KR102126702B1 - 유기전자소자의 봉지 방법 - Google Patents
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Abstract
본 출원은 유기전자소자의 봉지 방법 및 유기전자장치에 관한 것으로서, 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단할 수 있고, 봉지막의 평탄도가 우수하여 내구 신뢰성이 우수하며, 봉지 공정의 효율성이 증대되는 유기전자소자의 봉지 방법을 제공한다.
Description
본 출원은 유기전자소자의 봉지 방법 및 유기전자장치에 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), 트랜스미터(transmitter) 및 유기발광다이오드(OLED; organic light emitting diode) 등을 들 수 있다.
상기 유기전자장치 중 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Didoe)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 유기전자소자의 봉지 방법에 관한 것으로서, 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단할 수 있고, 봉지막의 평탄도가 우수하여 내구 신뢰성이 우수하며, 봉지 공정의 효율성이 증대되는 유기전자소자의 봉지 방법을 제공한다.
본 출원은 유기전자소자의 봉지 방법에 관한 것이다. 상기 봉지 방법은 유기전자소자 상에 봉지막을 형성하는 것을 포함한다. 상기 봉지막은 후술하는 유기층과 동일한 의미일 수 있으며, 기판 상에 형성된 유기전자소자의 전면을 모두 커버하도록 캡슐화할 수 있다.
예시적인 봉지 방법은 유기전자소자가 형성된 기판 상에 잉크 조성물을 도포하는 단계 및 상기 도포된 잉크 조성물에 진동을 가하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 잉크 조성물에 의해 전술한 봉지막이 형성될 수 있다. 상기 진동은 0.5 내지 150KHz. 0.8 내지 145 KHz, 1 내지 140 KHz, 7 내지 136 KHz, 18 내지 128 KHz, 22 내지 115 KHz, 28 내지 108 KHz 또는 37 내지 100 KHz의 진동 세기를 가질 수 있다.
본 출원은 상기 소자 상에 도포된 잉크 조성물에 진동을 가함으로써, 잉크 조성물에 의해 인쇄되는 패턴과 패턴 사이에 빈공간 없이 평탄성이 우수하게 봉지막을 형성할 수 있다. 일반적인 잉크젯팅 공정의 경우, 잉크 노즐의 빠짐(또는 막힘)이 없이 진행되는 것이 가장 바람직하지만, 현실적으로 수 많은 노즐 가운데 1 이상이 막힘이 발생할 수 있는 리스크가 있고, 이러한 노즐 막힘은 최종 인쇄 패턴의 불량을 야기한다. 이에 따라, 본 출원은 상기 노즐 빠짐 또는 막힘이 발생하더라도 우수한 신뢰성을 구현할 수 있는 방법을 제공한다. 또한, 본 출원은 잉크 조성물 도포 시 도포 노즐의 막힘에 의한 줄빠짐 얼룩을 방지하고, 잉크 조성물 내의 미세기포를 제거할 수 있다. 또한, 본 출원은 상기 효과로 인해, 유기전자소자에서 발생할 수 있는 흑점(dark spot)을 방지할 수 있고, 얼룩에 의한 디스플레이 불량을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 진동을 가하는 단계는 0.001 내지 300초, 0.005 내지 290초, 0.01 내지 280초, 1 내지 270초, 30 내지 260초, 50초 내지 250초 또는 150 내지 245초의 범위 내에서 진행될 수 있다. 본 출원은 상기 범위 내에서, 도포된 잉크 조성물의 평탄성을 우수하게 유지하고, 공정의 시간 및 비용을 저감시켜 효율성을 증대시킬 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 잉크 조성물을 도포하는 단계는 50dpi 내지 1000dpi의 범위 내에서 진행될 수 있다. 즉, 본 출원의 잉크 조성물이 잉크젯 인쇄의 잉크로 사용되어, 인치당 50dot 내지 1000dot이 인쇄될 수 있다. 본 출원은 상기 수치를 조절함으로써, 정밀하게 잉크 조성물을 기판 상에 인쇄할 수 있다.
하나의 예시에서, 도포된 잉크 조성물은 2 내지 15㎛ 또는 5 내지 13㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께는 소자 상에 형성되는 봉지막이 수분을 충분히 차단하면서도, 평탄화 과정에서 봉지막의 평탄성을 우수하게 구현시킬 수 있는 두께 범위이다. 또한, 전술한 진동 세기 및/또는 진동 시간에서 최적으로 평탄성이 구현되는 두께일 수 있다.
