KR102101156B1 - 밀봉재 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 출원은 밀봉재 조성물, 유기전자장치, 상기 유기전자장치의 신뢰성 평가 방법 및 상기 유기전자장치의 제조방법에 관한 것으로서, 유기전자소자를 밀봉하는 유기층의 평탄도 및 부착력을 향상시켜 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있는 밀봉재 조성물을 제공한다.

Description

밀봉재 조성물 {ENCAPSULATING COMPOSITION}
본 출원은 밀봉재 조성물, 유기전자장치, 상기 유기전자장치의 신뢰성 평가 방법 및 상기 유기전자장치의 제조방법에 관한 것이다.
유기전자장치(OED; organic electronic device)는 정공 및 전자를 이용하여 전하의 교류를 발생하는 유기 재료층을 포함하는 장치를 의미하며, 그 예로는, 광전지 장치(photovoltaic device), 정류기(rectifier), 트랜지스터(transistor) 및 유기발광다이오드(OLED; organic light emitting diode) 등을 들 수 있다.
상기 유기전자장치 중 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)는 기존 광원에 비하여, 전력 소모량이 적고, 응답 속도가 빠르며, 표시장치 또는 조명의 박형화에 유리하다. 또한, OLED는 공간 활용성이 우수하여, 각종 휴대용 기기, 모니터, 노트북 및 TV에 걸친 다양한 분야에서 적용될 것으로 기대되고 있다.
OLED의 상용화 및 용도 확대에 있어서, 가장 주요한 문제점은 내구성 문제이다. OLED에 포함된 유기재료 및 금속 전극 등은 수분 등의 외부적 요인에 의해 매우 쉽게 산화된다. 따라서, OLED를 포함하는 제품은 환경적 요인에 크게 민감하다. 이에 따라 OLED 등과 같은 유기전자장치에 대한 외부로부터의 산소 또는 수분 등의 침투를 효과적으로 차단하기 위하여 다양한 방법이 제안되어 있다.
본 출원은 유기전자소자를 밀봉하는 유기층의 평탄도 및 부착력을 향상시켜 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있는 밀봉재 조성물, 유기전자장치, 상기 유기전자장치의 신뢰성 평가 방법 및 상기 유기전자장치의 제조방법을 제공한다.
본 출원은 밀봉재 조성물에 관한 것이다. 상기 밀봉재 조성물은 예를 들면, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용되는 봉지재일 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 밀봉재 조성물은 유기전자소자의 전면을 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용될 수 있다. 따라서, 상기 밀봉재 조성물이 캡슐화에 적용된 후에는 유기전자장치의 전면을 밀봉하는 유기층 형태로 존재할 수 있다. 본 명세서에서 유기층, 봉지막, 및 봉지재는 동일한 의미로 사용될 수 있다. 또한, 상기 유기층은 후술하는 보호막 및/또는 무기층과 함께 유기전자소자 상에 적층되어 봉지 구조를 형성할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 본 출원은 잉크젯 공정에 적용 가능한 유기전자소자 봉지용 밀봉재 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 비접촉식으로 패터닝이 가능한 잉크젯 프린팅을 이용해 기판에 토출되었을 때, 적절한 물성을 갖도록 설계될 수 있다.
본 명세서에서, 용어 「유기전자장치」는 서로 대향하는 한 쌍의 전극 사이에 정공 및 전자를 이용하여 전하의 교류를 발생하는 유기재료층을 포함하는 구조를 갖는 물품 또는 장치를 의미하며, 그 예로는, 광전지 장치, 정류기, 트랜지스터 및 유기발광다이오드(OLED) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원의 하나의 예시에서 상기 유기전자장치는 OLED일 수 있다.
본 출원의 밀봉재 조성물은, 일방향으로 연장되는 1차 패턴 및 일방향으로 연장되며 상기 1차 패턴과 인접하여 형성되는 2차 패턴을 포함하는 유기층 형태로 경화된 상태에서, 상기 유기층 두께 H에 대한 상기 1차 패턴과 상기 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H×100이 50% 이하, 48% 이하, 45% 이하 또는 44% 이하일 수 있다. 상기 비율의 하한을 특별히 한정되지 않고 0% 또는 1%일 수 있다. 본 명세서에서 인접하여 형성된다는 것은 일방향으로 연장되는 1차 패턴에서 일방향으로 연장되는 방향과 수직하는 방향으로 접하도록 위치되어 있는 것을 의미할 수 있다. 따라서, 1차 패턴과 2차 패턴의 일방향은 같은 방향일 수 있다. 본 출원은 상기 비율을 제어함으로써, 잉크젯 공정으로 적용되어 형성되는 유기층의 우수한 평탄도를 구현할 수 있고, 이러한 유기층은 상부에 부착되는 후술하는 무기층과의 부착력도 우수하게 구현할 수 있다.
1차 및 2차 패턴은 상기 밀봉재 조성물이 한방울씩 인쇄되어 라인을 형성할 수 있고, 보다 구체적으로, 한방울씩 인쇄된 밀봉재 조성물이 퍼져서 일직선 또는 일방향으로 연장된 직사각형 형태로 패턴을 형성할 수 있으며, 상기 패턴의 모양은 특별히 한정되지 않는다. 본 출원은 상기의 1차 및 2차 패턴을 동시에 형성하거나 각각 별도로 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 1차 인쇄 패턴 또는 2차 인쇄 패턴의 폭(W)은 2mm 내지 150 mm, 3 mm 내지 130 mm, 5 mm 내지 100 mm 또는 10 mm 내지 80 mm의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 상기 패턴의 폭을 상기 범위로 조절함으로써, 잉크젯 인쇄 시 유기층의 평탄도가 우수한 유기전자장치의 제공이 가능하다.
