KR101848346B1

KR101848346B1 - 저온 경화 조성물, 그로부터 형성된 경화막, 및 상기 경화막을 갖는 전자 장치

Info

Publication number: KR101848346B1
Application number: KR1020150123678A
Authority: KR
Inventors: 송두리; 김우한; 신동주; 유홍정; 김지윤; 안치원
Original assignee: 삼성에스디아이 주식회사
Priority date: 2015-09-01
Filing date: 2015-09-01
Publication date: 2018-04-12
Also published as: KR20170027133A

Abstract

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 실록산 화합물, 및 (B) 설포늄계 양이온과 보레이트계 음이온의 염인 에폭시 개환반응 양이온 열개시제를 포함하는 저온 경화 조성물, 상기 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화막, 및 상기 경화막을 포함하는 전자장치에 관한 것이다:
[화학식 1]
(R¹R²R³SiO_1/2)_M(R⁴R⁵SiO_2/2)_D1(R⁶R⁷SiO_1/2-Y¹-SiO_1/2R⁸R⁹)_D2(R¹⁰SiO_3/2)_T1(SiO_3/2-Y²-SiO_3/2)_T2(SiO_4/2)_Q
상기 화학식 1에서, R¹ 내지 R¹⁰, Y¹, Y², M, D1, D2, T1, T2, 및 Q는 발명의 상세한 설명에서 정의한 바와 같다.

Description

저온 경화 조성물, 그로부터 형성된 경화막, 및 상기 경화막을 갖는 전자 장치 {Low Temperature Curable Composition, Cured Film Prepared therefrom, and Electronic Device Incorporating Cured Film}

저온 경화형 조성물, 그로부터 형성된 경화막, 및 상기 경화막을 갖는 소자에 관한 것이다.

액정 디스플레이(LCD: Liquid Crystal Display) 패널의 경우 빛을 비추어 주는 백라이트 유닛과 색을 구현하기 위한 컬러필터로 인해 유연성(Flexibility) 구현에 한계가 있다. 반면, 유기발광 다이오드(OLED) 장치는 전류를 인가하면 스스로 빛을 내므로, 많은 종류의 디스플레이 중 플렉서블 디스플레이로 구현하기에 최적의 디스플레이로 각광 받고 있다. 플렉서블 디스플레이로 구현되려면, 기판 자체가 깨지기 쉬운 유리가 아닌 깨지지 않는 소재의 필름이어야 한다.

한편, OLED 소자 또는 TFT 위에는 평탄화를 위한 터치 스크린 패널(TSP: Touch Screen Panel) 또는 투명 접착층(OCA: Optically Clear Adhesive) 등의 오버코트(overcoat) 층이 사용되는데, 이들 오버코트 층의 두께 감소, 평탄화 향상, 및 TFT 내부 회로와 터치 센서간 노이즈 및 터치 감도의 저감 등이 중요하다.

SNR(Signal to noise ratio)을 낮추기 위해서는 유기절연 효과가 있어야 하고, 인쇄 시 일정한 두께로 평탄화가 고르게 이루어져야 한다. 오버코트 층의 두께 균일성이 좋지 않으면 부분 마다 절연 효과가 달라질 수 있고, 화학기상증착(CVD: Chemical vapor deposition) 등의 차기 공정에 영향을 주어 공정 수율을 감소시킬 수 있다.

또한, OLED 소자 위에 증착되는 층의 경우, 고휘도를 위해서는 투과도가 높아야 하며, 오버코트 층 자체가 유기 절연층 역할을 하기 때문에 유전율이 낮은 절연 효과가 있어야 한다. 또한, 코팅 후 일정 경도 이상의 물리적 특성을 가져야 CVD 공정 시 발생될 수 있는 헤이즈(haze), 저경도 등의 문제점을 개선할 수 있다.

일 구현예는 낮은 온도에서 경화하여 높은 기계적 강도를 가지며, 높은 투과율, 낮은 유전율, 및 우수한 내화학성을 가지고, 또한 우수한 폴딩(folding) 특성을 갖는 저온 경화 조성물을 제공하는 것이다.

다른 구현예는 상기 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화막을 제공하는 것이다.

또 다른 구현예는, 상기 경화막을 포함하는 전자 장치를 제공하는 것이다.

일 구현예는, (A) 하기 화학식 1로 표시되는 실록산 화합물, 및 (B) 설포늄계 양이온과 보레이트계 음이온의 염인 에폭시 개환반응 양이온 열개시제를 포함하는 저온 경화 조성물을 제공한다:

[화학식 1]

(R¹R²R³SiO_1/2)_M(R⁴R⁵SiO_2/2)_D1(R⁶R⁷SiO_1/2-Y¹-SiO_1/2R⁸R⁹)_D2(R¹⁰SiO_3/2)_T1(SiO_3/2-Y²-SiO_3/2)_T2(SiO_4/2)_Q

상기 화학식 1에서,

R¹ 내지 R¹⁰은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 1가 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 1가 지환족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 1가 방향족 탄화수소기, 및 에폭시-치환된 1가 유기기로부터 독립적으로 선택되는 유기기이되, R¹ 내지 R¹⁰ 중 적어도 하나는 에폭시-치환된 1가 유기기이고,

Y¹은 단일결합, 산소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐렌기, 또는 이들의 조합이고,

Y²는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐렌기, 또는 이들의 조합이고,

0≤M<1, 0≤D1<1, 0≤D2<1, 0<T1<1, 0<T2<1, 0≤Q<1 이고, M+D1+D2+T1+T2+Q=1이며, 상기 M, D1, D2, T1, T2, 및 Q로 표시한 구조단위들은 각각 상이한 1 종 이상의 구조단위들을 포함할 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 수평균 분자량은 100 g/mole 내지 100,000 g/mole 이다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 에폭시 당량은 50 그램/당량 (gr/eq.) 내지 260 그램/당량이다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 M=0, D1=0, D2=0, 0.8≤T1<1, 0<T2≤0.2, 및 Q=0 일 수 있다.