상기에서, 잉크 조성물을 도포하는 단계는 일방향으로 연장되는 인쇄 패턴을 2 이상 형성하는 것을 포함할 수 있다. 상기 잉크 조성물은 잉크젯 인쇄로 2 이상의 인쇄 패턴을 형성할 수 있고, 상기 인쇄 패턴은, 도 1에 도시된 바와 같이, 1차 인쇄 패턴(1) 및 2차 인쇄 패턴(1)을 포함할 수 있다. 도 1은, 도면에 따로 표시하지는 않았으나, 인쇄 패턴이 7개 형성된 예시적인 도면을 나타낸다.
하나의 예시에서, 상기 인쇄 패턴은 2 이상의 잉크 조성물 dot으로 형성될 수 있고, 상기 dot의 피치는 10 내지 250㎛, 12 내지 230㎛, 15 내지 180㎛, 18 내지 140㎛, 22 내지 110㎛ 또는 35 내지 90㎛의 범위 내일 수 있다. 즉, 상기 인쇄 패턴(1)은 2 이상의 dot들이 모여서 형성될 수 있고, 상기 dot과 dot 사이의 피치는 상기 범위일 수 있다. 또한, 상기 일방향으로 연장되는 인쇄 패턴 사이에 10 내지 250㎛, 50 내지 230㎛, 80 내지 210㎛, 110 내지 190㎛ 또는 130 내지 185㎛의 간격(I)이 존재할 수 있다. 상기 간격은 도포하는 단계 이후 진동을 가하는 단계 전에 존재하는 간격일 수 있다. 본 출원은 잉크젯 인쇄의 특성 상, 일방향으로 연장되는 인쇄 패턴이 2 이상 형성되고, 상기 하나의 인쇄 패턴 형성 시 요구되는 dot 피치가 존재할 수 있다. 다만, 잉크젯 공정 상 도포 노즐의 빠짐 현상에 따라 간격이 하나 이상 존재할 수 있고, 본 출원은 이러한 특성을 종합적으로 고려하여, 상기 인쇄 패턴과 패턴 사이에 빈공간(간격)이 발생하지 않도록 전술한 진동 세기를 조절하여 내구 신뢰성이 우수한 봉지막을 제조한다.
본 출원의 구체예에서, 상기 봉지 방법은 도포된 잉크 조성물을 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 경화 단계는 광을 조사하는 것을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 경화는 250nm 내지 450nm, 300nm 내지 450nm, 320 nm 내지 425 nm, 355 nm 내지 400 nm 또는 380nm 내지 398nm 범위 중 어느 한 파장의 광으로 0.3 내지 6 J/cm2의 광량 또는 0.5 내지 5 J/cm2의 광량으로 광을 조사하는 것을 포함할 수 있다. 본 출원은 상기 조건으로 경화가 진행됨에 따라, 유기전자소자 상에 적용된 잉크 조성물을 경화함에 있어서, 소자가 광에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 봉지 방법은 도포된 잉크 조성물에 열을 가하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 열을 가하는 단계는 도포된 잉크 조성물의 경화 전 및/또는 후에 진행될 수 있다. 즉, 상기 열을 가하는 단계는 도포된 잉크 조성물이 경화되기 전에 진행하거나, 경화된 후에 진행될 수 있으며, 경화 전 및 후에 2회 이상 진행할 수 있다. 또한, 하나의 예시에서, 상기 열을 가하는 단계는 도포된 잉크 조성물에 진동을 가하는 단계와 동시에 진행되거나, 별도로 진행될 수 있다. 본 출원은 유기전자소자의 캡슐화를 위해 도포된 잉크 조성물을 경화하기 전 또는 후에 가열시키는 단계를 포함함으로써, 유기전자소자 상에 형성된 봉지막의 평탄도를 우수하게 하면서도 잉크 조성물로부터 발생하는 아웃 가스를 최소화할 수 있다. 본 출원은 상기 아웃 가스를 최소화함으로써, 유기전자소자 상에 직접 적용된 잉크 조성물로부터 기인하는 소자의 물리적, 화학적 손상을 방지할 수 있다.