상기 유기층의 두께 H는 2 내지 25㎛, 2.3㎛ 내지 20㎛, 2.8㎛ 내지 15㎛ 또는 3.1㎛ 내지 13㎛의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 상기의 유기층에서 1차 패턴과 2차 패턴 사이의 홈부의 높이를 조절함으로써, 유기층의 평탄도를 우수하게 조절할 수 있다. 상기 홈부는 도 2에 도시된 바와 같이 h로 표시될 수 있고, 유기층의 두께 H는 1차 패턴 또는 2차 패턴 두께의 평균을 의미할 수 있다. 상기 홈부는 1차 패턴과 2차 패턴의 경계면에 존재할 수 있다.
본 출원은 후술하는 밀봉재 조성물 조성 또는 유기층의 형성방법을 통해, 상기와 같이 평탄도를 우수하게 구현할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 경화성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 경화성 화합물은 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물 및 비닐 에테르 경화성 화합물을 포함할 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물 및 비닐 에테르 경화성 화합물을 각각 5 내지 50 중량부 및 25 내지 80 중량부; 8 내지 48 중량부 및 26 내지 75 중량부; 13 내지 45 중량부 및 28 내지 70 중량부 또는 18 내지 43 중량부 및 29 내지 68 중량부로 포함할 수 있다. 또한, 상기에 제한되지 않고, 본 출원의 밀봉재 조성물은 상기 비닐 에테르 화합물을 100 중량부 기준으로 하면, 상기 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물을 25 내지 145 중량부, 26 내지 140 중량부, 27 내지 138중량부, 28 내지 135 중량부, 또는 29 내지 134 중량부로 포함할 수 있다. 본 명세서 용어 「중량부」는 각 성분 간의 중량 비율을 의미할 수 있다. 본 출원은 상기 비닐 에테르 함유 경화성 화합물과 환형 구조를 갖는 경화성 화합물의 함량 비율을 제어함으로써, 특히, 전술한 인쇄 패턴 형성 공정에서 유기층을 잉크젯팅 공정으로 형성 시 평탄도를 우수하게 구현하고, 유기전자소자에 상기 액상의 조성물이 직접 적용되어도 소자 손상을 방지하며, 또한, 경화 후 경화 감도 및 부착력을 제공한다.
하나의 예시에서, 비닐 에테르 경화성 화합물은 비닐 에테르기를 갖는 한 그 종류는 특별히 한정되지 않는다. 상기 비닐 에테르 경화성 화합물은 1관능 이상 또는 2관능 이상일 수 있고, 상한은 특별히 제한되지 않고, 10 이하일 수 있다. 또한, 상기 화합물은 분자 구조 내에 환형 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다. 2관능 이상이라는 것은 비닐 에테르기가 2 이상 존재하는 것을 의미할 수 있다. 또한, 비닐 에테르 경화성 화합물이 분자 구조 내에 환형 구조를 가질 경우, 전술한 환형 구조를 갖는 경화성 화합물과는 비닐 에테르 유무에 따라 구별될 수 있고, 이에 따라, 본 명세서에서 전술한 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 상기 비닐 에테르기 또는 후술하는 옥세탄기를 포함하지 않을 수 있다. 상기 비닐 에테르 경화성 화합물이 분자 구조 내에 환형 구조를 가질 경우, 분자 내에 고리 구성 원자가 3 내지 10, 4 내지 8 또는 5 내지 7의 범위 내로 존재할 수 있다. 상기 환형 구조는 지환족 또는 방향족 고리일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 비닐 에테르 경화성 화합물은 1,4-사이클로헥산디메타놀디비닐에테르, 부탄디올 모노비닐 에테르, 트리에틸렌 글라이콜 디비닐 에테르 또는 도데실 비닐 에테르가 예시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서, 경화성 화합물은 경화성 관능기를 갖는 화합물을 총칭할 수 있다. 상기 경화성 화합물은, 예를 들어, 전술한 비닐 에테르 경화성 화합물, 후술하는 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물, 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 경화성 화합물 또는 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물을 포함할 수 있다.
본 출원에서, 전술한 경화성 화합물이 갖는 경화성 관능기는 예를 들어, 비닐 에테르기, 옥세탄기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카르복실기, 아미드기, 에폭사이드기, 설파이드기, 아세탈기 및 락톤기로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다. 상기 경화성 화합물은 그 종류에 따라 경화성 관능기를 1 또는 2 이상 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 하나의 경화성 관능기를 가질 수 있다. 그 상한은 특별히 제한되지 않고, 10 이하일 수 있다.하나의 예시에서, 경화성 화합물은 전술한 바와 같이, 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 화합물은 분자 구조 내에 고리 구성 원자가 3 내지 10, 4 내지 8 또는 5 내지 7의 범위 내일 수 있다. 상기 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 적어도 하나 이상의 경화성 관능기를 포함할 수 있고, 상기 경화성 관능기는 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카르복실기, 아미드기, 에폭사이드기, 설파이드기, 아세탈기 및 락톤기로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 옥세탄기를 경화성 화합물은 적어도 2 이상의 옥세탄기를 가질 수 있다. 그 상한은 특별히 제한되지 않고, 10 이하일 수 있다. 또한, 상기 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물은 비닐 에테르 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 5 내지 90 중량부, 8 내지 88 중량부, 10 내지 83 중량부, 15 내지 79 중량부, 20 내지 75 중량부, 25 내지 73 중량부, 또는 32 내지 70 중량부로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물과 비닐 에테르 함유 화합물의 함량 비율을 조절함으로써, 유기전자소자에 잉크젯 방식으로 유기층을 형성할 수 있고, 도포된 밀봉재 조성물은 짧은 시간 내에 우수한 퍼짐성을 가지며, 경화된 후에 우수한 경화 강도를 갖는 유기층을 제공할 수 있다.