상기 에폭시-치환된 1가 유기기는 에폭시-치환된 1가 지방족 유기기, 에폭시-치환된 1가 지환족 유기기, 에폭시-치환된 1가 방향족 유기기일 수 있다.

상기 에폭시-치환된 1가 유기기는 글리시딜 에테르기 또는 에폭시사이클로알킬기를 포함할 수 있다.

상기 에폭시 개환반응 양이온 열개시제는 하기 화학식 2로 표시될 수 있다:

[화학식 2]

상기 화학식 2에서,

R¹¹ 내지 R¹⁴는, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로부터 선택되고,

X^-은 보레이트계 음이온이다.

상기 화학식 2에서,

R¹¹ 내지 R¹⁴는, 각각 독립적으로, 수소, C1 내지 C4 알킬기, 또는 C1 내지 C4 의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10의 아릴기일 수 있다.

상기 보레이트계 음이온은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다:

[화학식 3]

상기 화학식 3에서,

R²⁶ 내지 R³⁰은, 각각 독립적으로, F, Cl, Br 또는 I 이다.

상기 에폭시 개환반응 양이온 열개시제는 상기 조성물 내에 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량% 포함될 수 있다.

상기 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다.

상기 조성물은 중합금지제를 더 포함할 수 있다.

상기 조성물은 100℃ 이하의 온도에서 경화할 수 있다.

다른 구현예에서는, 상기 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화막을 제공한다.

상기 경화막은 유기발광 다이오드(OLED)소자의 오버코트 층일 수 있다.

또 다른 구현예에서는, 상기 경화막을 갖는 전자 장치를 제공한다.

상기 구현예에 따른 저온 경화 조성물은 100℃ 이하의 온도에서 경화하여 높은 기계적 강도를 가지고, 높은 투과율, 낮은 유전율, 및 우수한 내화학성을 가지며, 특히 폴딩(folding) 특성이 우수하여, 플렉서블 디스플레이의 오버코트 층으로 유용하게 사용될 수 있다. 또한, 상기 조성물은 저온에서 속경화 함으로써 공정 시간 단축 효과도 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지 않으며, 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C20 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C3 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C20 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.

또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 화학식 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.

또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

TFT-LCD나 집적회로소자에는 층간에 배치되는 배선의 사이를 절연하기 위해서 층간 절연막을 사용하고 있다. 층간 절연막은 일련의 공정, 예컨대 감광성 수지 조성물의 도포, 프리베이킹, 노광, 현상 및 포스트 베이킹 공정을 거쳐 제조된다.

종래 네거티브 층간 절연막은 바인더, 반응성 불포화 화합물, 광중합 개시제, 용매 등의 성분으로 구성되어 있으며, 상기 바인더는 올레핀계 불포화 화합물을 포함하여 층간 절연막의 내열성을 관리하여 왔다. 그러나, 기존 올레핀계 불포화 화합물은 경화 온도가 150℃ 이상으로, 100℃ 이하의 저온 경화가 불가능하여 플렉서블 디스플레이 제조 공정에 적용할 수 없었다.　이에, 기존 유기막보다 상당히 낮은 온도에서 경화 가능하면서도 쉽게 합성 가능하고, 수급이 쉬운 바인더, 및 경화 시스템 개발에 대한 요구가 있었다.

에폭시기를 도입한 아크릴계 공중합체나 에폭시 실리콘 조성물 자체로 저온 경화 물성을 구현하려는 시도가 있었다. 그러나, 에폭시기를 도입한 아크릴계 공중합체는 저온에서 원하는 만큼의 경도를 확보하기 어렵다. 또한, 실리콘 조성물의 경우, 알켄과 수소 사이의 반응인 수소규소화 반응에 의한 에틸렌 사슬을 형성하여 기계적 강도 등의 특성을 개선하려 하였으나, 100℃ 이하에서 열 경화시 미경화율이 높아 표면 경도가 낮아지고 헤이즈 현상이 발생한다. 또한, 에폭시 촉매를 사용한 에폭시 개환 중합의 경우에도, 100℃ 이하에서 열경화시 경화가 완전히 이루어지지 않아 표면 경도가 낮아지고, 투과도 저하 문제가 발생한다. 표면 경도가 낮으면 CVD 후 헤이즈 현상이 발생하므로 다른 반응 메커니즘이 요구되었다.

본원 발명자들은 치환기로서 에폭시-치환된 유기기를 포함하고, 또한 골격 내에 카보실란을 포함하는 실록산 화합물, 및 낮은 온도, 예를 들어, 100℃ 이하에서 에폭시 개환 반응을 일으키는 양이온 열개시제를 포함하는 조성물을 경화함으로써, 낮은 온도에서 경화하면서도 높은 표면 경도를 가지고, 동시에 높은 투과율과 낮은 헤이즈를 나타내며, 우수한 내화학성, 특히 우수한 폴딩 특성을 가지는 경화막이 얻어짐을 발견하고 본 발명을 완성하였다. 이와 같이 얻어진 경화막은 OLED 소자 등의 오버코트 층으로 적용되어 플렉서블 디스플레이의 제작에 유용하게 사용될 수 있다.

