100℃の温度で約0.1kgf/cm〜10kgf/cmの圧力で行われることができる。
本発明の他の具現例は、基板と;前記基板上に形成された有機電子装置と;前記有機電子装置を封止する前述した接着フィルムと;を含み、前記接着フィルムの接着剤層の第1領域が前記有機電子装置をカバーしている有機電子装置封止製品に関する。
本発明において、有機電子装置は、有機発光ダイオードであることができる。
前記有機電子装置封止製品は、前記接着フィルムと有機電子装置との間に前記有機電子装置を保護する保護膜をさらに含むことができる。
本発明のさらに他の具現例は、上部に有機電子装置が形成された基板に前述の接着フィルムの接着剤層の第1領域が前記有機電子装置をカバーするように適用する段階と;前記接着剤層を硬化する段階と;を含む有機電子装置の封止方法に関する。
前記接着フィルムを前記有機電子装置に適用する段階は、接着フィルムのホットロールラミネート、熱圧着(hot press)または真空圧着方法で行うことができ、特に制限されない。
前記接着フィルムを前記有機電子装置に適用する段階は、50℃〜90℃の温度で行うことができ、前記硬化段階は、70℃〜110℃の温度範囲で加熱するか、またはUVを照射して行うことができる。
また、追加封止材料であるガラスや金属などに前記接着フィルムの第2領域が当接するように付着する段階を追加することもできる。
図4は、本発明の1つの例示による有機電子装置の封止製品を示す断面図である。
本発明において有機電子装置の封止方法は、例えば、ガラスまたは高分子フィルムのような基板21上に真空蒸着またはスパッタリングなどの方法で透明電極を形成し、前記透明電極上に有機材料層を形成する。前記有機材料層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層及び/または電子輸送層を含むことができる。次に、前記有機材料層上に第2電極をさらに形成する。その後、前記基板21上の有機電子装置25の上部に前記有機電子者装置25をすべてカバーするように、前述の接着フィルム22を適用する。この際、前記接着フィルム22を適用する方法は、特に限定されず、例えば、基板21上に形成された有機電子装置25の上部に、本発明の接着フィルムの接着剤層をあらかじめ転写したカバー基板(例えば、ガラスまたは高分子フィルム)24を加熱、圧着などの方法で適用することができる。前記段階では、例えば、カバー基板24上に接着フィルム22を転写するとき、前述の本発明の接着フィルムを使用して、前記フィルムに形成された基材または離型フィルムを剥離した後、熱を加えながら、真空プレスまたは真空ラミネータなどを使用してカバー基板24上に転写することができる。この過程で、接着フィルムの硬化反応が一定の範囲以上で進行されれば、接着フィルム22の密着力や接着力が減少するおそれがあるので、工程温度を約100℃以下、工程時間を5分以内に制御することが好ましい。同様に、接着フィルム22が転写されたカバー基板24を有機電子装置に加熱圧着する場合にも、真空プレスまたは真空ラミネータを利用することができる。この段階での温度条件は、前述したように設定することができ、工程時間は、10分以内が好ましい。
但し、接着フィルムの第2領域より第1領域の接着剤層が有機電子装置に当接するように(有機電子装置が保護膜を備える場合には、保護膜に当接するように)接着フィルムを有機電子装置に適用する。
また、本発明においては、有機電子装置を圧着した接着フィルムに対して追加的な硬化工程を行うこともできるが、このような硬化工程(本硬化)は、例えば、加熱チャンバまたはUVチャンバで進行されることができる。本硬化時の条件は、有機電子装置の安定性などを考慮して適切に選択されることができる。