상기 옥세탄기를 갖는 화합물은 중량평균분자량이 150 내지 1,000g/mol, 173 내지 980g/mol, 188 내지 860g/mol, 210 내지 823g/mol 또는 330 내지 780g/mol의 범위 내에 있을 수 있다. 본 출원은 상기 옥세탄기를 갖는 화합물의 중량평균분자량을 낮게 조절함으로써, 잉크젯 인쇄에 적용 시 우수한 인쇄성을 구현하면서 동시에 수분 차단성 및 우수한 경화 감도를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 하나의 예시에서, 250 내지 300mm의 길이, 4.5 내지 7.5mm의 내경을 가지는 금속관으로 되어 있는 컬럼에 3 내지 20mm Polystyrene bead로 충진한다. 측정하고자 하는 물질을 THF 용매에 녹인 희석된 용액을 컬럼에 통과시키면 유출되는 시간에 따라 중량평균분자량을 간접적으로 측정 가능하다. 컬럼으로부터 크기 별로 분리되어 나오는 양을 시간별로 Plot하여 검출할 수 있다.
또한, 상기 옥세탄기를 갖는 화합물은 비점이 90 내지 300℃, 98 내지 270℃, 110 내지 258℃ 또는 138 내지 237℃의 범위 내에 있을 수 있다. 본 출원은 상기 화합물의 비점을 상기 범위로 제어함으로써, 잉크젯 공정에서 고온에서도 우수한 인쇄성을 구현하면서 외부로부터 수분 차단성이 우수하고, 아웃 가스가 억제되어 소자에 가해지는 손상을 방지할 수 있는 밀봉재의 제공이 가능하다. 본 명세서에서 비점은 특별히 달리 규정하지 않는 한, 1기압에서 측정한 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 경화성 화합물은 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 경화성 화합물을 추가로 포함할 수 있다. 상기 지방족 경화성 화합물은 적어도 2 이상의 경화성 관능기를 가질 수 있고, 그 상한은 10 이하일 수 있다. 또한, 상기 지방족 경화성 화합물은 조성물 내의 전체 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 37 중량부 또는 5 중량부 내지 35 중량부 또는 5.3 중량부 내지 33 중량부로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 지방족 경화성 화합물의 함량을 조절함으로써, 우수한 광학 특성과 함께 유기전자소자가 형성된 기판 상에 밀착력을 높이고, 잉크젯으로 상기 조성물이 적용될 수 있도록 그 물성을 제어할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 에폭시 화합물일 수 있고, 에폭시 화합물일 경우, 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 50 내지 350g/eq, 73 내지 332g/eq, 94 내지 318g/eq 또는 123 내지 298g/eq의 범위의 에폭시 당량을 가질 수 있다. 또한, 상기 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물은 에폭시 당량이 120e/eq 내지 375 e/eq 또는 120 e/eq 내지 250 e/eq의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 상기 경화성 화합물의 에폭시 당량을 낮게 조절함으로써, 밀봉재의 경화 후 경화 완료도를 향상시키면서 조성물의 점도가 지나치게 높아져서 잉크젯 공정이 불가능하게 하는 것을 방지할 수 있고, 동시에 수분 차단성 및 우수한 경화 감도를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 에폭시 당량은 1그램 당량의 에폭시기를 함유하는 수지의 그램수(g/eq)이며, JIS K 7236에 규정된 방법에 따라서 측정될 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 밀봉재 조성물은 유리에 대한 접촉각이 30° 이하, 25° 이하, 20° 이하, 15° 이하 또는 12° 이하일 수 있다. 하한은 특별히 제한되지 않으나, 1° 또는 3° 이상일 수 있다. 본 출원은 상기 접촉각을 30° 이하로 조절함으로써, 잉크젯 코팅에서의 짧은 시간 내에 퍼짐성을 확보할 수 있고, 이에 따라 얇은 막의 유기층을 형성할 수 있다. 본 출원에서 상기 접촉각은 Sessile Drop 측정 방법을 사용하여, 유리 상에 상기 밀봉재 조성물을 한 방울 도포하여 측정한 것일 수 있으며, 5회 도포 후 평균값을 측정한 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 화합물은 리모넨 다이오사이드, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 3',4'-에폭시사이클로헥산카복실레이트 (EEC) 및 유도체, 디사이클로펜타디엔 디옥사이드 및 유도체, 비닐사이클로헥센 디옥사이드 및 유도체, 1,4-사이클로헥산디메탄올 비스(3,4-에폭시사이클로헥산카복실레이트) 및 유도체를 예시로 할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 상기 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 지방족 화합물일 수 있고, 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물과는 환형 구조를 갖는 점에서 구별될 수 있다. 또한, 상기 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물은 직쇄, 분지쇄 또는 고리형의 지방족 화합물일 수 있으나, 앞서 언급한 두 화합물과는 옥세탄기를 갖는 점에서 구별될 수 있다. 또한, 비닐 에테르 경화성 화합물은 비닐 에테르기를 갖는 화합물로서 상기 세 화합물과는 구별될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 옥세탄기를 포함하는 경화성 화합물은 상기 관능기를 갖는 한 그 구조는 제한되지 않으며, 예를 들어, TOAGOSEI사의 OXT-221, CHOX, OX-SC, OXT101, OXT121, 또는 OXT212, OXT-211, PNOX-1009 또는 ETERNACOLL사의 EHO, OXBP, OXTP 또는 OXMA가 예시될 수 있다. 또한, 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 경화성 화합물은 알리파틱 글리시딜 에테르, 1,4-부탄다이올 디글리시딜 에테르, 에틸렌글라이콜 디글리시딜 에테르, 1,6-헥산다이올 디글리시딜 에테르, 프로필렌글라이콜 디글리시딜 에테르, 다이에틸렌 글라이콜 디글리시딜 에테르, 부틸 글리시딜 에테르, 2-에틸헥실 글리시딜 에테르 또는 네오펜틸글리콜 디글리시딜 에테르를 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 계면 활성제를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 계면 활성제는 극성 작용기를 포함할 수 있고, 상기 극성 작용기는 계면 활성제의 화합물 구조 말단에 존재할 수 있다. 상기 극성 작용기는 예를 들어, 카르복실기, 히드록시기, 인산염, 암모늄염, 카르복시레이트기, 황산염 또는 술폰산염을 포함할 수 있다. 또한, 본 출원의 구체예에서, 상기 계면 활성제는 비실리콘계 계면 활성제 또는 불소계 계면 활성제일 수 있다. 상기 비실리콘계 계면 활성제 또는 불소계 계면 활성제는, 전술한 경화성 화합물과 함께 적용되어, 유기전자소자 상에 우수한 코팅성을 제공한다. 한편, 극성 반응기를 포함하는 계면활성제의 경우 밀봉재 조성물의 다른 성분과의 친화성이 높기 때문에 부착력 측면에서 우수한 효과를 구현할 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 기재에 대한 코팅성을 향상시키기 위해 친수성(hydrophilic) 불소계 계면 활성제 또는 비실리콘계 계면 활성제를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 계면 활성제는 고분자형 또는 올리고머형 불소계 계면활성제일 수 있다. 상기 계면 활성제는 시판품을 사용할 수 있으며, 예를 들면 TEGO사의 Glide 100, Glide110, Glide 130, Glide 460, Glide 440, Glide450 또는 RAD2500, DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 Megaface F-251, F-281, F-552, F554, F-560, F-561, F-562, F-563, F-565, F-568, F-570 및 F-571 또는 아사히 가라스 사의 Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 및 S-145 또는 스미토모 스리엠 사의 Fluorad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 및 FC-4430 또는 듀퐁 사의 Zonyl FS-300, FSN, FSN-100 및 FSO 및 BYK사의 BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK-399, BYK-3440, BYK-3441, BYKETOL-AQ, BYK-DYNWET 800 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 계면 활성제는 조성물 내의 전체 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부, 0.05 중량부 내지 10 중량부, 0.1 중량부 내지 10 중량부, 0.5 중량부 내지 8 중량부 또는 1 중량부 내지 4 중량부로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위 내에서, 본 출원은 밀봉재 조성물이 잉크젯 방식에 적용되어 박막의 유기층을 형성할 수 있도록 한다.