상기 조성물은 적절한 점도 등을 구현하기 위해 용매를 더 포함할 수 있다.

또한 보관 안정성을 위해 중합 금지제를 더 포함할 수도 있다.

이하, 상기 구현예에 따른 저온 경화 조성물의 각 성분들에 대해 자세히 설명한다.

(A) 에폭시기 및 카보실란 단위를 포함하는 실록산 화합물

일 구현예에 따른 저온 경화 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 실록산 화합물을 포함한다:

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

상기 화학식 1의 정의에서, '치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 1가 지방족 탄화수소기'는, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐기를 의미하고, '치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 1가 지환족 탄화수소기'는, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 사이클로알키닐기를 의미하고, '치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 1가 방향족 탄화수소기'는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 아릴기를 의미한다.

상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 수평균 분자량은 100 g/mole 내지 100,000 g/mole, 예를 들어, 500 g/mole 내지 3,000 g/mole, 예를 들어, 1,000 g/mole 내지 3,500 g/mole 일 수 있다.

화학식 1로 표시되는 화합물의 수평균 분자량이 상기 범위 내인 경우, 고 경도 특성과 표면 주름 및 끈적임을 줄일 수 있는 효과를 가질 수 있다. 수평균 분자량이 100 g/mole 미만인 경우 반응성이 빨라서 교반 시 분자량 상승 등의 안정성의 문제가 있을 수 있고, 수평균 분자량이 100,000 g/mole을 초과하는 경우, 고점도로 인해 조액 시 충분히 섞이지 않는 문제가 발생할 수 있다.

화학식 1로 표시되는 화합물의 에폭시 당량은 50 그램/당량 (gr/eq.) 내지 260 그램/당량, 예를 들어 170 gr/eq 내지 200 g/eq, 예를 들어 180 g/eq 내지 195 g/eq 일 수 있다.

에폭시 당량이 상기 범위인 경우, 상기 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화막의 표면 경도 및 투과도가 높고, 헤이즈가 낮고, 우수한 폴딩 특성을 나타낼 수 있다. 에폭시 당량이 50 g/eq 미만이면 적정 개시제 범위 안에서 에폭시 개환 반응이 충분히 진행되지 않는 문제가 생길 수 있고, 에폭시 당량이 260 g/eq을 초과하면 에폭시 개환반응에 의한 가교 효과가 떨어질 수 있다.

상기 화학식 1에서, Y²는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 또는 이들의 조합일 수 있고, 일 실시예에서, Y²는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 사이클로알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기, 또는 이들의 조합일 수 있다.

화학식 1로 표시되는 화합물의 M=0, D1=0, D2=0, 0.8≤T1<1, 0<T2≤0.2, 및 Q=0 일 수 있다.

화학식 1로 표시되는 화합물의 M, D1, D2, Tl, T2, 및 Q가 상기 범위일 때, 상기 조성물로부터 제조되는 경화막은 낮은 경화 온도, 예를 들어 100℃ 이하의 온도에서 에폭시 양이온 열개시제에 의해 경화되고, 경화된 막의 표면 경도가 높고, 투과도가 높으며, 헤이즈가 낮으면서도, 우수한 폴딩 특성을 나타낼 수 있다.

에폭시-치환된 1가 유기기는 글리시딜 에테르기 또는 에폭시사이클로알킬기를 포함할 수 있고, 예를 들어, 글리시독시 프로필기, 또는 에폭시사이클로헥실기일 수 있다.

화학식 1로 표시되는 화합물은, 예를 들어, R¹R²R³SiZ¹로 표현되는 모노머, R⁴R⁵SiZ²Z³로 표현되는 모노머, R⁶R⁷SiZ⁴-Y¹-SiZ⁵R⁸R⁹로 표현되는 모노머, R¹⁰SiZ⁶Z⁷Z⁸로 표시되는 모노머, SiZ⁹Z¹⁰Z¹¹-Y²-SiZ¹²Z¹³Z¹⁴로 표시되는 모노머, 및 SiZ¹⁵Z¹⁶Z¹⁷Z¹⁸로 표현되는 모노머에서 선택된 적어도 하나를 가수분해 및 축중합하여 얻을 수 있다. 여기서 R¹ 내지 R¹⁰의 정의는 전술한 바와 같고, Z¹ 내지 Z¹⁸은, 각각 독립적으로, C1 내지 C6 알콕시기, 히드록시기, 할로겐기, 카르복실기 또는 이들의 조합이다.

화학식 1로 표시되는 화합물을 제조하기 위한 상기 가수분해 및 축중합 반응은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자들에게 잘 알려져 있는 일반적인 방법을 이용할 수 있다. 예를 들면, 상기 모노머들의 혼합물에 용매, 물, 및 필요에 따라 촉매를 첨가하고, 50℃ 내지 150℃, 예를 들어, 90℃ 내지 130℃의 온도에서 0.5 시간 내지 50 시간 정도 교반하는 것을 포함한다. 또한, 교반 중에, 필요에 따라, 증류에 의해 가수분해 부생성물(메탄올 등의 알코올)이나 축합 부생성물의 증류, 제거를 행할 수도 있다.