しかし、前述の製造工程は、本発明の有機電子装置を封止するための一例に過ぎず、前記工程順序や工程条件などは、自由に変形されることができる。例えば、本発明においては、前記転写及び圧着工程の手順を本発明の接着フィルム22を基板21上の有機電子装置25にまず転写した後、カバー基板24を圧着する方式に変更することができる。また、有機電子装置25上に保護層を形成した後、接着フィルム22を適用した後、カバー基板24を省略して硬化させて使用することもできる。
以下、本発明による実施例及び比較例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明の範囲が下記提示された実施例に限定されるものではない。
(実施例1)
1.第1領域溶液製造
シラン変性エポキシ樹脂(KSR−177、KUKDO化学)200g及びフェノキシ樹脂(YP−50、東都化成)150gを反応器内に投入し、メチルエチルケトンで希釈した。その後、反応器の内部を窒素で置換し、製造された溶液を均質化した。
2.第2領域溶液製造
水分吸着剤としてCaO(Aldrich)70gをメチルエチルケトンに30wt%の濃度で投入して水分吸着剤溶液を製造し、前記溶液をボールミル工程によって24時間ミーリングした。また、これとは別に、常温で反応器にシラン変性エポキシ樹脂(KSR−177、KUKDO化学)200g及びフェノキシ樹脂(YP−50、東都化成)150gを投入し、メチルエチルケトンで希釈した。その後、反応器の内部を窒素で置換し、製造された溶液を均質化した。前記均質化された溶液にあらかじめ準備した水分吸着剤溶液を投入し、硬化剤であるイミダゾール(四国化成)4gを投入した後、1時間高速撹拌し、第2領域の溶液を製造した。
3.接着フィルムの製造
前記準備した第1領域の溶液を離型PETの離型面にコンマコッターを使用して塗布し、乾燥器で130℃に3分間乾燥し、厚さが15μmの接着層を形成した。
前記準備した第2領域の溶液を離型PETの離型面にコンマコッターを使用して塗布し、乾燥器で130℃に3分間乾燥し、厚さが30μmの接着層を形成した。
前記第1領域及び第2領域の接着層をラミネートし、多層の接着フィルムを製造した。
(実施例2)
前記実施例1の接着フィルム製造過程で、第1領域溶液にCaO 7gを添加し、第2領域溶液には、CaO 62gを添加したことを除いて、実施例1と同一の方法で多層構造の接着フィルムを製造した。
(実施例3)
前記実施例1の接着フィルム製造過程で、第1領域溶液にCaO 14gを添加し、第2領域溶液には、CaO 56gを添加したことを除いて、実施例1と同一の方法で多層構造の接着フィルムを製造した。
(比較例1)
前記実施例1と同様の接着フィルム製造過程で実施するが、実施例1の第1領域フィルム組成だけよりなる厚さ45μmの接着フィルムを製造した。
(比較例2)
前記実施例1と同様の接着フィルム製造過程で実施するが、実施例1の第2領域フィルム組成だけよりなる厚さ45μmの接着フィルムを製造した。
(比較例3)
前記実施例1の接着フィルム製造過程で、第1領域溶液にCaO 28gを添加し、第2領域溶液には、CaO 42gを添加したことを除いて、実施例1と同一の方法で多層構造の接着フィルムを製造した。
(比較例4)
前記実施例1の接着フィルム製造過程で、シラン変性エポキシ樹脂をアクリル粘着剤樹脂に代替したことを除いて、実施例1と同一の方法で多層構造の接着フィルムを製造した。
(比較例5)
前記実施例1の接着フィルム製造過程で、シラン変性エポキシ樹脂をブタジエン変性エポキシ樹脂に代替したことを除いて、実施例1と同一の方法で多層構造の接着フィルムを製造した。
実験例1:水分遮断特性確認