본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 광개시제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광개시제는 이온성 광개시제일 수 있다. 또한, 상기 광개시제는 180nm 내지 400nm 범위의 파장을 흡수하는 화합물일 수 있다. 본 출원은 상기 광개시제를 사용함으로써, 본 출원의 특정 조성에서 우수한 경화 물성을 구현할 수 있다.
양이온 광중합 개시제의 경우 당업계의 공지의 소재를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 방향족 설포늄, 방향족 요오드늄, 방향족 디아조늄 또는 방향족 암모늄을 포함하는 양이온 부와 AsF6 -, SbF6 -, PF6 -, 또는 테트라키스 (펜타플루오르페닐)보레이트를 포함하는 음이온 부를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 양이온 광중합 개시제로는, 오늄 염(onium salt) 또는 유기금속염(organometallic salt) 계열의 이온화 양이온 개시제 또는 유기 실란 또는 잠재성 황산(latent sulfonic acid) 계열이나 비이온화 양이온 광중합 개시제가 예시될 수 있다. 오늄염 계열의 개시제로는, 디아릴이오도늄 염(diaryliodonium salt), 트리아릴술포늄 염(triarylsulfonium salt) 또는 아릴디아조늄 염(aryldiazonium salt) 등이 예시될 수 있고, 유기금속 염 계열의 개시제로는 철 아렌(iron arene) 등이 예시될 수 있으며, 유기 실란 계열의 개시제로는, o-니트릴벤질 트리아릴 실리 에테르(o-nitrobenzyl triaryl silyl ether), 트리아릴 실리 퍼옥시드(triaryl silyl peroxide) 또는 아실 실란(acyl silane) 등이 예시될 수 있고, 잠재성 황산 계열의 개시제로는 α-설포닐옥시 케톤 또는 α-히드록시메틸벤조인 설포네이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 본 출원의 밀봉재 조성물은 잉크젯 방식으로 유기전자소자를 밀봉하는 용도에 적합하도록, 전술한 특정 조성에 광개시제로서 설포늄염을 포함하는 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 조성에 따른 밀봉재 조성물은 유기전자소자 상에 직접 밀봉됨에도, 아웃 가스 발생량이 적어 소자에 화학적 손상이 가해지는 것을 방지할 수 있다. 또한, 설포늄염을 포함하는 광개시제는 용해도 또한 우수하여, 잉크젯 공정에 적합하게 적용될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 광개시제는 조성물 내의 전체 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 15 중량부, 0.2 내지 13 중량부, 또는 0.3 내지 11 중량부로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 광개시제 함량 범위를 조절함으로써, 유기전자소자 상에 직접되는 조성물의 특성 상 상기 소자에 물리적 화학적 손상을 최소화할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 300nm 이상의 장파장 활성 에너지 선에서의 경화성을 보완하기 위해 광 증감제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광 증감제는 200nm 내지 400nm 범위의 파장을 흡수하는 화합물일 수 있다.
