KR102305020B1 - 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치 - Google Patents

유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 제거 및 차단하고, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있으며, 유기전자장치의 화소불량을 방지할 수 있는 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것이다.

Description

유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치{encapsulation member for organic electronic device and organic electronic device comprising the same}
본 발명은 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 제거 및 차단하고, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있으며, 유기전자장치의 화소불량을 방지할 수 있는 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것이다.
유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)는 발광층이 박막의 유기 화합물로 이루어지는 발광 다이오드로서, 형광성 유기 화합물에 전류를 통과시켜 빛을 발생시키는 전계 발광 현상을 이용한다. 이러한 유기발광다이오드는 일반적으로 3색(Red, Green, Blue) 독립화소방식, 생변환 방식(CCM), 컬리 필터 방식 등으로 주요 컬러를 구현하며, 사용하는 발광재료에 포함된 유기물질의 양에 따라 저분자 유기발광다이오드와 고분자 유기발광다이오드로 구분된다. 또한, 구동방식에 따라 수동형 구동방식과 능동형 구동방식으로 구분될 수 있다.
이러한 유기발광다이오드는 자체 발광에 의한 고효율, 저전압 구동, 간단한 구동 등의 특징을 가지고 있어, 고화질의 동영상을 표현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 유기물의 유연한 특성을 이용한 플렉서블 디스플레이 및 유기물 전자소자에 대한 응용도 기대되고 있는 실정이다.
유기발광다이오드는 기판 상에 발광층인 유기 화합물을 박막의 형태로 적층하는 형태로 제조된다. 그러나, 유기발광다이오드에 사용되는 유기 화합물은 불순물, 산소 및 수분에 매우 민감하여 외부 노출 또는 수분, 산소 침투에 의해 특성이 쉽게 열화되는 문제를 안고 있다. 이러한 유기물의 열화현상은 유기발광다이오드의 발광특성에 영향을 미치고, 수명을 단축시키게 된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 유기전자장치의 내부로 산소, 수분 등이 유입되는 것을 방지하기 위한 박막봉지공정(Thin Film Encapsulation)이 요구된다.
종래에는 금속 캔이나 유리를 홈을 가지도록 캡형태로 가공하여 그 홈에 수분 흡수를 위한 건습제를 파우더 형태로 탑재하였으나, 이러한 방법은 봉지된 유기전자장치로 투습을 목적하는 수준으로 제거하고, 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 차단하며, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않고, 내습성 및 내열성이 우수한 효과를 동시에 가지기 어려운 문제가 있었다.
또한, 유기발광다이오드는 장치 내부에서 발생할 수 있는 아웃 가스에 의해 유기발광다이오드의 화소불량이 발생하는 문제가 있었다.
한국 공개특허번호 제10-2006-0030718호(공개일 : 2006.04.11)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 제거 및 차단하고, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있으며, 유기전자장치의 화소불량을 방지할 수 있는 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치를 제공하는데 있다.
상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제를 포함하여 형성된 봉지수지층을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 봉지수지층은 제1봉지수지층 및 상기 제1봉지수지층 일면에 형성된 제2봉지수지층을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제2봉지수지층은 화소불량 방지제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 화소불량 방지제는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 화소불량 방지제는 하기 조건 (1) 및 (2)을 만족할 수 있다.
(1) 1.40 ≤
Figure 112019119518155-pat00001
≤ 2.62
(2) 0.0745 Kcal/Kgㆍ℃ ≤ A ≤ 0.1385 Kcal/Kgㆍ℃, 1,017℃ ≤ B ≤ 1,889℃, 53.9 Kcal/℃ ≤ C ≤ 100.1 Kcal/℃
상기 조건 (1) 및 (2)에서 A는 화소불량 방지제의 비열(specific heat), B는 화소불량 방지제의 융점(melting point), C는 화소불량 방지제의 열전도도(thermal conductivity)를 나타낸다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 94 ~ 176 중량부 및 흡습제 6.3 ~ 11.7 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제2봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 57 ~ 107 중량부, 흡습제 142 ~ 266 중량부 및 화소불량 방지제 1.9 ~ 10.6 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 봉지수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019119518155-pat00002
상기 화학식 1에 있어서, R1은 수소원자, C3 ~ C10의 직쇄형 알케닐기 또는 C4 ~ C10의 분쇄형 알케닐기이고, n은 중량평균분자량 30,000 ~ 1,550,000을 만족하는 유리수이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층 및 제2봉지수지층은 각각 독립적으로 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 28 ~ 52 중량부 및 UV 개시제 1.4 ~ 2.6 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제2봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 8.4 ~ 15.6 중량부 및 UV 개시제 1.4 ~ 2.6 중량부를 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층의 경화제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019119518155-pat00003
상기 화학식 2에 있어서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
[화학식 3]
Figure 112019119518155-pat00004
상기 화학식 3에 있어서, A3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제2봉지수지층의 경화제는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층의 경화제는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 1 : 5.6 ~ 10.4 중량비로 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층 및 제2봉지수지층은 1 : 3.5 ~ 6.5의 두께비를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제1봉지수지층은 1 ~ 20㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 바람직한 일실시예로서, 본 발명의 제2봉지수지층은 30 ~ 70㎛의 두께를 가질 수 있다.
한편, 본 발명의 유기전자장치는 기판, 상기 기판의 적어도 일면에 형성된 유기전자장치 및 상기 유기전자장치를 패키징하는 본 발명의 유기전자장치용 봉지재를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에서 사용한 용어에 대해 설명한다.
본 발명에서 사용한 용어인 흡습제는 수분을 흡습제의 계면과 반데르발스힘 등의 물리적 또는 화학결합에 의해 흡착시킬 수 있으며, 수분의 흡착으로 인해 물질의 성분이 변화하지 않는 수분흡착 물질 및 화학적 반응을 통해 수분을 흡수하여 새로운 물질로 변화하는 수분흡수 물질을 모두 포함한다.
본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 산소, 불순물, 수분을 차단함과 동시에 투습되는 수분을 효과적으로 제거하여 수분이 유기전자장치까지 도달하는 것을 현저히 저지할 수 있어 유기전자장치의 수명 및 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있다. 이 뿐만 아니라, 유기전자장치의 화소불량을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기전자장치용 봉지재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기전자장치의 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.
도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 봉지수지층(10)을 포함하며, 봉지수지층(10)은 제1봉지수지층(11) 및 상기 제1봉지수지층(11) 일면에 형성된 제2봉지수지층(12)을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 제1봉지수지층(11) 타면에 형성된 이형층(30)을 더 포함할 수 있고, 제2봉지수지층(12) 일면에 형성된 메탈층(20)을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 봉지수지층(10)은 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40', 40")를 포함하여 형성될 수 있다.