상기 반응 용매로는 특별히 제한은 없지만, 화학식 1의 화합물을 포함하는 상기 구현예에 따른 저온 경화 조성물에서 포함될 수 있는 용매와 동일한 용매를 사용할 수 있다.

상기 용매의 첨가량은 상기 모노머의 합계 중량 100 중량부에 대해 10 내지 1000 중량부를 사용할 수 있다. 또한, 가수분해 반응에 사용하는 물의 첨가량은 가수분해성기 1 몰에 대해 0.5 몰 내지 4.5 몰 범위로 사용할 수 있다.

필요에 따라 첨가되는 촉매에 특별한 제한은 없지만, 산 촉매, 염기 촉매 등을 사용할 수 있다. 촉매의 첨가량은 상기 모노머의 합계 중량 100 중량부에 대해 0.001 내지 10 중량부의 범위로 사용할 수 있다.

(B) 에폭시 개환반응 양이온 열개시제

상기 에폭시 개환 반응 양이온 열개시제는 설포늄계 양이온과 보레이트계 음이온의 염으로서, 100℃ 이하의 온도, 예컨대 75℃ 이상 90℃ 이하의 온도에서 에폭시 개환반응을 개시할 수 있고, 이로 인해, 상기 에폭시 개환반응 양이온 열개시제를 포함하는 일 구현예에 따른 조성물은 저온, 예를 들어, 80℃ 이하의 온도에서 경화 가능할 수 있다.

[화학식 2]

상기 화학식 2에서,

X^-은 보레이트계 음이온이다.

상기 화학식 2에서,

일 실시예에서, R¹¹과 R¹² 중 하나는 C1 내지 C4 알킬기를 나타내고, 다른 하나는 C1 내지 C4 알킬기, C6 내지 C20아릴알킬기, 또는 C1 내지 C4 알킬기로 치환되거나 비치환된 나프틸기를 나타내고, R¹³은 C1 내지 C4 알킬기, 예를 들어, 메틸기를 나타내고, R¹⁴는 수소 또는 C1 내지 C4 알킬기를 나타낼 수 있다.

[화학식 3]

상기 화학식 3에서,

R²⁶ 내지 R³⁰은, 각각 독립적으로, F, Cl, Br 또는 I 이다.

일 실시예에서, R²⁶ 내지 R³⁰은 모두 F 이다.

예컨대, 상기 에폭시 개환반응 열개시제는 하기 화학식 4로 표시되는 4-아세톡시페닐 메틸 벤질 설포늄·테트라키스(2,3,4,5,6-펜타플루오로페닐) 보레이트, 또는 4-아세톡시페닐 메틸(2-메틸 벤질) 설포늄·테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트, 4-아세톡시페닐 3-메틸 페닐벤질메틸설포늄·테트라키스(펜타플루오로페닐) 보레이트 등을 사용할 수 있고, 이들에 제한되지 않는다.

[화학식 4]

상기 에폭시 개환반응 양이온 열개시제는 상기 구현예에 따른 조성물 내에 약 0.01 중량% 내지 약 5 중량%, 예를 들어 약 0.1 중량% 내지 약 3 중량%, 포함될 수 있다.

상기 범위로 사용됨으로써, 상기 에폭시 개환 반응 양이온 열개시제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물에 치환된 에폭시기들이 100℃ 이하에서 개환되어 다른 실록산 화합물들과 축합 반응을 일으킬 수 있게 하며, 따라서, 100℃ 이하의 낮은 온도에서 충분한 표면 경도를 가지는 경화막을 제조할 수 있게 한다. 이에 따라, 상기 구현예에 따른 조성물, 및 그로부터 얻어지는 경화막은, OLED 소자 등의 상부에서 오버코트 층을 형성하여 플렉서블 디스플레이 제조에 유용하게 사용될 수 있다.

(C) 용매

일 구현예에 따른 저온 경화 조성물은 점도 등을 조절하기 위해 용매를 더 포함할 수 있다. 용매는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물, 및 상기 에폭시 개환반응 열개시제와의 상용성을 가지되, 이들과 반응하지 않는 물질을 사용할 수 있다.

상기 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌 글리콜모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디에틸셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브아세테이트류; 메틸에틸카르비톨, 디에틸카르비톨, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화 수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐라드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세틸아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 안식향산 에틸, 옥살산디에틸, 말레인산디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 페닐셀로솔브 아세테이트 등의 용매를 들 수 있다.

이들 중 좋게는, 상용성 및 반응성을 고려하여, 에틸렌 글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜알킬 에테르아세테이트류; 2-히드록시 프로피온산 에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌글리콜 알킬에테르 아세테이트류를 사용할 수 있다.

용매는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 100 중량부에 대해 약 10 중량부 내지 약 10,000 중량부의 범위로 사용할 수 있고, 상기 조성물을 하부 기재 상에 코팅하기에 적절한 점도를 구현할 수 있는 범위 내에서 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 기술자가 적절한 함량으로 상기 구현예에 따른 조성물에 포함하여 사용할 수 있다.

(D) 중합금지제 및 기타 첨가제

일 구현예에 따른 저온 경화 조성물은 중합금지제를 더 포함할 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 실록산 화합물은 상온에서 중합 반응성이 큰 편이며, 따라서 상온 또는 10℃ 이하에서 냉장 보관 시에도 중합 반응에 의해 화합물의 분자량이 점점 커질 수 있다. 이를 방지하여 화합물의 보관 안정성을 구현하기 위해, 일 구현예에 따른 조성물은 중합 금지제를 더 포함할 수 있다.