상기 광 증감제는 안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센 등의 안트라센계 화합물; 벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논, 메틸-o-벤조일벤조에이트, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 3,3,4,4-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 아세토페논; 디메톡시아세토페논, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 프로판온 등의 케톤계 화합물; 페릴렌; 9-플로레논, 2-크로로-9-프로레논, 2-메틸-9-플로레논 등의 플로레논계 화합물; 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 1-클로로-4-프로필옥시 티옥산톤, 이소프로필티옥산톤(ITX), 디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 화합물; 크산톤, 2-메틸크산톤 등의 크산톤계 화합물; 안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, t-부틸 안트라퀴논, 2,6-디클로로-9,10- 안트라퀴논 등의 안트라퀴논계 화합물; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스(9-아크리디닐펜탄), 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판 등의 아크리딘계 화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온, 9,10-펜안트렌퀴논 등의 디카보닐 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드 등의 포스핀 옥사이드계 화합물; 메틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-n-부톡시에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트 등의 벤조에이트계 화합물; 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)-4-메틸-시클로펜타논 등의 아미노 시너지스트; 3,3-카본닐비닐-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-메톡시-쿠마린, 10,10-카르보닐비스[1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-C1]-벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온 등의 쿠마린계 화합물; 4-디에틸아미노 칼콘, 4-아지드벤잘아세토페논 등의 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌; 및 3-메틸-b-나프토티아졸린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 광 증감제는 광개시제 100 중량부에 대해, 28 중량부 내지 55 중량부, 31 중량부 내지 52 중량부 또는 32 중량부 내지 40 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 광 증감제의 함량을 조절함으로써, 원하는 파장에서의 경화감도 상승 작용을 구현하면서도, 잉크젯 코팅에서 광 증감제가 용해되지 못하여 접착력을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 밀봉재 조성물은 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원은 밀봉재 조성물의 경화물의 피착체와의 밀착성이나 경화물의 내투습성을 향상시킬 수 있다. 상기 커플링제는, 예를 들어, 티타늄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 또는 실란 커플링제를 포함할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 실란 커플링제로서는, 구체적으로는, 3-글리시딜옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필트리에톡시실란, 3-글리시딜옥시프로필(디메톡시)메틸실란 및 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등의 에폭시계 실란 커플링제; 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란 및 11-머캅토운데실트리메톡시실란 등의 머캅토계 실란 커플링제; 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필디메톡시메틸실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-메틸아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란 및 N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필디메톡시메틸실란 등의 아미노계 실란 커플링제; 3-우레이드프로필트리에톡시실란 등의 우레이드계 실란 커플링제, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란 및 비닐메틸디에톡시실란 등의 비닐계 실란 커플링제; p-스티릴트리메톡시실란 등의 스티릴계 실란 커플링제; 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등의 아크릴레이트계 실란 커플링제; 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 등의 이소시아네이트계 실란 커플링제, 비스(트리에톡시실릴프로필)디설피드, 비스(트리에톡시실릴프로필)테트라설피드 등의 설피드계 실란 커플링제; 페닐트리메톡시실란, 메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 이미다졸실란, 트리아진실란 등을 들 수 있다.
본 출원에서, 커플링제는 조성물 내의 전체 경화성 화합물 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 10 중량부 또는 0.5 중량부 내지 8중량부로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 범위 내에서, 커플링제 첨가에 의한 밀착성 개선 효과를 구현할 수 있다.
본 출원에 따른 밀봉재 조성물에는 상술한 구성 외에도 전술한 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 밀봉재 조성물은 수분 흡착제, 무기필러, 소포제, 점착 부여제, 자외선 안정제 또는 산화 방지제 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 밀봉재 조성물은 상온, 예를 들어, 약 25℃ 에서 액상일 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 무용제 형태의 액상일 수 있다. 상기 밀봉재 조성물은 유기전자소자를 봉지하는 것에 적용될 수 있고, 구체적으로, 유기전자소자의 전면을 봉지하는 것에 적용될 수 있다. 본 출원은 밀봉재 조성물이 상온에서 액상의 형태를 가짐으로써, 유기전자소자의 측면에 조성물을 도포하는 방식으로 소자를 봉지할 수 있다.
또한, 본 출원의 밀봉재 조성물은 잉크 조성물일 수 있다. 본 출원의 밀봉재 조성물은 잉크젯팅 공정이 가능한 잉크 조성물일 수 있다. 본 출원의 밀봉재 조성물은 잉크젯팅 가능할 수 있도록 특정 조성 및 물성을 가질 수 있다.
또한, 본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 경화 후 가시광선 영역에서의 광투과도가 90% 이상, 92% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서 본 출원은 밀봉재 조성물을 전면 발광형 유기전자장치에 적용하여, 고해상도, 저소비전력 및 장수명의 유기전자장치를 제공한다. 또한, 본 출원의 밀봉재 조성물은 경화 후 JIS K7105 표준 시험에 따른 헤이즈가 3% 이하, 2% 이하 또는 1% 이하일 수 있고, 하한은 특별히 한정되지 않으나, 0%일 수 있다. 상기 헤이즈 범위 내에서 밀봉재 조성물은 경화 후 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 전술한 광투과도 또는 헤이즈는 상기 밀봉재 조성물을 유기층으로 경화한 상태에서 측정한 것일 수 있고, 상기 유기층의 두께를 2㎛ 내지 50㎛ 중 어느 한 두께일 때 측정한 광학 특성일 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 상기 광학 특성을 구현하기 위해, 전술한 수분 흡착제 또는 무기 필러는 포함하지 않을 수 있다.
본 출원은 또한, 유기전자장치에 관한 것이다. 예시적인 유기전자장치(3)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(31); 상기 기판(31) 상에 형성된 유기전자소자(32); 및 상기 유기전자소자(32)의 전면을 밀봉하는 유기층(33)을 포함할 수 있다. 상기 유기층은 전술한 밀봉재 조성물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유기층은 일방향으로 연장되는 1차 패턴 및 일방향으로 연장되며 상기 1차 패턴과 인접하여 형성되는 2차 패턴으로 경화된 상태에서, 상기 유기층 두께 H에 대한 상기 1차 패턴과 상기 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H×100이 50% 이하일 수 있다.
본 출원에서 상기 유기층은 유기박막층일 수 있고, 후술하는 무기층 및/또는 보호막과 함께 봉지 구조를 형성할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 유기전자소자는 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기층 및 상기 유기층상에 형성되는 제 2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극층은 투명 전극층 또는 반사 전극층일 수 있고, 제 2 전극층 또한, 투명 전극층 또는 반사 전극층일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유기전자소자는 기판 상에 형성된 반사 전극층, 상기 반사 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기층 및 상기 유기층상에 형성되는 투명 전극층을 포함할 수 있다.
본 출원에서 유기전자소자(23)는 유기발광다이오드일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원에 따른 유기전자장치는 전면 발광(top emission)형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 배면 발광(bottom emission)형에 적용될 수 있다.