먼저, 봉지수지는 감압점착제 조성물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있으며, 폴리올리핀계 수지는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌(Polyisobutylene) 등의 폴리(C2 ~ C6)알킬렌 수지; 및 에틸렌, 프로필렌 및/또는 디엔계 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체 수지; 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
바람직한 일례를 들면, 봉지수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019119518155-pat00005
상기 화학식 1에 있어서, R1은 수소원자, C3 ~ C10의 직쇄형 알케닐기 또는 C4 ~ C10의 분쇄형 알케닐기이고, 바람직하게는 R1은 수소원자, C4 ~ C8의 직쇄형 알케닐기 또는 C4 ~ C8의 분쇄형 알케닐기일 수 있다.
또한, 화학식 1의 R1이 수소원자, C3 ~ C10의 직쇄형 알케닐기 또는 C4 ~ C10의 분쇄형 알케닐기임에 따라 신뢰성이 더욱 우수할 수 있다.
또한, 화학식 1에 있어서, n은 중량평균분자량 30,000 ~ 1,550,000을 만족하는 유리수이고, 바람직하게는 중량평균분자량 40,000 ~ 1,500,000을 만족하는 유리수일 수 있다. 만일, 중량평균분자량이 30,000 미만이면 모듈러스 저하에 따른 패널 처짐 현상이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 내열성이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 흡습제의 충진성이 저하됨에 따라 신뢰성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 기계적 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 탄성 저하에 따른 흡습제 부피 팽창에 의한 기재와의 들뜸현상이 발생할 수 있는 문제가 있을 수 있다. 또한, 중량평균분자량이 1,550,000을 초과하면 젖음성 저하로 인해 기재와의 점착력이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 모듈러스 증가에 따라 패널에 대한 합착성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 측정방법으로 측정시 100℃ ~ 140℃, 바람직하게는 110 ~ 130℃, 더욱 바람직하게는 115℃ ~ 125℃의 결정화 온도를 가질 수 있다.
[측정방법]
200℃ 에서 -150℃의 온도까지 10℃/min의 속도로 냉각시키면서 시차 주사 열량측정기(Differential Scanning Calorimetry, DSC)로 측정한 열류량의 냉각곡선의 피크 분석을 통하여 결정화 온도(Tc)를 측정함.
다음으로, 점착부여제는 통상적으로 유기전자장치용 봉지재에 사용되는 점착 수지라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 수첨 석유수지, 수첨 로진수지, 수첨 로진 에스테르 수지, 수첨 테르펜 수지, 수첨 테르펜 페놀 수지, 중합 로진 수지 및 중합 로진 에스테르 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
다음으로, 흡습제(40'. 40")는 통상적으로 유기전자장치의 패키징에 사용되는 흡습제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 제올라이트, 티타니아, 지르코니아 또는 몬모릴로나이트 등을 성분으로 포함하는 흡습제, 금속염 및 금속산화물 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 금속산화물을 포함할 수 있다.
금속산화물은 실리카(SiO2), 알루미나(Al2O3), 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등의 금속산화물, 유기 금속산화물 및 오산화인(P2O5) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
금속염은 황산리튬(Li2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산갈륨(Ga2(SO4)3), 황산티탄(Ti(SO4)2) 또는 황산니켈(NiSO4) 등의 황산염, 염화칼슘(CaCl2), 염화마그네슘(MgCl2), 염화스트론튬(SrCl2), 염화이트륨(YCl3), 염화구리(CuCl2), 불화세슘(CsF), 불화탄탈륨(TaF5), 불화니오븀(NbF5), 브롬화리튬(LiBr), 브롬화칼슘(CaBr2), 브롬화세슘(CeBr3), 브롬화셀레늄(SeBr4), 브롬화바나듐(VBr3), 브롬화마그네슘(MgBr2), 요오드화바륨(BaI2) 또는 요오드화마그네슘(MgI2) 등의 금속할로겐화물 및 과염소산바륨(Ba(ClO4)2) 또는 과염소산마그네슘(Mg(ClO4)2) 등의 금속염소산염 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
흡습제는 순도가 95% 이상을 사용하는 것이 좋으며, 순도 95% 미만인 경우 수분 흡수기능이 저하될 뿐 아니라 흡습제에 포함되는 물질이 불순물로 작용해 접착필름의 불량을 야기할 수 있고, 유기전자장치에도 영향을 줄 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
한편, 본 발명의 봉지수지층(10)은 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
경화제는 통상적으로 경화제로 사용될 수 있는 물질이라면 제한없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 가교제의 역할을 함으로써 봉지수지층의 충분한 가교밀도를 확보할 수 있는 물질을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 중량평균분자량이 100 ~ 1500인 우레탄 아크릴레이트계 경화제 및 중량평균분자량이 100 ~ 1500인 아크릴레이트계 경화제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 만일 경화제의 중량평균분자량이 100 미만이면 경도 증가에 의해 패널 합착성 및 기재와의 점착력 저하하며 미반응 경화제의 아웃가스(Outgas) 문제가 발생할 수 있고, 중량평균분자량이 1500를 초과하면 연화성(Softness)증가에 의해 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
UV 개시제는 통상적으로 사용되는 UV 개시제로 사용되는 것이라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 모노 아실 포스파인(Mono Acyl Phosphine), 비스 아실 포스파인(Bis Acyl Phosphine), α-히드록시케톤(α-Hydroxyketone), α-아미노케톤(α-Aminoketone), 페닐글리옥실레이트(Phenylglyoxylate), 벤질디메틸-케탈(Benzyldimethyl-ketal) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
나아가, 본 발명의 봉지수지층(10)은 앞서 설명한 바와 같이, 제1봉지수지층(11) 및 상기 제1봉지수지층(11) 일면에 형성된 제2봉지수지층(12)을 포함할 수 있으며, 각각의 층에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
먼저, 제1봉지수지층(11)은 유기전자장치(미도시)에 직접적으로 접촉하는 층으로써, 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40")를 포함하여 형성될 수 있다.