중합 금지제로는, 상기 에폭시 개환 반응 열개시제와 구조가 유사하고 가교되는 온도가 열개시제 보다 높은 설포늄계 화합물을 이용할 수 있다. 예를 들어, (4-하이드록시페닐)디메틸 설포늄·메틸 설페이트 (염), 4-(메틸티오)페놀 등을 사용할 수 있다.

중합 금지제를 사용하는 경우, 전체 조성물의 중량을 기준으로, 약 3 중량% 이하, 예를 들어, 약 1 중량% 이하, 예를 들어, 약 0.5 중량% 이하, 예를 들어, 약 0.1 중량% 이하, 예를 들어, 약 0.05 중량% 이하, 예를 들어, 약 0.03 중량% 이하, 예를 들어, 약 0.02 중량% 이하와 같이 소량으로 사용할 수 있다.

중합금지제 외에, 상기 구현예에 따른 조성물은 하기 기재하는 바와 같은 추가의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.

예컨대, 저온 경화 조성물의 하부 기판과의 밀착성 등을 개선하기 위해, 비닐기, 카르복실기, 메타크릴옥시기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 실란계 커플링제를 더 포함할 수 있다.

실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴 벤조산, γ-메타크릴 옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐 트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ-이소시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

실란계 커플링제는 상기 저온 경화 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 　실란계 커플링제가 상기 범위 내로 포함될 경우 밀착성, 저장성 등이 우수할 수 있다.

또한, 상기 구현예에 따른 조성물은, 필요에 따라, 코팅성 향상 및 결점 생성 방지 효과를 위해 계면 활성제, 예컨대 불소계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.

상기 불소계 계면활성제로는, BM Chemie社의 BM-1000^®, BM-1100^®등; 다이 닛폰 잉키 가가꾸 고교(주)社의 메카 팩 F 142D^®, 동 F 172^®, 동 F 173^®, 동 F 183^®등; 스미토모 스리엠(주)社의 프로라드 FC-135^®, 동 FC-170C^®, 동 FC-430^®, 동 FC-431^®등; 아사히 그라스(주)社의 사프론 S-112^®, 동 S-113^®, 동 S-131^®, 동 S-141^®, 동 S-145^®등; 도레이 실리콘(주)社의 SH-28PA^®, 동-190^®, 동-193^®, SZ-6032^®, SF-8428^®등의 명칭으로 시판되고 있는 불소계 계면활성제를 사용할 수 있다.

상기 계면활성제는 상기 조성물 100 중량부에 대해 0.001 중량부 내지 5 중량부로 사용될 수 있다.　 계면활성제가 상기 범위 내로 포함될 경우 코팅 균일성이 확보되고, 얼룩이 발생하지 않으며, 유리 기판에 대한 습윤성(wetting)이 우수하다.

또한 상기 저온 경화 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 산화방지제, 안정제 등의 기타 첨가제가 일정량 첨가될 수도 있다.

상기 저온 경화 조성물은 네거티브형 감광성 수지 조성물일 수 있다.

상기 저온 경화 조성물은 100℃ 이하, 예컨대 90℃ 이하, 예컨대 75℃ 이상 90℃ 이하의 저온에서 경화가 가능할 수 있다.

다른 구현예는 전술한 저온 경화 조성물을 이용하여 제조된 경화막을 제공한다. 　

상기 경화막은 상기 구현예에 따른 조성물을 소정의 전처리를 한 기판, 예를 들어, OLED 소자 상에 스핀 또는 슬릿 코트법, 롤 코트법, 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여 원하는 두께, 예를 들어 1㎛ 내지 30㎛의 두께로 도포하고, 70℃ 내지 90℃의 온도에서 1분 내지 1 시간 동안 가열하여 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 에폭시기의 개환 반응을 개시하고, 연속하여 상기 조성물을 상기 온도에서 가열함으로써, 낮은 온도 범위에서 높은 표면 경도를 가지도록 경화하도록 함으로써 제조될 수 있다.

위와 같이 제조된 경화막은 낮은 온도에서 경화됨에도 불구하고, 높은 표면 경도, 및 그에 따른 높은 기계적 강도를 가지고, 또한 내화학성이 우수하고, 또한 후술하는 실시예로부터 알 수 있는 것처럼, 높은 광 투과율과 낮은 유전율을 가지며, CVD 후 헤이즈가 발생하지 않는다. 뿐만 아니라, 상기 경화막은 OLED 패널로 제조한 후 10만 회 폴딩 테스트를 적용한 경우에도 접힌 흔적이 없고 및 내크랙성 효과를 나타낸다.

이하, 본 발명의 실시예들을 기재한다.　　하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

제조예: 실록산 화합물의 합성

합성예 1: 에폭시기 및 카보실란 함유 실록산 화합물의 제조

물과 톨루엔을 혼합한 혼합 용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후 23℃로 유지하면서, 글리시독시프로필트리메톡시실란(glycidoxypropyltrimethoxysilane) 450 g과 헥사에톡시디실릴에탄((EtO)₃SiCH₂CH₂Si(OEt)₃) 35 g을 혼합하여 2 시간에 걸쳐 교반하였다. 교반이 완료된 후, 90℃로 3 시간 가열하면서 축중합 반응을 실시하였다. 이어서, 실온으로 냉각한 후, 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 고분자 용액을 제조하였다. 이어서, 얻어진 고분자 용액을 물로 세정하여 반응 부산물을 제거하였다. 상기 고분자 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하고, 수평균 분자량 2974 g/mole, 에폭시 당량 174 g/eq 의 하기 화학식 5로 표시되는 실록산 화합물을 얻었다. 상기 수평균 분자량은 Waters 社 Empower GPC의 RI detector로 측정하였다.