実施例1〜3及び比較例1〜5の接着フィルムの水分遮断特性を調査するために、カルシウムテストを進行した。具体的には、100mm×100mmサイズのガラス基板上にカルシウム(Ca)を5mm×5mmのサイズ及び100nmの厚さで9個(9 spot)蒸着し、実施例1〜3及び比較例1〜3の接着フィルムが転写されたカバーガラスを各カルシウム蒸着箇所に真空プレス(vacuum press)を使用して、80℃で1分間加熱圧着した。その後、高温乾燥器内で100℃に3時間硬化させた後、11mm×11mmのサイズに封止されたカルシウム(Ca)の試験片をそれぞれ切断した。得られた試験片を恒温恒湿チャンバで85℃の温度及び85%R.H.の環境に放置した後、水分浸透による酸化反応によってカルシウムが透明になり始めた時点を評価し、下記表1に示した。
実験例2:水分遮断特性確認
実施例1と比較例4及び5の接着フィルムの硬化性樹脂に対する透湿度(WVTR;water vapor transmission rate)を測定した。透湿も測定は、シラン変性エポキシ樹脂、アクリル粘着剤樹脂及びブタジエン変性エポキシ樹脂を硬化させて厚さ80μmのフィルム形状に製造した後、38℃及び100%の相対湿度下でMOCON社の機器を使用して前記フィルムの厚さ方向に対して測定した。その結果を下記表2に示した。
実験例3:物理的損傷有無確認
実施例1〜3及び比較例1〜3の接着フィルムを利用して3インチの有機発光パネルを製造して恒温恒湿チャンバで85℃の温度及び85%R.H.の環境に放置した後、有機蒸着膜が破壊される現象を観察し、下記表3に示した。
実験例4:化学的損傷有無確認
ガラスに有機電子装置の保護膜として使用されるシリコーンナイトライド(SiNx)を1μmの厚さで蒸着した。SiNx蒸着膜の上に実施例1〜3及び比較例1〜3の接着フィルムを熱圧着して硬化し、85℃の温度及び85%R.H.の環境に放置した後、SiNx蒸着膜に化学的変化が発生したかをFT−IRを利用して分析した。その結果は、下記表4に示し、実施例1及び比較例2の接着フィルムに対するFT−IR分析結果は、図6及び図7に示した。図6とは異なって、図7では、SiNx蒸着膜の化学的成分変異が発生したことが分析された。水分反応性吸着剤が水和反応によって強い塩基として作用し、保護膜(SiNx蒸着膜)に化学的損傷が発生したことを確認することができる。
以上説明したように、本発明の具現例による実施例1〜3の接着フィルムは、有機電子装置を水分から効果的に封止することができるが、第1領域及び第2領域の区分がない接着フィルムまたは一定含量以上の水分吸着剤が第1領域に含まれる場合には、有機電子装置の効果的な封止が達成されないことを確認することができる。
11 基材フィルムまたは離型フィルム
12 接着剤層
14 カバーフィルム
21 基板
22 接着フィルム
12a、22b 第1領域
12b、22b 第2領域
13、23 水分吸着剤
24 カバー基板
25 有機電子装置
26 保護膜

Claims (25)

  1. 有機電子装置を封止する接着フィルムであって、
    前記接着フィルムは、硬化性樹脂及び水分吸着剤を含む硬化性ホットメルト型接着剤層を含み、
    前記硬化性ホットメルト型接着剤層は、有機電子装置の封止時に有機電子装置と接触する第1領域と有機電子装置と接触しない第2領域とを含み、前記接着剤層内の全体水分吸着剤の質量を基準にして、前記第1領域には、0〜20%、前記第2領域には、80〜100%の水分吸着剤を含む接着フィルム。
  2. 前記硬化性ホットメルト型接着剤層は、常温での粘度が10dyne/cm以上である、請求項1に記載の接着フィルム。
  3. 前記硬化性樹脂は、硬化状態で透湿度が50g/m・day以下である、請求項1に記載の接着フィルム。
  4. 前記硬化性樹脂は、熱硬化型樹脂、光硬化型樹脂またはデュアル硬化型樹脂である、請求項1に記載の接着フィルム。