제1봉지수지층(11)에 포함하는 봉지수지는 앞서 언급한 봉지수지와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 제1봉지수지층(11)에 포함하는 점착부여제는 앞서 언급한 점착부여제와 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 제1봉지수지층(11)에 포함하는 흡습제(40")는 앞서 언급한 흡습제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 실리카(SiO2)를 포함할 수 있으며, 이로 인해 수분 제거 성능이 우수하고, 유기전자장치와 봉지재의 분리가 방지될 수 있으며, 유기전자장치의 내구성을 현저히 증가시킬 수 있다. 또한, 제1봉지수지층(11)에 포함하는 흡습제(40")는 형상이나 입경이 제한되지 않으나, 바람직하게는 형상은 무정형 또는 구형일 수 있고, 평균입경은 0.01 ~ 10㎛, 바람직하게는 0.1 ~ 5㎛, 더욱 바람직하게는 0.2 ~ 1㎛일 수 있고, 평균입경이 0.01㎛ 미만이면 비표면적이 증가하여 피착제와의 박리강도를 저하시킬 수 있는 문제가 있을 수 있고, 10㎛를 초과하면 유기전자장치에 직접적인 물리적 손상을 발생시킬 수 있는 문제가 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 제1봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 94 ~ 176 중량부, 바람직하게는 108 ~ 162 중량부, 더욱 바람직하게는 121 ~ 149 중량부, 더더욱 바람직하게는 128 ~ 142 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 94 중량부 미만으로 포함하면, 내습성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 176 중량부를 초과하여 포함하면, 탄성저하(Brittle)에 따른 내구성 및 내습성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제1봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 흡습제(40") 6.3 ~ 11.7 중량부, 바람직하게는 7.2 ~ 10.8 중량부, 더욱 바람직하게는 8.1 ~ 9.9 중량부, 더더욱 바람직하게는 8.5 ~ 9.5 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 6.3 중량부 미만으로 포함하는 경우 목적하는 제1봉지수지층(11)에서의 수분 제거 효과를 달성할 수 없어 유기전자장치의 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 11.7 중량부를 초과하여 포함하는 경우 젖음성 부족으로 인해 유기전자장치와의 밀착력, 접착력 등 합착 불량으로 유기전자장치의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 제1봉지수지층(11)은 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40") 외에도, 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하여 형성될 수 있고, 바람직하게는 경화제 및 UV 개시제를 더 포함하여 형성될 수 있다.
제1봉지수지층(11)에 포함하는 경화제는 앞서 언급한 경화제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있어, 이로 인해 박리 강도 및 패널 합착성을 개선할 수 있는 장점이 있다.
[화학식 2]
Figure 112019119518155-pat00006
상기 화학식 2에 있어서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
[화학식 3]
Figure 112019119518155-pat00007
상기 화학식 3에 있어서, A3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이고, 바람직하게는 -CH2-, -CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2-이다.
또한, 제1봉지수지층(11)에 포함하는 경화제는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 1 : 5.6 ~ 10.4 중량비, 바람직하게는 1 : 6.4 ~ 9.6 중량비, 더욱 바람직하게는 1 : 7.2 ~ 8.8 중량비, 더더욱 바람직하게는 1 : 7.6 ~ 8.4 중량비로 포함할 수 있으며, 만일 중량비가 5.6 미만이면 경화밀도 저하에 따른 점착력이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 10.4를 초과하면 Linear 구조로 인해 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제1봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 28 ~ 52 중량부, 바람직하게는 32 ~ 48 중량부, 더욱 바람직하게는 36 ~ 44 중량부, 더더욱 바람직하게는 38 ~ 42 중량부를 포함할 수 있고, 만일 28 중량부 미만으로 포함할 경우 목적하는 겔화율 및 모듈러스를 달성할 수 없고, 탄성력이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 52 중량부를 초과하여 포함할 경우 높은 모듈러스 및 경도로 인해 패널 합착 불량, 젖음성 저하에 따른 점착력 저하의 문제가 있을 수 있다.
제1봉지수지층(11)에 포함하는 UV 개시제는 앞서 언급한 UV 개시제와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, UV 개시제 1.4 ~ 2.6 중량부, 바람직하게는 1.6 ~ 2.4 중량부, 더욱 바람직하게는 1.8 ~ 2.2 중량부, 더더욱 바람직하게는 1.9 ~ 2.1 중량부를 포함할 수 있고, 만일 1.4 중량부 미만으로 포함하게 되면 UV 경화 불량에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 2.6 중량부를 초과하여 포함하게 되면 경화밀도 저하에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.
다음으로, 제2봉지수지층(12)은 메탈층(20)에 직접적으로 접촉하는 층으로써, 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40')를 포함하여 형성될 수 있고, 추가적으로 화소불량 방지제(50)를 더 포함하여 형성될 수 있다.
제2봉지수지층(12)에 포함하는 봉지수지는 앞서 언급한 봉지수지와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 제2봉지수지층(12)에 포함하는 봉지수지는 점착부여제는 앞서 언급한 점착부여제와 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 제2봉지수지층(12)에 포함하는 흡습제(40')는 앞서 언급한 흡습제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 산화칼슘(CaO)을 포함할 수 있으며, 이로 인해 내투습성이 향상되는 장점이 있을 수 있다. 또한, 제2봉지수지층(12)에 포함하는 흡습제(40')는 형상이나 입경이 제한되지 않으나, 바람직하게는 형상은 무정형 또는 구형일 수 있고, 평균입경은 0.1 ~ 20㎛, 바람직하게는 0.5 ~ 10㎛, 더욱 바람직하게는 1.5 ~ 4㎛일 수 있고, 평균입경이 0.1㎛ 미만이면 비표면적이 증가하여 피착제와의 박리강도를 저하시킬 수 있는 문제가 있을 수 있고, 20㎛를 초과하면 코팅 공정 불량의 문제가 있을 수 있다.
또한, 제2봉지수지층(12)에 포함하는 화소불량 방지제(50)는 수소 흡착의 기능을 하는 물질로서, 자성체를 포함할 수 있고, 바람직하게는 크롬(Cr), 철(Fe), 백금(Pt), 망간(Mn), 아연(Zn), 구리(Cu), 코발트(Co), 스트론튬(Sr), 규소(Si), 니켈(Ni), 바륨(Ba), 세슘(Cs), 칼륨(K), 라듐(Ra), 루비듐(Rb), 베릴륨(Be), 이트륨(Y), 티타늄(Ti), 란타넘(La), 탄탈럼(Ta), 마그네슘(Mg), 붕소(B) 및 이들의 합금 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 니켈(Ni)을 포함할 수 있다.
또한, 화소불량 방지제(50)는 하기 조건 (1) 및 (2)을 만족할 수 있다.
(1) 1.40 ≤
Figure 112019119518155-pat00008
≤ 2.62, 바람직하게는 1.60 ≤
Figure 112019119518155-pat00009
≤ 2.42, 더욱 바람직하게는 1.80 ≤
Figure 112019119518155-pat00010
≤ 2.22, 더더욱 바람직하게는 1.90 ≤
Figure 112019119518155-pat00011
≤ 2.12
조건 (1)에 있어서,
Figure 112019119518155-pat00012
가 1.40 미만이면 봉지층의 열변형 문제가 있을 수 있고, 2.62를 초과하면 잔사 이물의 문제가 있을 수 있다.