상기 열을 가하는 단계는 20℃ 내지 230℃, 23℃ 내지 200℃ 또는 24℃ 내지 164℃의 범위 내에서 진행될 수 있다. 또한, 열을 가하는 단계는 1분 내지 40분 또는 3분 내지 29분 중 어느 한 시간 동안 진행될 수 있다. 본 출원은 상기 온도 또는 시간을 조절함으로써, 소자 상에 도포된 잉크 조성물이 봉지막을 형성할 때, 평탄도를 우수하게 구현하면서도 아웃 가스량을 감소시킬 수 있고, 상기 가열 단계에 의해 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 열을 가하는 단계는 잉크 조성물의 경화 전에만 1회 진행되거나, 경화 전후로 2회 이상 진행될 수 있다. 전자의 경우, 열을 가하는 단계는 80℃ 내지 150℃, 88℃ 내지 142℃, 92℃ 내지 137℃ 또는 96℃ 내지 123℃ 의 범위 내에서 1분 내지 40분 또는 2분 내지 35분 중 어느 한 시간 동안 진행될 수 있다. 후자의 경우, 열을 가하는 단계는 잉크 조성물의 경화 전 20℃ 내지 110℃, 22℃ 내지 98℃, 23℃ 내지 68℃, 24℃ 내지 58℃ 또는 28℃ 내지 37℃의 범위 내에서 1분 내지 40분, 2분 내지 35분 또는 6분 내지 15분 중 어느 한 시간 동안 진행될 수 있다. 일 예시에서, 상기 경화 전 가열 온도가 다소 높을 경우, 잉크 조성의 일부 경화가 진행되거나 부반응이 발생하여 목적하는 물성의 봉지막 형성이 어려울 수 있다. 상기 단계 후 잉크 조성물의 경화가 진행될 수 있고, 상기 경화 단계 후, 50℃ 내지 230℃, 55℃ 내지 180℃, 58℃ 내지 178℃, 60℃ 내지 172℃, 62℃ 내지 167℃ 또는 75℃ 내지 156℃의 범위 내에서 1분 내지 40분, 2분 내지 35분 또는 2분 내지 20분 중 어느 한 시간 동안 진행될 수 있다. 하나의 예시에서, 경화 전 열을 가하는 온도(T1)에 대한 경화 후 열을 가하는 온도(T2)의 비(T2/T1)가 1.15 내지 8, 1.3 내지 7.8, 1.8 내지 7.2, 2.1 내지 6.8, 2.8 내지 6.3 또는 3.6 내지 5.8일 수 있다. 본 출원은 상기와 같이 열을 가하는 시점에 따라 가열 온도 및/또는 시간을 조절함으로써, 소자 상에 도포된 잉크 조성물이 봉지막을 형성할 때, 평탄도를 우수하게 구현하면서도 아웃 가스량을 감소시킬 수 있고, 상기 가열 단계에 의해 소자가 손상되는 것을 방지하며, 도포된 조성물의 일부 경화 또는 부반응을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원에서 상기 봉지 방법은, 전술한 도포 단계 및 진동 단계 이전에, 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 유기전자소자를 형성하는 것을 포함할 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 전극, 유기 재료층 및 제 2 전극 상에, 무기층을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 그런 뒤, 앞서 기술한 바와 같이, 상기 기판 상에 상기 유기전자소자를 전면 커버하도록 잉크 조성물을 적용하여 봉지막(유기층)을 형성한다. 이때, 상기 유기층을 형성하는 단계는 특별히 한정되지 않으며, 상기 기판의 전면에 전술한 잉크 조성물을 잉크젯 인쇄(Inkjet), 그라비아 코팅(Gravure), 스핀 코팅, 스크린 프린팅 또는 리버스 오프셋 코팅(Reverse Offset) 등의 공정을 이용할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 잉크 조성물을 도포하는 단계는 잉크젯 장치를 이용하여 잉크 조성물을 토출하는 것을 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 상기 잉크젯 공정은 예를 들면, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용될 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, 트랜스미터 및 유기발광다이오드(OLED) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원의 하나의 예시에서 상기 유기전자장치는 OLED일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 잉크 조성물은 무용제 타입일 수 있다. 또한, 상기 잉크 조성물을 광경화성 조성물일 수 있다. 본 출원은 상기 잉크 조성물을 사용함으로써, 유기 용매를 사용함으로써 함유하게 되는 휘발성 유기 화합물 또는 이온성 물질들의 함유량을 최소화하여 봉지 공정에서의 아웃 가스량을 최소화하고, 이에 따라, 유기전자장치의 신뢰성을 확보할 수 있다.
본 출원에서 상기 봉지 방법에 적용되는 잉크 조성물의 소재는 특별히 제한되지 않으나, 본 출원의 평탄도 특성, 아웃 가스 특성, 잉크의 퍼짐성 및 인쇄 패턴의 신뢰성을 고려했을 때, 후술하는 특정 조성을 가질 수 있고, 상기의 특정 조성은 전술한 봉지 방법으로 내구 신뢰성이 우수한 봉지막을 형성할 수 있다.
예시적인 잉크 조성물은 에폭시 화합물 및 옥세탄기를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 상기 에폭시 화합물은 광경화성 또는 열경화성 화합물일 수 있다. 상기 옥세탄기를 갖는 화합물은 상기 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 45 중량부 내지 145 중량부, 48 중량부 내지 143중량부 또는 63중량부 내지 132중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기의 특정 조성 및 그 함량 범위를 제어함으로 인해, 유기전자소자에 잉크젯 방식으로 유기층을 형성할 수 있고, 도포된 잉크 조성물은 짧은 시간 내에 우수한 퍼짐성을 가지며, 경화된 후에 우수한 경화 감도를 갖는 유기층을 제공할 수 있다. 또한, 상기 잉크 조성물은 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 잉크 조성물은 전술한 에폭시 화합물 및 옥세탄기 함유 화합물과 함께 잉크 조성물로서 공정성과 함께 우수한 접착 강도 및 경화 감도를 구현할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 에폭시 화합물은 적어도 2관능 이상일 수 있다. 즉, 에폭시 관능기가 상기 화합물에 2 이상 존재할 수 있다. 상기 에폭시 화합물은 밀봉재에 적절한 가교도를 구현하여 고온 고습에서의 우수한 내열 내구성을 구현한다.