상기 유기전자장치는 상기 소자의 전극 및 발광층을 보호하는 보호막(35)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 보호막은 무기 보호막(35)일 수 있다. 상기 보호막은 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition)에 의한 보호층일 수 있고, 그 소재는 공지의 무기물 소재를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 보호막으로 사용되는 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 0.01㎛ 내지 5㎛의 두께로 증착할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치(3)는 상기 유기층(33) 상에 형성된 무기층(34)을 추가로 포함할 수 있다. 무기층(34)은 그 소재는 제한되지 않으며, 전술한 보호막과 동일하거나 상이할 수 있다. 하나의 예시에서, 무기층은 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 질화물일 수 있다. 상기 무기층의 두께는 5 내지 100 nm, 10 nm 내지 90nm 또는 10 내지 80nm일 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 무기층은 도판트가 포함되지 않은 무기물이거나, 또는 도판트가 포함된 무기물일 수 있다. 도핑될 수 있는 상기 도판트는 Ga, Si, Ge, Al, Sn, Ge, B, In, Tl, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소 또는 상기 원소의 산화물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
본 출원의 유기전자장치(3)는 전술한 유기층(33) 및 무기층(34)을 포함하는 봉지 구조를 포함할 수 있고, 상기 봉지 구조는 적어도 하나 이상의 유기층 및 적어도 하나 이상의 무기층을 포함하며, 유기층 및 무기층이 반복하여 적층될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기전자장치는 기판(31)/유기전자소자(32)/보호막(35)/(유기층(33)/무기층(34))n의 구조를 가질 수 있고 상기 n은 1 내지 100의 범위 내의 수일 수 있다. 도 1은 n이 1일 때를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
상기 유기층(33)은 소자(32)의 상부면을 봉지할 수 있고, 상부면 뿐만 아니라 측면도 함께 봉지할 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 유기전자장치(3)는 상기 유기층(33) 상에 존재하는 커버 기판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 기판 및/또는 커버 기판의 소재는 특별히 제한되지 않고 당업계의 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 또는 커버 기판은 유리, 금속 기재 또는 고분자 필름일 수 있다. 고분자 필름은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플루오르에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 또는 폴리이미드 필름 등을 사용할 수 있다.
또한, 본 출원의 유기전자장치(3)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 커버 기판(38)과 상기 유기전자소자(32)가 형성된 기판(31) 사이에 존재하는 봉지 필름(37)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 봉지 필름(37)은 유기전자소자(32)가 형성된 기판(31)과 상기 커버 기판(38)을 부착하는 용도로 적용될 수 있고, 예를 들어, 점착 필름 또는 접착 필름일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 봉지 필름(37)은 유기전자소자(32) 상에 적층된 전술한 유기층 및 무기층의 봉지 구조(36)의 전면을 밀봉할 수 있다.
본 출원은 또한, 유기전자장치의 신뢰성 평가 방법을 제공한다. 상기 신뢰성 평가 방법은 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 일방향으로 연장되는 1차 패턴 및 일방향으로 연장되며 상기 1차 패턴과 인접하여 형성되는 2차 패턴을 포함하는 유기층 형태로 밀봉재 조성물을 경화한 상태에서, 상기 유기층 두께 H에 대한 상기 1차 패턴과 상기 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H×100이 50% 이하인지 여부를 통해 평가를 진행할 수 있다. 상기 패턴은 잉크젯 방식으로 형성될 수 있다. 본 출원은 상기 비율 범위에서, 유기전자소자를 밀봉하는 봉지구조의 부착력 및 고온 고습 내열 유지력을 제공할 수 있다.
본 출원은 또한, 유기전자장치의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은 상부에 유기전자소자가 형성된 기판의 상에, 전술한 밀봉재 조성물이 상기 유기전자소자의 전면을 밀봉하도록 유기층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
유기층을 형성하는 단계는 일방향으로 연장되는 1차 패턴 및 일방향으로 연장되며 상기 1차 패턴과 인접하여 형성되는 2차 패턴을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 1차 패턴과 2차 패턴의 형성은 함께 진행될 수 있고, 1차 패턴이 먼저 형성된 후 2차 패턴이 형성될 수 있으며, 반대로 2차 패턴이 먼저 형성된 후 1차 패턴이 형성될 수 있다. 1차 패턴과 2차 패턴을 함께 형성하는 경우는, 동시에 1차 및 2차 패턴을 형성하거나, 1차 패턴 형성, 2차 패턴 형성, 다시 1차 패턴 형성 및 다시 2차 패턴 형성을 반복할 수 있다. 1차 패턴을 먼저 형성하는 경우, 이격 배치되어 있는 2 이상의 1차 패턴을 먼저 형성 후 1차 패턴과 다른 1차 패턴 사이의 영역에 2차 패턴을 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 1차 인쇄 패턴은 이격 배치되어 있는 2 이상의 인쇄 패턴 라인을 의미하고, 상기 2차 인쇄 패턴 또한, 이격 배치되어 있는 2 이상의 인쇄 패턴 라인을 의미한다. 하나의 예시에서, 본 출원의 유기전자장치 제조방법은 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 일방향으로 연장되고, 소정의 피치를 갖도록 2 이상의 1차 인쇄 패턴을 형성하는 단계; 및 일방향으로 연장되고 상기 1차 인쇄 패턴과 교대로 형성되도록 2차 인쇄 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 2차 인쇄 패턴은, 일정 피치를 두고 일방향으로 연장되도록 인쇄된 1차 인쇄 패턴 사이에, 즉, 상기 1차 패턴이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다. 상기 1차 인쇄 패턴을 형성하는 단계는 1차 인쇄 패턴 사이의 피치가 10㎛ 내지 300mm 또는 3mm 내지 250mm의 범위 내일 수 있고, 상기 인쇄 패턴 안에 존재하는 밀봉재 조성물의 dot 피치는 10㎛ 내지 650㎛, 20㎛ 내지 590㎛, 30㎛ 내지 480㎛, 40㎛ 내지 370㎛, 50㎛ 내지 390㎛ 또는 70㎛ 내지 260㎛ 범위 내일 수 있다. 상기 1차 인쇄 패턴은 상기 밀봉재 조성물이 한방울씩 인쇄되어 라인을 형성할 수 있고, 보다 구체적으로, 한방울씩 인쇄된 밀봉재 조성물이 퍼져서 일직선 또는 일방향으로 연장된 직사각형 형태로 패턴을 형성할 수 있으며, 상기 패턴의 모양은 특별히 한정되지 않는다. 본 출원은 이격 배치되어 있는 2 이상의 1차 인쇄 패턴을 먼저 형성하고, 이 후 2차 인쇄 패턴 형성 단계를 진행함으로써, 밀봉재 조성물이 유기전자소자 상에 유기층 형태로 형성됨에 있어서, 상기 유기층의 우수한 평탄도를 구현할 수 있고, 이러한 유기층은 상부에 부착되는 후술하는 무기물층과의 부착력도 우수하다.