(2) 0.0745 Kcal/Kgㆍ℃ ≤ A ≤ 0.1385 Kcal/Kgㆍ℃, 바람직하게는 0.0852 Kcal/Kgㆍ℃ ≤ A ≤ 0.1278 Kcal/Kgㆍ℃, 더욱 바람직하게는 0.0958 Kcal/Kgㆍ℃ ≤ A ≤ 0.1172 Kcal/Kgㆍ℃, 더더욱 바람직하게는 0.1011 Kcal/Kgㆍ℃ ≤ A ≤ 0.1119 Kcal/Kgㆍ℃
1,017℃ ≤ B ≤ 1,889℃, 바람직하게는 1,162℃ ≤ B ≤ 1,744℃, 더욱 바람직하게는 1,307℃ ≤ B ≤ 1,599℃, 더더욱 바람직하게는 1,380℃ ≤ B ≤ 1,526℃,
53.9 Kcal/℃ ≤ C ≤ 100.1 Kcal/℃, 바람직하게는 61.6 Kcal/℃ ≤ C ≤ 92.4 Kcal/℃, 더욱 바람직하게는 69.3 Kcal/℃ ≤ C ≤ 84.7 Kcal/℃, 더더욱 바람직하게는 73.1 Kcal/℃ ≤ C ≤ 80.9 Kcal/℃
조건 (2)에 있어서, A가 0.0745 Kcal/Kgㆍ℃ 미만이거나 0.1385 Kcal/Kgㆍ℃를 초과하면 재단 시 고출력이 요구되어 공정 효율 저하의 문제가 있을 수 있으며, B가 1,017℃ 미만이면 봉지층의 열변형의 문제가 있을 수 있고, 1,889℃를 초과하면 미커팅 및 Burr 발생과 같은 품질 저하의 문제가 있을 수 있으며, C가 53.9 Kcal/℃ 미만이면 패널 품질 불량의 문제가 있을 수 있고, 100.1 Kcal/℃를 초과하면 재단 시 고출력이 요구되어 공정 효율 저하의 문제가 있을 수 있다.
상기 조건 (1) 및 (2)에서 A는 화소불량 방지제의 비열(specific heat), B는 화소불량 방지제의 융점(melting point), C는 화소불량 방지제의 열전도도(thermal conductivity)를 나타낸다.
추가적으로, 화소불량 방지제(50)는 하기 조건 (3) 및 (4)를 만족할 수 있다.
(3) 1.01 ≤
Figure 112019119518155-pat00013
≤ 3.15, 바람직하게는 1.11 ≤
Figure 112019119518155-pat00014
≤ 2.51, 더욱 바람직하게는 1.18 ≤
Figure 112019119518155-pat00015
≤ 1.98, 더더욱 바람직하게는 1.21 ≤
Figure 112019119518155-pat00016
≤ 1.52
조건 (3)에 있어서,
Figure 112019119518155-pat00017
가 1.01 미만이면 큰 입경의 입자 분포가 증가하여 코팅 공정 불량 문제 및 화소불량 방지 효율이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 3.15를 초과하면 작은 입경의 입자 분포가 증가하여 피착제와의 박리강도 하락 문제가 있을 수 있다.
(4) 0.1㎛ ≤ D10 ≤ 0.4㎛, 바람직하게는 0.15㎛ ≤ D10 ≤ 0.35㎛, 더욱 바람직하게는 0.2㎛ ≤ D10 ≤ 0.33㎛, 0.3㎛ ≤ D50 ≤ 0.9㎛, 바람직하게는 0.4㎛ ≤ D50 ≤ 0.8㎛, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ ≤ D50 ≤ 0.75㎛, 더더욱 바람직하게는 0.6㎛ ≤ D50 ≤ 0.75㎛, 0.9㎛ ≤ D90 ≤ 2.5㎛, 바람직하게는 1.0㎛ ≤ D90 ≤ 2.2㎛, 더욱 바람직하게는 1.1㎛ ≤ D90 ≤ 1.9㎛, 더더욱 바람직하게는 1.2㎛ ≤ D90 ≤ 1.7㎛
조건 (4)에 있어서, D10이 0.1㎛ 미만이면 피착제와의 박리강도 하락의 문제가 있을 수 있고, 0.4㎛를 초과하면 화소불량 방지 효율이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, D50이 0.3㎛ 미만이면 피착제와의 박리강도 저하되는 문제가 있을 수 있고, 0.9㎛를 초과하면 피착제와의 박리강도 저하의 문제가 있을 수 있으며, D90이 0.9㎛ 미만이면 피착제와의 박리강도 저하의 문제가 있을 수 있고, 2.5㎛를 초과하면 화소불량 방지 효율이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 조건 (3) 및 (4)에서 D10, D50 및 D90은 각각 화소불량 방지제 입경의 누적분포에서 최대 값에 대하여 10%, 50%, 90%에 해당하는 입경을 말한다.
또한, 화소불량 방지제(50)는 하기 조건 (5)을 만족할 수 있다.
(5) 2.0㎛ ≤ Dmax ≤ 10.0㎛, 바람직하게는 3.0㎛ ≤ Dmax ≤ 9.0㎛, 더욱 바람직하게는 3.5㎛ ≤ Dmax ≤ 8.5㎛, 더더욱 바람직하게는 4.0㎛ ≤ Dmax ≤ 6.5㎛
조건 (5)에 있어서, Dmax이 2.0㎛ 미만이면 피착제와의 박리강도 하락의 문제가 있을 수 있고, 10.0㎛를 초과하면 코팅 공정 불량의 문제가 있을 수 있다.
상기 조건 (5)에서 Dmax은 화소불량 방지제의 최대입경을 말한다.
추가적으로, 화소불량 방지제(50)는 하기 조건 (6) 및 (7)을 만족할 수 있다.
(6) 1.05 ≤ A/B ≤ 2.5, 바람직하게는 1.13 ≤ A/B ≤ 2.03, 더욱 바람직하게는 1.24 ≤ A/B ≤ 1.87, 더더욱 바람직하게는 1.40 ≤ A/B ≤ 1.72, 더더더욱 바람직하게는 1.47 ≤ A/B ≤ 1.64
조건 (6)에 있어서, A/B 가 1.05 미만이면 피착제와의 박리력 및 UV 경화도 저하의 문제가 있을 수 있고, 2.5를 초과하면 화소불량 방지 효율 저하 및 코팅 공정 불량의 문제가 있을 수 있다.