본 출원의 구체예에서, 에폭시 화합물은 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 화합물 및/또는 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물을 포함할 수 있다. 즉, 본 출원의 잉크 조성물은 에폭시 화합물로서 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 화합물 및 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 함께 포함할 수도 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 있고 상기 화합물 내에 환형 구조가 2 이상, 10 이하로 존재할 수 있다. 상기 환형 구조를 갖는 화합물 및 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물이 함께 포함될 경우, 상기 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물은 환형 구조를 갖는 화합물 100 중량부에 대하여, 20 중량부 이상, 205 중량부 미만, 23 중량부 내지 204 중량부, 30 중량부 내지 203 중량부, 34 중량부 내지 202 중량부, 40 중량부 내지 201 중량부, 60 중량부 내지 200 중량부 또는 100 중량부 내지 173 중량부의 범위 내로 잉크 조성물에 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 함량 범위를 제어함으로써, 잉크 조성물이 유기전자소자의 전면을 잉크젯팅하여 밀봉함에 있어서 적합한 물성을 갖게 하고, 경화 후 우수한 경화 감도를 갖게 하며, 또한, 우수한 수분 차단성을 함께 구현할 수 있게 한다.
하나의 예시에서, 상기 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 화합물은 에폭시 당량이 120g/eq 내지 375 g/eq 또는 120 g/eq 내지 250 g/eq의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 지방족 화합물의 에폭시 당량을 상기 범위로 제어함으로써, 밀봉재의 경화 후 경화 완료도를 향상시키면서 조성물의 점도가 지나치게 높아져서 잉크젯 공정이 불가능하게 하는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 에폭시 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, 옥세탄기를 갖는 화합물 또는 에폭시 화합물은 중량평균분자량이 150 내지 1,000g/mol, 173 내지 980g/mol, 188 내지 860g/mol, 210 내지 823g/mol, 330 내지 780g/mol 또는 350 내지 500 g/mol의 범위 내에 있을 수 있다. 본 출원은 상기 에폭시 화합물의 에폭시 당량을 낮게 제어하거나, 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 의미할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 에폭시 당량은 1그램 당량의 에폭시기를 함유하는 수지의 그램수(g/eq)이며, JIS K 7236에 규정된 방법에 따라서 측정될 수 있다.
또한, 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, 분자 구조 내에 환형 구조를 갖는 화합물은 지환족 에폭시 화합물이 예시될 수 있다. 예를 들어, 상기 화합물은 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.
하나의 예시에서, 상기 옥세탄기를 포함하는 화합물은 상기 옥세탄 관능기를 갖는 한 그 구조는 제한되지 않으며, 예를 들어, TOAGOSEI사의 OXT-221, CHOX, OX-SC, OXT101, OXT121, OXT221 또는 OXT212, 또는 ETERNACOLL사의 EHO, OXBP, OXTP 또는 OXMA가 예시될 수 있다. 또한, 직쇄 또는 분지쇄의 지방족 에폭시 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, 잉크 조성물은 광 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광 개시제는 양이온 광중합 개시제일 수 있다. 또한, 상기 광 개시제는 200nm 내지 400nm 범위의 파장을 흡수하는 화합물일 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 개시제를 사용할 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 요오도늄염 또는 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, 상기 광개시제는 용해도 또한 우수하여, 잉크젯 공정에 적합하게 적용될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 광 개시제는 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 1 내지 15 중량부, 2 내지 13 중량부, 또는 3 내지 11 중량부로 포함될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 잉크 조성물은 계면 활성제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 잉크 조성물은 계면 활성제를 포함함으로써, 퍼짐성이 향상된 액상 잉크로 제공될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 계면 활성제는 극성 작용기를 포함할 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 에폭시 화합물 및 옥세탄기를 갖는 화합물과 함께 적용되어, 유기전자소자 상에 우수한 코팅성을 제공한다. 한편, 극성 반응기를 포함하는 계면활성제의 경우 잉크 조성물의 다른 성분과의 친화성이 높기 때문에 경화 반응에 참여 가능하고, 이에 따라 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 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 0.1 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 잉크 조성물이 잉크젯 방식에 적용되어 박막의 유기층을 형성할 수 있도록 한다.