본 명세서에서 상기 용어 「피치」는 전술한 1차 인쇄 패턴의 형성지점과 이웃하는 다른 1차 인쇄 패턴의 형성지점과의 거리를 의미할 수 있다. 또한, 상기 용어 「피치」는 1차 인쇄 패턴이 전술한 수직되는 방향에서 시작하는 지점과 이웃하는 다른 1차 인쇄 패턴이 수직되는 방향에서 시작하는 지점과의 거리를 의미할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 인쇄 패턴을 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄(Inkjet), 그라비아 코팅(Gravure) 스핀 코팅, 스크린 프린팅 또는 리버스 오프셋 코팅(Reverse Offset)으로 진행할 수 있으며, 상기 인쇄 방법은 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 1차 또는 2차 인쇄 패턴을 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄로 형성되고, 상기 잉크젯 인쇄는 50dpi 내지 1000dpi 또는 80 dpi 내지 800 dpi의 범위를 가질 수 있다. 즉, 밀봉재 조성물이 잉크젯 인쇄의 잉크로 사용되어, 인치당 50dot 내지 1000dot이 인쇄될 수 있다. 본 출원은 상기 수치를 조절함으로써, 정밀하게 밀봉재 조성물을 기판 상에 인쇄할 수 있다.
하나의 예시에서, 1차 인쇄 패턴 또는 2차 인쇄 패턴은 2㎛ 내지 25㎛, 2.3㎛ 내지 20㎛, 2.8㎛ 내지 15㎛ 또는 3.1㎛ 내지 13㎛의 두께를 가질 수 있다. 본 출원은 밀봉재 조성물을 매우 얇은 두께로 인쇄함으로써, 유기전자장치를 제조함에 있어서, 유기층의 두께를 최소화하여 박막의 유기전자장치를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제조방법은 인쇄된 밀봉재 조성물을 평탄화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 평탄화하는 단계는 1차 인쇄 패턴 및 2차 인쇄 패턴이 진행된 후에 40초 내지 180초 동안 유지될 수 있다. dot형태로 도포된 밀봉재 조성물은 상기 평탄화 단계에서, 퍼짐으로 인해 1차 인쇄 패턴과 2차 인쇄 패턴 사이를 매울 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 제조방법은 인쇄된 밀봉재 조성물에 광을 조사하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 조성물에 광을 조사하여 경화를 유도할 수 있다. 상기 광을 조사하는 것은 250nm 내지 450nm 또는 300nm 내지 450nm영역대의 파장범위를 갖는 광을 0.3 내지 6 J/cm2의 광량 또는 0.5 내지 5 J/cm2의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 출원의 제조방법은 밀봉재 조성물로 인쇄 패턴을 형성하기 전에 유기전자소자를 형성하는 것을 추가로 포함할 수 있다. 상기 유기전자소자를 형성하는 것은, 기판 상에 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기층 및 상기 유기층상에 형성되는 제 2 전극층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기에서, 유기전자소자가 형성된 기판으로서, 예를 들어, 글라스 또는 고분자 필름과 같은 기판 상에 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 반사 전극 또는 투명 전극을 형성하고, 상기 반사 전극 상에 유기재료층을 형성하여 제조될 수 있다. 상기 유기재료층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층 및/또는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 이어서, 상기 유기재료층 상에 제 2 전극을 추가로 형성한다. 제 2 전극은 투명 전극 또는 반사 전극일 수 있다.
본 출원의 제조 방법은 상기 기판 상에 형성된 제 1 전극층, 유기 재료층 및 제 2 전극층 상에 보호막을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 보호막은 무기 보호막일 수 있다. 상기 보호막은 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition)에 의한 보호층일 수 있고, 그 소재는 공지의 무기물 소재를 사용할 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 보호막으로 사용되는 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 0.01㎛ 내지 50㎛의 두께로 증착할 수 있다.
또한, 본 출원의 제조 방법은 상기 유기층 상에 무기층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 무기층을 형성하는 방법은 전술한 무기 보호막 형성 방법과 동일할 수 있다.
본 출원은 유기전자소자를 밀봉하는 유기층의 평탄도 및 부착력을 향상시켜 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있는 밀봉재 조성물, 유기전자장치, 상기 유기전자장치의 신뢰성 평가 방법 및 상기 유기전자장치의 제조방법을 제공한다.
도 1 및 3은 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기전자장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기층의 1차 패턴(Pattern 1) 및 2차 패턴(Pattern 2)을 나타내는 단면도이다.
이하 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 제시된 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.
실시예 1
환형구조를 가지는 경화성 화합물로서 지환족 에폭시 화합물 Daicel사 Celloxide 2021P(이하, CEL2021P) 및 리모넨 다이옥사이드(LDO)를 사용하였다. 비닐 에테르 경화성 화합물로서, 1,4-사이클로헥산디메타놀디비닐에테르(CHDVE)를 사용하였다. 옥세탄기 함유 경화성 화합물로서, TOAGOSEI사의 OXT-221을 사용하였다. 또한, 광개시제로서 Tetrachem사의 Iodonium염 광개시제인 TTA UV-694(이하, UV694)를 사용하였고, 계면 활성제로서 불소계 계면 활성제인 DIC사의 F430을 사용하였다. 또한, 커플링제로서 실란 커플링제 (KBM-403)을 사용하였고, 광증감제로서 2-isopropylthioxanthone (ITX)를 사용하였다. 또한, 열 안정제로서 2,6-di-tert-Butyl-p-cresol (SIGMA aldrich사의 BHT)를 사용하였다.