(7) 3.10 g/㎤ ≤ A, 바람직하게는 3.10 g/㎤ ≤ A ≤ 4.26 g/㎤, 더욱 바람직하게는 3.10 g/㎤ ≤ A ≤ 3.93 g/㎤, 더더욱 바람직하게는 3.10 g/㎤ ≤ A ≤ 3.6 g/㎤, 더더더욱 바람직하게는 3.10 g/㎤ ≤ A ≤ 3.44 g/㎤, 1.8 g/㎤ ≤ B, 바람직하게는 1.8 g/㎤ ≤ B ≤ 2.73 g/㎤, 더욱 바람직하게는 1.8 g/㎤ ≤ B ≤ 2.52 g/㎤, 더더욱 바람직하게는 1.89 g/㎤ ≤ B ≤ 2.31 g/㎤, 더더더욱 바람직하게는 1.99 g/㎤ ≤ B ≤ 2.21 g/㎤
조건 (7)에 있어서, A가 3.10 g/㎤ 미만이면 화소불량 방지 효율 저하의 문제가 있을 수 있고, B가 1.8 g/㎤ 미만이면 코팅 공정 불량의 문제가 있을 수 있다.
상기 조건 (6) 및 (7)에서 A는 화소불량 방지제의 탭 밀도(tap density), B는 화소불량 방지제의 겉보기 밀도(apparent density)를 나타낸다.
또한, 화소불량 방지제(50)는 하기 조건 (8)을 만족할 수 있다.
(8) 1.26 ㎡/g ≤ C ≤ 2.34 ㎡/g, 바람직하게는 1.44 ㎡/g ≤ C ≤ 2.16 ㎡/g, 더욱 바람직하게는 1.62 ㎡/g ≤ C ≤ 1.98 ㎡/g, 더더욱 바람직하게는 1.71 ㎡/g ≤ C ≤ 1.89 ㎡/g
조건 (8)에 있어서, C가 1.26 ㎡/g미만이면 화소불량 방지 효율 저하의 문제가 있을 수 있고, 2.34 ㎡/g를 초과하면 피착제와의 박리강도를 저하시키는 문제가 있을 수 있다.
상기 조건 (8)에서 C은 화소불량 방지제의 비표면적(specific surface area)을 나타낸다.
또한, 화소불량 방지제(50)는 하기 조건 (9)를 만족할 수 있다.
(9) 6.23 ≤ D ≤ 11.57, 바람직하게는 7.12 ≤ D ≤ 10.68, 더욱 바람직하게는 8.01 ≤ D ≤ 9.79, 더더욱 바람직하게는 8.45 ≤ D ≤ 9.35
조건 (9)에 있어서, D가 6.23 미만이면 코팅 공정 불량의 문제가 있을 수 있고, 11.57 를 초과하면 UV 경화도 저하의 문제가 있을 수 있다.
조건 (9)에서 D는 화소불량 방지제의 비중(specific gravity)을 나타낸다.
한편, 본 발명의 제2봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 57 ~ 107 중량부, 바람직하게는 65 ~ 99 중량부, 더욱 바람직하게는 73 ~ 91 중량부, 더더욱 바람직하게는 77 ~ 87 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 57 중량부 미만으로 포함하면, 내습성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 107 중량부를 초과하여 포함하면, 탄성저하(Brittle)에 따른 내구성 및 내습성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제2봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 흡습제(40') 142 ~ 266 중량부, 바람직하게는 163 ~ 245 중량부, 더욱 바람직하게는 183 ~ 225 중량부, 더더욱 바람직하게는 193 ~ 215 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 142 중량부 미만으로 포함하는 경우 목적하는 제2봉지수지층(12)에서의 수분 제거 효과를 달성할 수 없어 유기전자장치의 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 266 중량부를 초과하여 포함하는 경우 접착성능이 현저히 저하되고, 수분 흡습 시 과도한 부피팽창으로 인해 제1봉지수지층(11)과 제2봉지수지층(12) 및/또는 제2봉지수지층(12) 및 제1봉지수지층(11)을 포함하는 봉지수지층(10)이 유기전자장치에 들떠 그 사이로 수분이 급속히 침투하여 유기전자장치의 수명을 단축시키는 문제점이 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제2봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 화소불량 방지제 1.9 ~ 10.6 중량부, 바람직하게는 3.1 ~ 9.8 중량부, 더욱 바람직하게는 5.2 ~ 9.0 중량부, 더더욱 바람직하게는 7.7 ~ 8.6 중량부를 포함할 수 있고, 만일 1.9 중량부 미만으로 포함하면, 수소 흡착 효율 부족으로 화소불량이 발생할 수 있는 문제가 있을 수 있고, 10.6 중량부를 초과하여 포함하면, 봉지재의 UV 투과도가 저하되어 경화도가 하락하는 문제가 있을 수 있다.
나아가, 본 발명의 제2봉지수지층(12)은 봉지수지, 점착부여제, 흡습제(40') 및 화소불량 방지제(50) 외에도, 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하여 형성될 수 있고, 바람직하게는 경화제 및 UV 개시제를 더 포함하여 형성될 수 있다.
제2봉지수지층(12)에 포함하는 경화제는 앞서 언급한 경화제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 8.4 ~ 15.6 중량부, 바람직하게는 9.6 ~ 14.4 중량부, 더욱 바람직하게는 10.8 ~ 13.2 중량부, 더더욱 바람직하게는 11.4 ~ 12.6 중량부를 포함할 수 있고, 만일 8.4 중량부 미만으로 포함할 경우 목적하는 겔화율 및 모듈러스를 달성할 수 없고, 탄성력이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 15.6 중량부를 초과하여 포함할 경우 높은 모듈러스 및 경도로 인해 패널 합착 불량, 젖음성 저하에 따른 점착력 저하의 문제가 있을 수 있다.
제2봉지수지층(12)에 포함하는 UV 개시제는 앞서 언급한 UV 개시제와 동일한 물질을 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제2봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, UV 개시제 1.4 ~ 2.6 중량부, 바람직하게는 1.6 ~ 2.4 중량부, 더욱 바람직하게는 1.8 ~ 2.2 중량부, 더더욱 바람직하게는 1.9 ~ 2.1 중량부를 포함할 수 있고, 만일 1.4 중량부 미만으로 포함하게 되면 UV 경화 불량에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 2.6 중량부를 초과하여 포함하게 되면 경화밀도 저하에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.