  5. 前記硬化性樹脂は、グリシジル基、イソシアネート基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、アミド基、エポキシド基、環状エーテル基、スルフィド基、アセタール基及びラクトン基から選択される1つ以上の硬化性官能基を含む、請求項1に記載の接着フィルム。
  6. 前記硬化性樹脂が分子構造内に環状構造を含むエポキシ樹脂である、請求項1に記載の接着フィルム。
  7. 前記硬化性樹脂がシラン変性エポキシ樹脂である、請求項1に記載の接着フィルム。
  8. 前記水分吸着剤は、水分反応性吸着剤、物理的吸着剤、またはその混合物である、請求項1に記載の接着フィルム。
  9. 前記水分反応性吸着剤がアルミナ、金属酸化物、金属塩または五酸化リンであり、前記物理的吸着剤は、シリカ、ゼオライト、ジルコニア、チタニアまたはモンモリロナイトである、請求項8に記載の接着フィルム。
  10. 前記水分反応性吸着剤が、P、LiO、NaO、BaO、CaO、MgO、LiSO、NaSO、CaSO、MgSO、CoSO、Ga(SO、Ti(SO、NiSO、CaCl、MgCl、SrCl、YCl、CuCl、CsF、TaF、NbF、LiBr、CaBr、CeBr、SeBr、VBr、MgBr、BaI、MgI、Ba(ClO及びMg(ClOよりなる群から選択された1つ以上である、請求項9に記載の接着フィルム。
  11. 前記接着剤層の第2領域は、硬化性樹脂100重量部に対して、1重量部〜100重量部の水分吸着剤を含む、請求項1に記載の接着フィルム。
  12. 前記接着剤層の第1領域は、硬化性樹脂100重量部に対して、0重量部〜20重量部の水分吸着剤を含む、請求項1に記載の接着フィルム。
  13. 前記接着剤層は、フィラーをさらに含む、請求項1に記載の接着フィルム。
  14. 前記フィラーがクレイ、タルク及び針状シリカよりなる群から選択された1つ以上である、請求項13に記載の接着フィルム。
  15. 前記接着剤層は、硬化性樹脂100重量部に対して、1重量部〜50重量部のフィラーを含む、請求項13に記載の接着フィルム。
  16. 前記接着剤層は、硬化剤をさらに含む、請求項1に記載の接着フィルム。
  17. 前記硬化剤は、アミン系化合物、イミダゾール系化合物、フェノール系化合物、リン系化合物または酸無水物系化合物である、請求項16に記載の接着フィルム。
  18. 前記接着剤層は、硬化性樹脂100重量部に対して、1重量部〜10重量部の硬化剤を含む、請求項16に記載の接着フィルム。
  19. 前記接着剤層は、高分子量樹脂をさらに含む、請求項1に記載の接着フィルム。
  20. 基板と;前記基板上に形成された有機電子装置と;前記有機電子装置を封止する請求項1〜19のいずれかに記載の接着フィルムを含み、前記接着フィルムの接着剤層の第1領域が前記有機電子装置をカバーしている有機電子装置封止製品。
  21. 前記有機電子装置が有機発光ダイオードである、請求項20に記載の有機電子装置封止製品。
  22. 上部に有機電子装置が形成された基板に請求項1〜19のいずれかに記載の接着フィルムを、前記接着フィルムの接着剤層の第1領域が前記有機電子装置をカバーするように適用する段階と;前記接着剤層を硬化する段階と;を含む有機電子装置の封止方法。
  23. 前記接着フィルムを前記有機電子装置に適用する段階は、接着フィルムのホットロールラミネート、熱圧着(hot press)または真空圧着方法で行う、請求項22に記載の有機電子装置の封止方法。
  24. 前記接着フィルムを前記有機電子装置に適用する段階は、50℃〜90℃の温度で行う、請求項22に記載の有機電子装置の封止方法。
  25. 前記硬化段階は、70℃〜110℃の温度範囲で加熱するか、またはUVを照射して行う、請求項22に記載の有機電子装置の封止方法。
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