본 출원의 구체예에서, 상기 잉크 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 후술하는 광 개시제 100 중량부에 대해, 28 중량부 내지 40 중량부, 31 중량부 내지 38 중량부 또는 32 중량부 내지 36 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 광 증감제의 함량을 조절함으로써, 원하는 파장에서의 경화감도 상승 작용을 구현하면서도, 광 증감제가 용해되지 못하여 부착력을 저하시키는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 잉크 조성물은 커플링제를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원은 잉크 조성물의 경화물의 피착체와의 밀착성이나 경화물의 내투습성을 향상시킬 수 있다. 상기 커플링제는, 예를 들어, 티타늄계 커플링제, 알루미늄계 커플링제, 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 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 10 중량부 또는 0.5 중량부 내지 5중량부로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 범위 내에서, 커플링제 첨가에 의한 밀착성 개선 효과를 구현할 수 있다.
본 출원의 잉크 조성물은 필요에 따라, 수분 흡착제를 포함할 수 있다. 용어 「수분 흡착제」는 물리적 또는 화학적 반응 등을 통해, 외부로부터 유입되는 수분 또는 습기를 흡착 또는 제거할 수 있는 성분을 총칭하는 의미로 사용될 수 있다. 즉, 수분 반응성 흡착제 또는 물리적 흡착제를 의미하며, 그 혼합물도 사용 가능하다.
본 출원에서 사용할 수 있는 수분 흡착제의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 수분 반응성 흡착제의 경우, 금속산화물, 금속염 또는 오산화인(P2O5) 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합물을 들 수 있고, 물리적 흡착제의 경우, 제올라이트, 지르코니아 또는 몬모릴로나이트 등을 들 수 있다.
본 출원의 잉크 조성물은 수분 흡착제를, 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여, 5 중량부 내지 100 중량부, 5 내지 80 중량부, 5 중량부 내지 70 중량부 또는 10 내지 30 중량부의 양으로 포함할 수 있다. 본 출원의 잉크 조성물은, 바람직하게 수분 흡착제의 함량을 5 중량부 이상으로 제어함으로써, 잉크 조성물 또는 그 경화물이 우수한 수분 및 습기 차단성을 나타내도록 할 수 있다. 또한, 본 출원은 수분 흡착제의 함량을 100 중량부 이하로 제어하여, 박막의 봉지 구조를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 잉크 조성물은 필요에 따라, 무기 필러를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원에서 사용할 수 있는 필러의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 클레이, 탈크, 알루미나, 탄산칼슘 또는 실리카 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
본 출원의 잉크 조성물은, 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 0 중량부 내지 50 중량부, 1 중량부 내지 40 중량부, 1 중량부 내지 20 중량부, 또는 1 내지 10 중량부의 무기 필러를 포함할 수 있다. 본 출원은, 무기 필러를 바람직하게는 1 중량부 이상으로 제어하여, 우수한 수분 또는 습기 차단성 및 기계적 물성을 가지는 봉지 구조를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 무기 필러 함량을 50 중량부 이하로 제어함으로써, 박막으로 형성된 경우에도 우수한 수분 차단 특성을 나타내는 경화물을 제공할 수 있다.
본 출원에 따른 잉크 조성물에는 상술한 구성 외에도 전술한 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 잉크 조성물은 소포제, 점착 부여제, 자외선 안정제 또는 산화 방지제 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 잉크 조성물은 상온, 예를 들어, 15℃ 내지 35℃ 또는 약 25℃에서 액상일 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 잉크 조성물은 무용제 형태의 액상일 수 있다. 상기 잉크 조성물은 유기전자소자를 봉지하는 것에 적용될 수 있고, 구체적으로, 상기 잉크 조성물은 유기전자소자의 전면을 봉지하는 것에 적용될 수 있는 잉크 조성물일 수 있다. 본 출원은 잉크 조성물이 상온에서 액상의 형태를 가짐으로써, 유기전자소자의 측면에 조성물을 잉크젯 방식으로 소자를 봉지할 수 있다.
또한, 본 출원의 구체예에서, 잉크 조성물은 25℃의 온도, 90%의 토크 및 100rpm의 전단속도에서, 브룩필드사의 DV-3으로 측정한 점도가 50cPs 이하, 1 내지 46 cPs, 3 내지 44 cPs, 4 내지 38cPs, 5 내지 33cPs 또는 14 내지 24cPs의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 조성물의 점도를 상기 범위로 제어함으로써, 유기전자소자에 적용되는 시점에서의 코팅성을 우수하게 하여 박막의 봉지재를 제공할 수 있다.