한편, 제1봉지수지층(11) 및 제2봉지수지층(12)은 1 : 3.5 ~ 6.5의 두께비, 바람직하게는 1 : 4.0 ~ 6.0의 두께비, 더욱 바람직하게는 1 : 4.5 ~ 5.5의 두께비, 더더욱 바람직하게는 1 : 4.7 ~ 5.3의 두께비를 가질 수 있다. 만일 두께비가 1 : 3.5 미만이면 흡습제의 절대량이 부족하여 내습성 저하의 문제가 있을 수 있고, 1 : 6.5를 초과하면 수분에 의한 흡습제의 팽창을 효과적으로 보완해주지 못하여 내습성 저하의 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명의 제1봉지수지층(11)의 두께는 1 ~ 30㎛, 바람직하게는 7 ~ 13㎛, 더욱 바람직하게는 8 ~ 12㎛, 더더욱 바람직하게는 9 ~ 11㎛일 수 있고, 본 발명의 제2봉지수지층(12)의 두께는 30 ~ 70㎛, 바람직하게는 35 ~ 65㎛, 더욱 바람직하게는 40 ~ 60㎛, 더더욱 바람직하게는 45 ~ 55㎛일 수 있다.
또한, 제1봉지수지층(11) 및 제2봉지수지층(12)은 건조된 상태의 봉지수지층 또는 경화된 상태의 봉지수지층일 수 있다.
본 발명의 메탈층(20)은 철(Fe), 비스무트(Bi), 주석(Sn), 인듐(In), 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn), 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 및 이들의 합금 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
바람직한 일례를 들면, 비스무트(Bi), 주석(Sn), 인듐(In), 은(Ag), 구리(Cu), 아연(Zn), 안티몬(Sb), 니켈(Ni), 크롬(Cr) 등을 포함하는 스테인레스 스틸 재질의 메탈시트를 포함하며, 더욱 바람직하게는 니켈 34 ~ 38 중량% 및 잔량의 철(Fe)을 포함하는 합금을 포함하는 메탈시트(니켈, 철 외에 필수불가피한 불순물 포함)일 수 있다.
또한, 메탈층(20)의 두께는 60㎛ ~ 150㎛, 바람직하게는 70㎛ ~ 120㎛, 더욱 바람직하게는 75㎛ ~ 105㎛일 수 있다.
본 발명의 이형층(30)은 이형시트(liner sheet) 소재로 당업계에서 일반적으로 사용하는 이형시트 소재를 사용할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, PET(polyethylene terephthalate), 종이(Paper), PI(Poly Imide) 및 PE(Poly Ester) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 이형층(30)의 두께는 15㎛ ~ 75㎛, 바람직하게는 25㎛ ~ 60㎛, 더욱 바람직하게는 35㎛ ~ 55㎛일 수 있다.
나아가, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 유기전자장치는 기판(1), 기판(1)의 적어도 일면에 형성된 유기전자장치(2) 및 상기 유기전자장치(2)를 패키징하는 본 발명의 유기전자장치용 봉지재(10)를 포함할 수 있다.
기판(1)은 바람직하게는 유리기판, 수정기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 및 구부릴 수 있는 유연한 폴리머 필름 중 어느 하나가 사용될 수 있다.
기판(1)의 적어도 일면에 형성된 유기전자장치(2)는 상기 기판(1) 상에 하부전극을 박막하고 그 위로 n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층, 상부전극을 순차적으로 적층한 후 식각하여 형성되거나 또는 별도의 기판을 통해 제조된 후 상기 기판(1) 상에 배치시켜 형성시킬 수 있다. 이러한 유기전자장치(2)를 기판(1) 상에 형성시키는 구체적인 방법은 당업계의 공지관용의 방법에 의할 수 있는 바, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으며, 상기 유기전자장치(2)는 유기발광다이오드일 수 있다.
다음으로, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재(10)는 유기전자장치(2)를 패키징하며, 상기 패키징의 구체적 방법은 공지된 통상적인 방법에 의할 수 있고, 본 발명에서는 특별히 한정하지는 않는다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 기판(1) 상에 형성된 유기전자장치(2)에 유기전자장치용 봉지재(10)의 제1봉지수지층(11)이 유기전자장치(2)와 직접적으로 접촉시킨 상태에서 진공 프레스 또는 진공라미네이터 등을 사용하여 열 및/또는 압력을 가해 수행할 수 있다. 또한, 유기전자장치용 봉지재(10)의 경화를 위해 열을 가할 수 있고, 광경화되는 봉지수지를 포함하는 봉지재의 경우 광이 조사되는 챔버로 이동시켜 경화과정을 더 거칠 수 있다.
이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
(1) 제1봉지수지층 제조
봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 135 중량부, 경화제 40 중량부, UV 개시제 2 중량부 및 흡습제 9 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-500(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3-1으로 표시되는 화합물을 1 : 8.0 중량비로 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 0.5㎛인 실리카를 사용하였다.
제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 400cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 38㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(REL382, Toray)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 10 ㎛인 제1봉지수지층을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112019119518155-pat00018
상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R1은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000를 만족시키는 유리수이다.
[화학식 2-1]
Figure 112019119518155-pat00019
[화학식 3-1]
Figure 112019119518155-pat00020
상기 화학식 3-1에 있어서, A3는 -CH2-이다.
(2) 제2봉지수지층 제조
봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 82 중량부, 경화제 12 중량부, UV 개시제 2 중량부, 흡습제 204 중량부 및 화소불량 방지제 8 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-525(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 3㎛인 산화칼슘을 사용하였고, 화소불량 방지제로서 비열이 0.1065 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,453℃, 열전도도가 77 Kcal/℃인 니켈을 사용하였다.
제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 600cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 36㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(TG65R, SKC)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 50 ㎛인 제2봉지수지층을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112019119518155-pat00021
상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R1은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000를 만족시키는 유리수이다.
[화학식 2-1]
Figure 112019119518155-pat00022
(3) 봉지재의 제조
상기 제조된 제1봉지수지층에 제2봉지수지층이 대면하도록 합지하여 70℃ 라미롤을 통과시켜서 봉지재를 제조하였다.
비교예 1 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치 봉지재용 접착필름을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 화소불량 방지제로서 비열이 0.1065 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,453℃, 열전도도가 77 Kcal/℃인 니켈을 사용하지 않고, 화소불량 방지제로서 비열이 0.146 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,668℃, 열전도도가 15 Kcal/℃인 티타늄(Ti)을 사용하였다.
비교예 2 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치 봉지재용 접착필름을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 화소불량 방지제로서 비열이 0.1065 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,453℃, 열전도도가 77 Kcal/℃인 니켈을 사용하지 않고, 화소불량 방지제로서 비열이 0.108 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,536℃, 열전도도가 62 Kcal/℃인 철(Fe)을 사용하였다.