[화학식 5]

(OCH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂CH₂SiO₃ _/ ₂)_0.95(SiO₃ _/ ₂CH₂CH₂SiO₃ _/ ₂)_0.05(수평균분자량: 2974 g/mole)

합성예 2: 에폭시기 및 카보실란 함유 실록산 화합물의 제조

물과 톨루엔을 혼합한 혼합용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후 23℃로 유지하고, 에폭시사이클로헥실 에틸트리메톡시실란(epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane) 450g과 헥사에톡시디실릴에탄((EtO)₃SiCH₂CH₂Si(OEt)₃) 70g을 혼합하여 2 시간에 걸쳐 교반하였다. 교반이 완료된 후 90℃로 3시간 가열하면서 축중합 반응을 실시하였다. 이어서 실온으로 냉각한 후 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 고분자 용액을 제조하였다. 이어서, 얻어진 고분자 용액을 물로 세정하여 반응 부산물을 제거하였다. 상기 고분자 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하고, 수평균 분자량 3105 g/mole, 에폭시 당량 192 g/eq의 하기 화학식 6으로 표시되는 실록산 화합물을 얻었다. 상기 수평균 분자량은 Waters 社 Empower GPC의 RI detector로 측정하였다.

[화학식 6]

(ECH-SiO₃ _/ ₂)_0.9(SiO_3/2CH₂CH₂SiO_3/2)₀ _.1 (수평균분자량: 3105 g/mole)

비교 합성예 1: 에폭시기 함유 실록산 화합물의 제조

물과 톨루엔을 혼합한 혼합용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후 23℃로 유지하면서 글리시독시프로필 트리메톡시실란 (glycidoxypropyltrimethoxysilane) 165g과 에폭시사이클로헥실에틸 트리메톡시실란(epoxycyclohexylethyltrimethoxysilane) 28g과 페닐트리메톡시실란 45g과, 디메틸디메톡시실란 85g을 혼합하여 2 시간에 걸쳐 교반하였다. 교반이 완료된 후, 90℃로 3 시간 가열하면서 축중합 반응을 실시하였다. 이어서, 실온으로 냉각한 후 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 고분자 용액을 제조하였다. 이어서, 얻어진 고분자 용액을 물로 세정하여 반응 부산물을 제거하였다. 상기 고분자 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하고, 수평균 분자량 2882 g/mole, 에폭시 당량 329 g/eq의 하기 화학식 7로 표시되는 실록산 화합물을 얻었다. 상기 수평균 분자량은 Waters 社 Empower GPC의 RI detector로 측정하였다.

[화학식 7]

(GP-SiO₃ _/ ₂)_0.3(ECH-SiO_3/2)₀ _.05(PhSiO₃ _/ ₂)_0.15(Me₂SiO_2/2)₀ _.5, (수평균분자량: 2882 g/mole)

비교 합성예 2: 알케닐기 함유 실록산 화합물의 제조

물과 톨루엔을 혼합한 혼합용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후 23℃로 유지하면서, 페닐메틸 디메톡시실란 82g, 및 페닐트리메톡시실란 214g을 혼합하여 2 시간에 걸쳐 교반하였다. 교반이 완료된 후, 90℃로 3 시간 가열하면서 축중합 반응을 실시하였다. 이어서, 디비닐테트라메틸디실록산 44g을 넣고 5 시간 동안 말단 치환(End-cap) 반응을 실시하였다. 실온으로 냉각한 후 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 고분자 용액을 제조하였다. 이어서, 얻어진 고분자 용액을 물로 세정하여 반응 부산물을 제거하였다. 상기 고분자 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하고, 수평균 분자량 3218 g/mole의 하기 화학식 8로 표시되는 알케닐기 함유 실록산 화합물을 얻었다. 상기 수평균 분자량은 Waters 社 Empower GPC의 RI detector로 측정하였다.

[화학식 8]

(Me₂ViSiO₁ _/ ₂)_0.15(PhMeSiO_2/2)₀ _.25(PhSiO₃ _/ ₂)_0.6 (수평균분자량: 3218 g/mole)

비교 합성예 3: 수소 함유 실록산 화합물의 제조

물과 톨루엔을 혼합한 혼합용매 1kg을 3구 플라스크에 투입한 후, 17℃로 유지하면서 테트라메틸디실록산 200g을 혼합하여 1시간에 걸쳐 교반하였다. 교반이 완료된 후 디페닐디클로로실란 250g을 5 시간에 걸쳐 적하하였다. 이어서, 실온 상태에서 물층을 제거하여 톨루엔에 용해된 용액을 제조하였다. 이어서, 얻어진 용액을 물로 세정하여 반응 부산물을 제거하였다. 상기 고분자 용액을 감압증류하여 톨루엔을 제거하고, 수평균 분자량 332 g/mole의 하기 화학식 9로 표시되는 수소 함유 실록산 화합물을 얻었다. 상기 수평균 분자량은 Waters 社 Empower GPC의 RI detector로 측정하였다.