또한, 본 출원의 구체예에서, 상기 잉크 조성물은 경화 후 가시광선 영역에서의 광투과도가 90% 이상, 92% 이상 또는 95% 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서 본 출원은 잉크 조성물을 전면 발광형 유기전자장치에 적용하여, 고해상도, 저소비전력 및 장수명의 유기전자장치를 제공한다. 상기 광학 특성을 고려할 때, 상기 잉크 조성물은 전술한 수분 흡착제 또는 무기 필러를 포함하지 않을 수도 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 잉크 조성물은 유리에 대한 접촉각이 30° 이하, 25° 이하, 20° 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 잉크 조성물을 한 방울 도포하여 측정한 것일 수 있으며, 5회 도포 후 평균값을 측정한 것일 수 있다.
본 출원은 또한, 유기전자장치에 관한 것이다. 예시적인 유기전자장치(3)는 도 3에 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 유기전자장치는 전술한 봉지 방법으로 제조된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 도 1을 확대한 단면도이다. 본 출원의 구체예에서, 상기 유기전자장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 일방향으로 연장된 1차 패턴(1) 및 일방향으로 연장되며 상기 1차 패턴과 인접하여 형성된 2차 패턴(1)을 포함하는 유기층 형태로 잉크 조성물이 경화된 상태에서, 상기 유기층 두께 H에 대한 상기 1차 패턴과 상기 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H × 100이 30% 미만, 29% 미만, 또는 28% 이하일 수 있다. 상기 비율의 하한은 특별히 한정되지 않고 0%, 1% 또는 5%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, 잉크 조성물로 형성되는 봉지막의 우수한 평탄도를 구현할 수 있고, 이러한 봉지막은 상부에 부착되는 후술하는 무기물층과의 부착력도 우수하게 구현할 수 있다.
상기 1차 및 2차 패턴은 상기 잉크 조성물이 한 방울씩 인쇄되어 2 이상의 dot이 라인을 형성할 수 있고, 보다 구체적으로, 한방울씩 인쇄된 잉크 조성물 dot이 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. 본 명세서에서, 상기 1차 패턴 및 2차 패턴은 패턴과 패턴을 구별하기 위해 임의로 지정한 명칭이며, 순서나 패턴 수를 의미하지 않는다.
하나의 예시에서, 1차 패턴의 형성지점과 2차 패턴의 형성지점의 간격은 10㎛ 내지 500㎛, 20㎛ 내지 430㎛, 30㎛ 내지 390㎛ 또는 60㎛ 내지 250㎛의 범위 내일 수 있다. 상기에서 인쇄 패턴의 형성지점은 잉크젯 인쇄에서 잉크 조성물 dot이 도포되는 지점을 의미할 수 있다. 상기 형성지점은 상기 다수의 dot이 퍼져서 일방향으로 연장되는 인쇄 패턴을 형성하는 것을 고려하여, 상기 1차 인쇄 패턴의 중앙 및 2차 인쇄 패턴의 중앙을 의미할 수 있으며, 상기 중앙은 전술한 일방향으로 연장되는 방향과 수직되는 방향에서의 가운데를 의미할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「중앙」은 실질적인 중앙을 의미할 수 있고, ±10㎛, ±5㎛ 또는 ±1㎛의 오차를 가질 수 있다. 또한, 용어 「수직」은 실질적인 수직을 의미할 수 있고, 마찬가지로 ±10°, ±5° 또는 ±1°의 오차를 가질 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 유기전자소자는 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 유기전자소자의 전극 및 발광층을 보호하는 무기층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 무기층은 무기 보호막일 수 있다. 상기 무기층(35)은 유기전자소자(32)와 전술한 유기층(33) 사이에 존재할 수 있다. 상기 무기층은 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition)에 의한 보호층일 수 있고, 그 소재는 공지의 무기물 소재를 사용할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치는 상기 유기층(33) 상에 형성된 무기층(34)을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 무기층은 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물, 질화물 또는 산질화물일 수 있다. 상기 무기층의 두께는 0.01㎛ 내지 50㎛ 또는 0.1㎛ 내지 20㎛ 또는 1㎛ 내지 10㎛일 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.
하나의 예시에서, 상기 유기층의 두께는 2㎛ 내지 20㎛, 2.5㎛ 내지 15㎛, 2.8㎛ 내지 9㎛의 범위내일 수 있다. 본 출원은 유기층의 두께를 얇게 제공하여 박막의 유기전자장치를 제공할 수 있다.
본 출원의 유기전자장치는 전술한 유기층(33) 및 무기층(34, 35)을 포함하는 봉지 구조(36)를 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/유기전자소자/무기층/(유기층/무기층)n의 구조를 가질 수 있고 상기 n은 1 내지 100의 범위 내의 수일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 유기전자장치는 상기 유기층 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 4에 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, 상온에서 고상의 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. 또한, 상기 커버 기판은, 글래스, 고분자 수지 필름 또는 금속층일 수 있다.