비교예 3 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치 봉지재용 접착필름을 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 화소불량 방지제로서 비열이 0.1065 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,453℃, 열전도도가 77 Kcal/℃인 니켈을 사용하지 않고, 화소불량 방지제로서 화소불량 방지제로서 비열이 0.1085Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,955℃, 열전도도가 80 Kcal/℃인 산화니켈을 사용하였다.
비교예 4 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
(1) 제1봉지수지층 제조
봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 135 중량부, 경화제 40 중량부, UV 개시제 2 중량부 및 흡습제 9 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-500(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3-1으로 표시되는 화합물을 1 : 8.0 중량비로 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 0.5㎛인 실리카를 사용하였다.
제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 400cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 38㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(REL382, Toray)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 10 ㎛인 제1봉지수지층을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112019119518155-pat00023
상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R1은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000를 만족시키는 유리수이다.
[화학식 2-1]
Figure 112019119518155-pat00024
[화학식 3-1]
Figure 112019119518155-pat00025
상기 화학식 3-1에 있어서, A3는 -CH2-이다.
(2) 제2봉지수지층 제조
봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 82 중량부, 경화제 12 중량부, UV 개시제 2 중량부 및 흡습제 204 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-525(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 3㎛인 산화칼슘을 사용하였다.
제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 600cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 36㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(TG65R, SKC)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 50 ㎛인 제2봉지수지층을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112019119518155-pat00026
상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R1은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000를 만족시키는 유리수이다.
[화학식 2-1]
Figure 112019119518155-pat00027
(3) 봉지재의 제조
상기 제조된 제1봉지수지층에 제2봉지수지층이 대면하도록 합지하여 70℃ 라미롤을 통과시켜서 봉지재를 제조하였다.
비교예 5 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
(1) 제1봉지수지층 제조
봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 135 중량부, 경화제 40 중량부, UV 개시제 2 중량부, 흡습제 9 중량부 및 화소불량 방지제 8 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-500(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3-1으로 표시되는 화합물을 1 : 8.0 중량비로 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 0.5㎛인 실리카를 사용하였으며, 화소불량 방지제로서 비열이 0.1065 Kcal/Kgㆍ℃, 융점이 1,453℃, 열전도도가 77 Kcal/℃인 니켈을 사용하였다.
제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 400cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 38㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(REL382, Toray)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 10 ㎛인 제1봉지수지층을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112019119518155-pat00028
상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R1은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000를 만족시키는 유리수이다.
[화학식 2-1]
Figure 112019119518155-pat00029
[화학식 3-1]
Figure 112019119518155-pat00030
상기 화학식 3-1에 있어서, A3는 -CH2-이다.
(2) 제2봉지수지층 제조
봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 82 중량부, 경화제 12 중량부, UV 개시제 2 중량부 및 흡습제 204 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.
이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-525(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 3㎛인 산화칼슘을 사용하였다.
제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 600cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 36㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(TG65R, SKC)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 50 ㎛인 제2봉지수지층을 제조하였다.
[화학식 1-1]
Figure 112019119518155-pat00031
상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R1은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000를 만족시키는 유리수이다.
[화학식 2-1]
Figure 112019119518155-pat00032
(3) 봉지재의 제조
상기 제조된 제1봉지수지층에 제2봉지수지층이 대면하도록 합지하여 70℃ 라미롤을 통과시켜서 봉지재를 제조하였다.
실시예 2 ~ 13 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 하기 표 1에 기재된 바와 같이 제1 및 제2봉지수지층을 제조시 사용하는 점착부여제, 흡습제, 화소불량 방지제의 함량을 달리하여, 최종적으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다.
Figure 112019119518155-pat00033
실시예 14 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 제1봉지수지층을 제조하는데 사용된 경화제는 화학식 2-1로 표시되는 화합물 및 화학식 3-1으로 표시되는 화합물을 1 : 4.8 중량비로 사용하여, 최종적으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다.
실시예 15 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 제1봉지수지층을 제조하는데 사용된 경화제는 화학식 2-1로 표시되는 화합물 및 화학식 3-1으로 표시되는 화합물을 1 : 11.2 중량비로 사용하여, 최종적으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다.
실시예 16 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 제1봉지수지층을 제조하는데 사용된 경화제로 화학식 2-1로 표시되는 화합물만을 사용하여, 최종적으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다.
실시예 17 : 유기전자장치용 봉지재의 제조
실시예 1과 동일한 방법으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다. 다만, 실시예 1과 달리 제1봉지수지층을 제조하는데 사용된 경화제로 화학식 3-1로 표시되는 화합물만을 사용하여, 최종적으로 유기전자장치용 봉지재를 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 봉지재에 대해 하기의 물성을 측정하여 하기 표 2 ~ 표 5에 나타내었다.
1. 봉지재의 수분 침투 평가
시편(=봉지재)을 95mm × 95mm 크기로 재단한 후 100mm × 100mm 무알칼리 유리에 보호필름을 제거 한 후 무알칼리 유리의 4면의 가장자리 부위로부터 2.5mm 안쪽으로 시편이 위치될 수 있도록 잘 맞춘 후 65℃로 가열된 롤 라미네이터를 이용하여 부착하였다. 부착된 시편에 남아있는 이형필름을 제거한 후 또 다른 100mm × 100mm 무알칼리 유리를 덮어 진공라미기로 65℃에서 1분간 라미네이션 하여 기포 없이 합착된 샘플을 제작한다. 합착이 완료된 샘플은 85℃, 상대습도 85%로 세팅된 신뢰성 챔버에서 1000 시간 단위로 수분이 침투한 길이를 현미경으로 관찰하였다.
2. 봉지재의 내열성 평가
시편(=봉지재)을 50mm × 80mm 크기로 재단하고, 일면의 이형 PET을 제거한 제2봉지수지층을 60mm × 150mm 0.08T Ni 합금에 80℃의 온도 조건에서 롤라미네이터를 이용하여 부착하였다. 부착된 시편에 남아있는 이형 PET을 제거한 제1봉지수지층을 30mm × 70mm 5T 무알카리 Glass에 25℃의 온도 조건에서 롤라미네이터를 이용하여 부착하였다. Glass에 부착된 시편을 100℃의 체임버(Chamber)에 수직으로 고정한 후, 1kg의 추를 매달아 흐름 유무를 파악하였다. 이 때, 평가결과 이상이 없는 경우 ○, 조금이라도 흐를 경우 × 로 나타내었다.
3. 봉지재의 투과도 평가
시편(=봉지재)을 50mm × 50mm 크기로 재단하고, 이형 PET를 제거하지 않은 상태로 Haze-meter를 통해 투과도(Total Transmittance)를 측정하였다.