[화학식 9]

(Me₂HSiO₁ _/ ₂)_0.67(Ph₂SiO_2/2)₀ _.33 (수평균분자량: 332 g/mole)

실시예 및 비교예 : 경화 조성물의 제조

실시예 1의 경화 조성물은, 양이온 개환반응 열개시제로서 SI-B3A (Sanshin Chemical 사제) 0.15 중량%, 중합금지제로서 S-ME (Sanshin Chemical 사제) 0.015 중량%, 및 실란 커플링제로 KBM-403 (Shietsu 사제) 1.5 중량% 혼합, 교반한 후, 여기에 합성예 1에 따른 실록산 화합물을 하기 표 1에 기재한 비율로 첨가한 후 교반하여 제조한다.

실시예 2와 실시예 3에 따른 경화 조성물은, 실시예 1에서와 동일한 함량의 양이온 개환반응 열개시제, 및 실란 커플링제를 혼합, 교반한 후, 여기에 합성예 1과 합성예 2에 따른 실록산 화합물을 각각 하기 표 1에 기재한 비율로 첨가하여 교반함으로써 제조한다.

비교예 1의 조성물로는, 비교합성예 2와 비교합성예 3에서 제조한 비닐기 함유 실록산 화합물과, 수소 함유 실록산 화합물을 각각 75 중량% 및 25 중량% 혼합하고, 여기에 수소규소화 촉매로서 Pt-CS 2.0 (Unicore 社)를 조성물의 전체 중량을 기준으로 3 ppm 첨가하여 제조한다.

비교예 2의 조성물은, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 함량의 에폭시 개환반응 열개시제 및 실란 커플링제를 먼저 혼합 및 교반한 후, 여기에 아크릴 공중합체인 SP-RY10 (Showa-denko 社)를 하기 표 1에 기재된 함량으로 첨가하고 교반하여 제조한다.

비교예 3의 조성물은, 실시예 1에서 사용한 것과 동일한 함량의 에폭시 개환반응 열개시제 및 실란 커플링제를 혼합 후 교반하고, 여기에 비교 합성예 1에 따른 실록산 화합물을 하기 표 1에 기재된 함량으로 첨가하여 교반함으로써 제조한다.

제조예 및 평가: 경화막의 제조 및 평가

상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 경화 조성물들을 Screenprinting 장비를 이용해 유리 기판 위에 각각 도포한 후, 85℃ 오븐에서 1 시간 경화하여 두께 10 ㎛의 경화막을 얻는다.

얻어진 경화막 각각에 대해, 하기 방법을 사용하여 경도, 투과도, 및 헤이즈를 측정하고, 또한 하기 방법으로 폴딩 테스트를 시행하여 그 결과를 하기 표 1에 나타낸다.

1) 경도: 상기 경화막을 상온에서 충분히 식힌 후, ASTM D3363 시험규격에 따라 연필경도 시험기 Shinto Scientific 社의 HEIDON 장비로 JIS K5600 방법을 통하여 측정하였다. 6B 내지 9H 범위에서 상온에서 연필경도를 측정한다

2) 투과도: UV 투과도 장비(SHIMADZU 社 UV-1800 장비)를 사용하여 280 nm 부터 800nm까지의 투과율을 측정한 후, 450nm에서의 투과율을 대표 값으로 기재한다.

3) CVD 후 헤이즈: 상기 제조된 경화막 위에 SiNx 3000Å을 CVD (Chemical Vapor Deposition) 방식을 통하여 형성한다. 이후, 표면을 haze meter기(Nippon denshoku 社 hazemeter NDH2000 장비)를 이용하여 haze index 값을 측정하였다.

4) 폴딩 테스트: 80 ㎛ 폴리이미드(PI) 필름 위에 각 실시예 및 비교예에 따른 조성물을 1,500 ㎛ 두께로 코팅한 후 3R 수준(3 mm 반지름을 갖는 원) 간격만큼 10 만회 폴딩하여 크랙이나 뜯김 현상이 있는지를 테스트한다.

	비교예1	비교예2	비교예3	실시예1	실시예2	실시예3
비교 합성예 2의 실록산	75.0	-	-	-	-	-
비교 합성예 3의 실록산	25.0	-	-	-	-	-
수소규소화 촉매 Pt	3 ppm	-	-	-	-	-
아크릴산 공중합체(SP-RY10)	-	98.3	-	-	-	-
합성예 1의 실록산 (EEW167g/eq)	-	-	-	98.3	98.3	-
합성예 2의 실록산 (EEW195g/eq)	-	-	-	-	-	98.3
합성예 3의 실록산 (EEW367g/eq)	-	-	98.3	-	-	-
에폭시 개환반응 열개시제 (SI-B3A)	-	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15
중합금지제 (S-ME)	-	-	-	0.015	-	-
실란커플링제 (KBM-403)	-	1.5	1.5	1.5	1.5	1.5
경도 (Pencil hardness, 1kg)	< 6B	< 6B	HB	2H	6H	3H
투과도 (450 nm, %)	99.3	< 95	99.0	99.6	99.7	99.7
CVD 後 Haze meter	> 30	> 30	1.0	0.1	0.1	0.1
Folding test (10만 회)	-	-	-	양호	양호	양호

(표 1에서, 수소규소화 촉매를 제외한 나머지 성분들의 함량은 모두 중량%이다.)