본 출원은 잉크 조성물을 이용한 유기전자소자의 봉지 방법에 관한 것으로서, 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단할 수 있고, 잉크 조성물로 형성된 봉지막의 평탄도가 우수하여 내구 신뢰성이 우수하며, 잉크 조성물 도포 시 도포 노즐의 막힘에 의한 줄빠짐 얼룩을 방지하고, 조성물 내의 미세기포를 제거할 수 있으며, 이에 따라 봉지 공정의 효율성이 증대되는 유기전자소자의 봉지 방법을 제공한다.
도 1은 본 발명의 하나의 예시에 따른 인쇄 패턴을 나타내는 평면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시에 따른 인쇄 패턴을 나타내는 단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기전자장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 예시에 따른 인쇄 패턴을 나타내는 단면도이다.
도 3 및 4는 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기전자장치를 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.
잉크 조성물의 제조
상온에서 에폭시 화합물로서 지환족 에폭시 화합물 (Daicel사 Celloxide 2021P) 및 지방족 에폭시 화합물 (HAJIN CHEM TECH사, DE200), 옥세탄기 함유 화합물 (TOAGOSEI사의 OXT-221), 요오도늄염을 포함하는 광 개시제(Tetrachem사의 TTA-UV694, 이하, UV694) 및 불소계 계면 활성제 (DIC사의 F552)를 각각 23.8:28.7:41.5:5.0:1.0 (Celloxide2021P:DE200:OXT-221:UV694:F552)의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 잉크 조성물 잉크를 제조하였다.
실시예
1
상기 제조된 잉크 조성물을 Unijet UJ-200 (Inkjet head-Dimatix 10Pl 256)을 사용하여 유기전자소자가 형성된 기판 상에 잉크젯팅하여 인쇄 패턴을 형성하였다. 상기 잉크 조성물의 dot의 평균 피치를 40㎛로 하여, 인쇄 패턴을 형성하였고, 상기 인쇄 패턴 간의 평균 간격을 180㎛로 하여 유기층 패턴을 형성하였다. 기판 상에 도포된 인쇄 패턴에 대하여 진동 장치를 이용하여 40KHz의 세기로 0.01초동안 진동을 가하였다.
상기 도포된 인쇄 패턴에 대해 100℃로 3분간 열처리를 하였다. 상기 잉크 조성물에 대해 5%의 상대습도 조건에서 1000mW/cm2의 강도로 1J/cm2의 UV를 조사하여 경화시켜서 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
2
도포된 인쇄 패턴에 대해 진동을 10초 동안 가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
3
도포된 인쇄 패턴에 대해 진동을 40초 동안 가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
4
도포된 인쇄 패턴에 대해 진동을 240초 동안 가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
5
진동 세기를 100KHz로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
6
진동 세기를 100KHz로 변경한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
7
진동 세기를 100KHz로 변경한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
8
진동 세기를 100KHz로 변경한 것을 제외하고는 실시예 4와 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
9
상온에서 에폭시 화합물로서 지환족 에폭시 화합물 (Daicel사 Celloxide 2021P) 및 지방족 에폭시 화합물 (HAJIN CHEM TECH사, DE200), 옥세탄기 함유 화합물 (TOAGOSEI사의 OXT-221), 요오도늄염을 포함하는 광 개시제(Tetrachem사의 TTA-UV694, 이하, UV694) 및 불소계 계면 활성제 (DIC사의 F552)를 각각 43.8:28.7:17.5:5.0:1.0 (Celloxide2021P:DE200:OXT-221:UV694:F552)의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 잉크 조성물 잉크를 제조하였다.
상기 제조된 잉크를 통해, 실시예 4와 동일한 방법으로 잉크젯팅하여, 유기전자소자를 봉지하고, 유기전자장치를 제조하였다.
실시예
10
상온에서 에폭시 화합물로서 지환족 에폭시 화합물 (Daicel사 Celloxide 2021P) 및 지방족 에폭시 화합물 (HAJIN CHEM TECH사, DE200), 옥세탄기 함유 화합물 (TOAGOSEI사의 OXT-221), 요오도늄염을 포함하는 광 개시제(Tetrachem사의 TTA-UV694, 이하, UV694) 및 실리콘계 계면 활성제 (BYK-3455)를 각각 23.8:28.7:41.5:5.0:1.0 (Celloxide2021P:DE200:OXT-221:UV694:BYK-3455)의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 잉크 조성물 잉크를 제조하였다.
상기 제조된 잉크를 통해, 실시예 4와 동일한 방법으로 잉크젯팅하여, 유기전자소자를 봉지하고, 유기전자장치를 제조하였다.