상기 조성에 대해서, 하기 표 1과 같은 중량 비율로 배합하여 혼합 용기에 투입하였다. 상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
상기에서 제조된 밀봉재 조성물을 Unijet UJ-200 (Inkjet head-Dimatix 10Pl 256)을 사용하여 잉크 젯팅하여 유기층을 형성하였다. 보다 구체적으로, 상기 밀봉재 조성물을 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 일방향으로 연장되는 1차 패턴을 형성하고, 20초 간격을 둔 뒤에, 상기 1차 인쇄 패턴과 인접하여 형성되도록 일방향으로 연장되는 2차 패턴을 인쇄하였다. 잉크젯 조건은 하기와 같다.
잉크젯 조건:
Waveform - Var1: 2㎲, Main: 8㎲, Var2: 2㎲, Heating temperature: -45℃
Jetting Voltage - 100V, Jetting Frequency - 1000Hz
상기 인쇄된 유기층에 대하여, 40초 동안 평탄화 단계를 거치고, 평탄화된 유기층에 대해 LED 램프를 이용하여 395nm의 파장 범위를 갖는 UV를 1000mW/cm2의 강도로 1000mJ/cm2 조사하여 경화시켰다.
실시예 2
계면 활성제로서의 F430 대신 불소계 계면활성제 F-444(Megaface사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기층을 형성하였다.
실시예 3
계면 활성제로서의 F430 대신 불소계 계면활성제 F-251(Megaface사)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기층을 형성하였다.
실시예 4
계면 활성제로서의 F430 대신 불소계 계면활성제 F-510(Megaface사)를 사용 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기층을 형성하였다.
비교예 1 내지 3
하기 표 1과 같은 중량 비율로 배합하여 혼합 용기에 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 밀봉재 조성물 및 유기층을 형성하였다. 하기 표 1에서 단위는 중량부이다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3
LDO 10 5 5 5
CEL2021P 10 40 50 52
CHDVE 55 30 30 30
OXT-221 17 23 7 5
UV694 1 1 1 1
F430 1 1 1 1
KBM-403 5 5 5 5
ITX 0.5 0.5 0.5 0.5
BHT 0.5 0.5 0.5 0.5
실시예 및 비교예에서의 물성은 하기의 방식으로 평가하였다.
1. 평탄도 측정
실시예에서 제조된 경화된 유기층에 대하여 유기층의 두께 H에 대한 상기 1차 패턴과 상기 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H×100을 측정하여 계산하였다. 상기 수치가 낮을수록 우수한 평탄도를 나타낸다.
상기 측정은 Alpha step(KLA-Tencor)를 사용하여 두께 H 및 홈부의 높이 h를 측정하였다.
2. 퍼짐성
실시예에서 제조한 밀봉재 조성물에 대해 잉크젯을 통해 10pL 한방울 도포 후 60초 동안 유지시킨 뒤 광경화하여 Optical microscope를 통해 퍼짐 정도를 측정하였다. Dot 사이즈가 클수록 퍼짐성이 우수하며, 상기에서 Dimatix 10pL Q head nozzle 간격이 동일하며 dot 피치를 254㎛로 하여 도포 후 측정하였다. 도포된 밀봉재 조성물의 단일 dot에 대한 직경을 측정하였다. 210㎛ 이상일 때 매우 우수, 180㎛ 이상일 경우 퍼짐성 우수로 분류된다.
평탄도 (h/H×100, %) 퍼짐성 (㎛)
실시예 1 43.91 210
실시예 2 38.64 210
실시예 3 38.06 215
실시예 4 40.66 215
비교예 1 50.21 170
비교예 2 60.12 165
비교예 3 65.85 160
3: 유기전자장치
31: 기판
32: 유기전자소자
33: 유기층
34: 무기층
35: 보호막
36: 봉지 구조
37: 봉지 필름
38: 커버 기판

Claims (15)

  1. 비닐 에테르 경화성 화합물, 상기 비닐 에테르 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 25 내지 145 중량부로 포함되고 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물, 상기 비닐 에테르 경화성 화합물 100 중량부에 대하여 5 내지 90 중량부로 포함되고 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물 및 계면 활성제를 포함하고,
    상기 계면 활성제는 비실리콘계 계면 활성제이고, 화합물 구조 말단에 극성 작용기를 포함하는 불소계 계면 활성제이며,
    상기 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물은 비점이 90 내지 300℃의 범위 내인 밀봉재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서, 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물은 적어도 2 이상의 옥세탄기를 갖는 밀봉재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, 옥세탄기를 갖는 경화성 화합물은 중량평균분자량이 150 내지 1,000g/mol의 범위 내인 밀봉재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 지방족 화합물인 밀봉재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 경화성 화합물은 50 내지 350g/eq의 에폭시 당량을 가지는 밀봉재 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제 1 항에 있어서, 계면 활성제는 고분자형 또는 올리고머형인 밀봉재 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 설포늄염을 포함하는 광개시제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 200nm 내지 400nm 범위의 파장을 흡수하는 광 증감제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 경화 후 JIS K7105 표준 시험에 따른 헤이즈가 3% 이하인 밀봉재 조성물.
  12. 기판; 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자의 전면을 밀봉하고 제 1 항에 따른 밀봉재 조성물을 포함하는 유기층을 포함하는 유기전자장치.
  13. 삭제
  14. 상부에 유기전자소자가 형성된 기판의 상에, 제 1 항의 밀봉재 조성물이 상기 유기전자소자의 전면을 밀봉하도록 유기층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전자장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서, 유기층을 형성하는 단계는 잉크젯 인쇄, 그라비아 코팅, 스핀 코팅, 스크린 프린팅 또는 리버스 오프셋 코팅으로 진행하는 유기전자장치의 제조방법.
KR1020190111625A 2016-12-09 2019-09-09 밀봉재 조성물 KR102101156B1 (ko)

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