　상기 표 1로부터, 본 구현예에 따라 에폭시 치환된 유기기를 가지는 실록산 구조단위 및 카보실란 구조단위를 모두 포함하는 실록산 화합물을 에폭시 개환반응 열개시제와 함께 포함하는 실시예 1 내지 3에 따른 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화막이, 낮은 온도, 즉, 85℃에서 1 시간 경화시켰음에도 불구하고, 높은 표면 경도 및 투과도를 가지고, CVD 후 헤이즈 특성이 우수하며, 특히, 10 만 회의 폴딩 테스트에도 크랙 및 접힘 현상이 없는 수준을 유지함을 알 수 있다.

반면, 수소규소화 반응에 의한 비교예 1의 조성물로부터 제조된 경화막은 표면 경도가 6B 이하로 매우 낮고, CVD 후 헤이즈도 매우 높게 나타났다. 이러한 경화막에 대해서는 폴딩 테스트 시 표면에 스크래치 및 기포 같은 크랙이 발생하였다.

또한, 시판품인 아크릴 공중합체 SP-RY10과 에폭시 개환반응 열개시제를 포함하는 비교예 2의 조성물로부터 제조된 경화막의 경도 역시 매우 낮고, 투과도는 95% 미만으로 낮게 나왔으며, CVD 후 헤이즈도 매우 높았다. 이러한 경화막에 대해서도 폴딩 테스트 시 표면에 스크래치 및 기포 같은 크랙이 발생하였다.

한편, 에폭시 치환된 유기기를 포함하나 카보실란 구조단위를 포함하지 않는 비교 합성예 1의 실록산 및 에폭시 개환반응 열개시제를 포함하는 비교예 3의 조성물을 경화시켜 얻은 경화막은, 표면 경도가 여전히 부족하고, CVD 후 헤이즈 특성도 미흡하였다. 이러한 경화막도 폴딩 테스트 시 표면 스크래치는 없으나, 크랙이 발생하였다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예들에 대해 상세히 설명하였지만, 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것이 아니고, 다음의 특허청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 실록산 화합물, 및
(B) 설포늄계 양이온과 보레이트계 음이온의 염인 에폭시 개환반응 양이온 열개시제
를 포함하는 저온 경화 조성물:
[화학식 1]
(R¹R²R³SiO_1/2)_M(R⁴R⁵SiO_2/2)_D1(R⁶R⁷SiO_1/2-Y¹-SiO_1/2R⁸R⁹)_D2(R¹⁰SiO_3/2)_T1(SiO_3/2-Y²-SiO_3/2)_T2(SiO_4/2)_Q
상기 화학식 1에서,
R¹ 내지 R¹⁰은, 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30의 1가 지방족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30의 1가 지환족 탄화수소기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30의 1가 방향족 탄화수소기, 및 에폭시-치환된 1가 유기기로부터 독립적으로 선택되는 유기기이되, R¹ 내지 R¹⁰ 중 적어도 하나는 에폭시-치환된 1가 유기기이고,
Y¹은 단일결합, 산소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐렌기, 또는 이들의 조합이고,
Y²는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 헤테로아릴렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C30 알키닐렌기, 또는 이들의 조합이고,
0≤M<1, 0≤D1<1, 0≤D2<1, 0<T1<1, 0<T2<1, 0≤Q<1 이고, M+D1+D2+T1+T2+Q=1이며, 상기 M, D1, D2, T1, T2, 및 Q로 표시한 구조단위들은 각각 상이한 1 종 이상의 구조단위들을 포함할 수 있다.
제1항에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 수평균 분자량은 100 g/mole 내지 100,000 g/mole 인 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 에폭시 당량은 50 그램/당량 (gr/eq.) 내지 260 그램/당량 인 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물의 M=0, D1=0, D2=0, 0.8≤T1<1, 0<T2≤0.2, 및 Q=0 인 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 에폭시-치환된 1가 유기기는 에폭시-치환된 1가 지방족 유기기, 에폭시-치환된 1가 지환족 유기기, 또는 에폭시-치환된 1가 방향족 유기기인 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 에폭시-치환된 1가 유기기는 글리시딜 에테르기 또는 에폭시사이클로알킬기인 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 에폭시 개환반응 양이온 열개시제는 하기 화학식 2로 표시되는 저온 경화 조성물:
[화학식 2]

상기 화학식 2에서,
R¹¹ 내지 R¹⁴는, 각각 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합으로부터 선택되고,
X^-은 보레이트계 음이온이다.
제7항에서, R¹¹ 내지 R¹⁴는, 각각 독립적으로, 수소, C1 내지 C4 알킬기, 또는 C1 내지 C4 의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10의 아릴기인 저온 경화 조성물.
제7항에서, 상기 보레이트계 음이온은 하기 화학식 3으로 표시되는 저온 경화 조성물:
[화학식 3]

상기 화학식 3에서,
R²⁶ 내지 R³⁰은, 각각 독립적으로, F, Cl, Br 또는 I 이다.
제1항에서, 상기 에폭시 개환반응 양이온 열개시제는 상기 조성물 내에 0.01 중량% 내지 5 중량% 포함되는 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 조성물은 용매를 더 포함하는 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 조성물은 중합금지제를 더 포함하는 저온 경화 조성물.
제1항에서, 상기 조성물은 100℃ 이하의 온도에서 경화되는 저온 경화 조성물.
제1항에 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 조성물을 경화시켜 얻어지는 경화막.
제14항에서, 상기 경화막은 유기발광 다이오드(OLED) 소자의 오버코트 층인경화막.
제14항에 따른 경화막을 갖는 전자 장치.