비교예
1
진동을 가하지 않고, 인쇄 패턴 형성 후 0.01초의 대기 시간 후에 UV를 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
비교예
2
진동을 가하지 않고, 인쇄 패턴 형성 후 10초의 대기 시간 후에 UV를 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
비교예
3
진동을 가하지 않고, 인쇄 패턴 형성 후 40초의 대기 시간 후에 UV를 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
비교예
4
진동을 가하지 않고, 인쇄 패턴 형성 후 240초의 대기 시간 후에 UV를 조사한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치를 제조하였다.
실시예 및 비교예에서의 물성은 하기의 방식으로 평가하였다.
1. 평탄도 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 경화된 유기층에 대하여, 도 2와 같이, 유기층의 두께 H에 대한 1차 패턴과 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H × 100을 측정하여 계산하였다. 상기 유기층 두께는 평균 두께를 측정하였다. 상기 측정은 Alpha step(KLA-Tencor)를 사용하여 두께 H 및 홈부의 높이 h를 측정하였다.
| 평탄도 (h/H×100, %) | |
| 실시예 1 | 26 |
| 실시예 2 | 25 |
| 실시예 3 | 21 |
| 실시예 4 | 9 |
| 실시예 5 | 8 |
| 실시예 6 | 7 |
| 실시예 7 | 5 |
| 실시예 8 | 1 |
| 실시예 9 | 29 |
| 실시예 10 | 29.5 |
| 비교예 1 | 40 |
| 비교예 2 | 35 |
| 비교예 3 | 32 |
| 비교예 4 | 30 |
1: 인쇄 패턴
I: 간격
H: 유기층 두께
h: 홈부의 높이
3: 유기전자장치
31: 기판
32: 유기전자소자
33: 유기층
34: 무기층
35: 무기층(무기 보호막)
36: 봉지 구조
37: 봉지 필름
38: 커버 기판
I: 간격
H: 유기층 두께
h: 홈부의 높이
3: 유기전자장치
31: 기판
32: 유기전자소자
33: 유기층
34: 무기층
35: 무기층(무기 보호막)
36: 봉지 구조
37: 봉지 필름
38: 커버 기판
Claims (17)
- 제 1 전극, 적어도 발광층을 포함하는 유기 재료층 및 제 2 전극을 포함하는 유기전자소자가 형성된 기판 상에 무용제 타입의 잉크 조성물을 도포하는 단계 및 상기 도포된 잉크 조성물에 0.5 내지 150KHz의 세기로 진동을 가하는 단계를 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 진동을 가하는 단계는 0.001 내지 300초의 범위 내에서 진행되는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 잉크 조성물을 도포하는 단계는 50dpi 내지 1000dpi의 범위 내에서 진행되는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 도포된 잉크 조성물은 2 내지 15㎛의 두께를 가지는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 잉크 조성물을 도포하는 단계는 일방향으로 연장되는 인쇄 패턴을 2 이상 형성하는 것을 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 5 항에 있어서, 인쇄 패턴은 2 이상의 잉크 조성물 dot으로 형성되고, 상기 dot의 피치는 10 내지 250㎛의 범위 내인 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 5 항에 있어서, 도포하는 단계 이후 진동을 가하는 단계 전, 일방향으로 연장되는 인쇄 패턴 사이에 10 내지 250㎛의 간격이 하나 이상 존재할 수 있는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 도포된 잉크 조성물을 경화하는 단계를 추가로 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 8 항에 있어서, 경화하는 단계는 광을 조사하는 것을 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 도포된 잉크 조성물에 열을 가하는 단계를 추가로 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 10 항에 있어서, 열을 가하는 단계는 도포된 잉크 조성물의 경화 전 및/또는 후에 진행되는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 10 항에 있어서, 열을 가하는 단계는 20℃ 내지 230℃의 범위 내에서 진행되는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 열을 가하는 단계는 1분 내지 40분 중 어느 한 시간 동안 진행되는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 잉크 조성물은 광경화성 조성물인 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 잉크 조성물은 에폭시 화합물 및 상기 에폭시 화합물 100 중량부에 대하여 45 중량부 내지 145 중량부로 포함되는 옥세탄기를 갖는 화합물을 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 있어서, 잉크 조성물은 불소계 계면활성제를 포함하는 유기전자소자 봉지 방법.
- 제 1 항에 따른 유기전자소자 봉지 방법으로 봉지된 유기전자장치이고, 상기 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 일방향으로 연장된 1차 패턴 및 일방향으로 연장되며 상기 1차 패턴과 인접하여 형성된 2차 패턴을 포함하는 유기층 형태로 잉크 조성물이 경화된 상태에서, 상기 유기층 두께 H에 대한 상기 1차 패턴과 상기 2차 패턴 사이의 홈부의 높이 h의 비율 h/H × 100이 30% 미만인 유기전자장치.
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