4. 글래스 점착력 평가
실시예 및 비교예에 따라 제조한 봉지재에 대하여, 2 kg 핸드롤러(2kg hand roller)을 통해 점착력 측정 테이프(7475, TESA)를 이형 PET를 제거한 제2봉지수지층에 롤라미네이션하고, 시료(=봉지재)를 폭 25㎜ 및 길이 120㎜로 재단한 후, 25℃에서 이형 PET을 제거한 제1봉지수지층을 무알카리 글래스에 롤라미네이션한 후, 시료를 30분동안 상온(=25℃)에서 방치하고, 만능재료시험기(UTM)을 통해 300㎜/min 속도로 글래스 점착력을 측정하였다.
5. 메탈 점착력 평가
실시예 및 비교예에 따라 제조한 봉지재에 대하여, 80℃에서 이형 PET을 제거한 제2봉지수지층을 Ni 합금 시트(두께 : 0.08mm)에 롤라미네이션하고, 점착력 측정 테이프(7475, TESA)를 이형 PET을 제거한 제1봉지수지층에 롤라미네이션하여, 시료(=봉지재)를 폭 25㎜ 및 길이 120㎜로 재단한 후, 준비된 시료(=봉지재)를 30분동안 상온(=25℃)에서 방치하고, 만능재료시험기(UTM)을 통해 300㎜/min 속도로 메탈 점착력을 측정하였다.
실험예 2
ITO 패턴이 있는 기판상에 유기발광소자(정공수송층 NPD/두께 800A, 발광층 Alq3/두께 300A, 전자주입층 LiF/두께 10A, 음극 Al + Liq/두께 1,000 A)를 증착 적층 후, 제작된 소자에 실시예 및 비교예에 따른 봉지재를 상온 라미네이션한 후 녹색을 발광하는 OLED 단위 시편을 제작하였다. 이후 시편에 대해 하기의 물성을 평가하여 표 2 ~ 표 5에 나타내었다.
1. 봉지재의 수분 침투에 따른 유기발광소자의 화소불량 평가
시편을 85℃, 상대 습도 85% 의 환경에서 시간대별 발광부에서의 화소 불량 발생을 ×100의 디지털 현미경으로 100시간 단위로 관찰하여 화소 불량 발생 유무를 확인하였다.
이때, 화소 불량 발생 소요시간이 1,000 시간 이상 일 경우 ◎, 화소 불량 소요시간이 1000시간 미만 ~ 800시간 이상일 경우 ○, 화소 불량 소요시간이 800시간 미만 ~ 600시간 이상 일 경우 △, 화소 불량 소요시간이 600시간 미만 일 경우 ×로 나타내었다.
2. 봉지재의 내구성 평가
시편을 85℃, 상대습도 85% 로 세팅된 신뢰성 챔버에서 100시간 간격으로 1,000시간 동안 관찰하여 유기전자장치와 봉지재간의 계면분리, 크랙 또는 접착필름내 기포발생, 접착층 간의 분리 등을 광학현미경을 통해 관찰하여 물리적 손상여부를 평가하였다. 평가결과 이상이 없는 경우 ○, 계면분리, 크랙 또는 봉지재 내의 기포발생, 제1 및 제2봉지수지층 간의 분리 등 어떠한 이상이라도 발생하는 경우 ×로 나타내었다.
Figure 112019119518155-pat00034
Figure 112019119518155-pat00035
Figure 112019119518155-pat00036
Figure 112019119518155-pat00037
상기 표 2 ~ 5에서 확인할 수 있듯이, 실시예 1에서 제조된 봉지재는 수분침투 길이가 짧고, 내열성이 우수할 뿐만 아니라, 글래스 및 메탈에 대한 점착력이 우수하고, 화소불량을 방지할 수 있을 뿐만 아니라, 내구성이 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

Claims (10)

  1. 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제를 포함하여 형성된 봉지수지층을 포함하고,
    상기 봉지수지층은 제1봉지수지층; 및 상기 제1봉지수지층 일면에 형성된 제2봉지수지층; 을 포함하며,
    상기 제2봉지수지층은 화소불량 방지제를 더 포함하고,
    상기 화소불량 방지제는 니켈(Ni)을 포함하며, 하기 조건 (1) 및 (2)을 만족하며,
    상기 제1봉지수지층 및 제2봉지수지층은 각각 독립적으로 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하고,
    상기 제1봉지수지층의 경화제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하고,
    상기 제2봉지수지층의 경화제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하며,
    상기 제1봉지수지층의 경화제는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 1 : 5.6 ~ 10.4 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
    (1) 1.40 ≤
    Figure 112021065700768-pat00038
    ≤ 2.62
    (2) 0.0745 Kcal/Kgㆍ℃ ≤ A ≤ 0.1385 Kcal/Kgㆍ℃, 1,017℃ ≤ B ≤ 1,889℃, 53.9 Kcal/℃ ≤ C ≤ 100.1 Kcal/℃
    상기 조건 (1) 및 (2)에서 A는 화소불량 방지제의 비열(specific heat), B는 화소불량 방지제의 융점(melting point), C는 화소불량 방지제의 열전도도(thermal conductivity)를 나타낸다.
    [화학식 2]
    Figure 112021065700768-pat00044

    상기 화학식 2에 있어서, A1 및 A2는 각각 독립적으로 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이고,
    [화학식 3]
    Figure 112021065700768-pat00045

    상기 화학식 3에 있어서, A3는 -CH2-, -CH2CH2-, -CH2CH2CH2-, -CH2CH2CH2CH2- 또는 -CH2CH2CH2CH2CH2CH2-이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 94 ~ 176 중량부 및 흡습제 6.3 ~ 11.7 중량부를 포함하고,
    상기 제2봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 57 ~ 107 중량부, 흡습제 142 ~ 266 중량부 및 화소불량 방지제 1.9 ~ 10.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 봉지수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재;
    [화학식 1]
    Figure 112019119518155-pat00039

    상기 화학식 1에 있어서, R1은 수소원자, C3 ~ C10의 직쇄형 알케닐기 또는 C4 ~ C10의 분쇄형 알케닐기이고, n은 중량평균분자량 30,000 ~ 1,550,000을 만족하는 유리수이다.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 28 ~ 52 중량부 및 UV 개시제 1.4 ~ 2.6 중량부를 포함하고,
    상기 제2봉지수지층은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 8.4 ~ 15.6 중량부 및 UV 개시제 1.4 ~ 2.6 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1봉지수지층 및 제2봉지수지층은 1 : 3.5 ~ 6.5의 두께비를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1봉지수지층은 1 ~ 20㎛의 두께를 가지고,
    상기 제2봉지수지층은 30 ~ 70㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
  10. 기판;
    상기 기판의 적어도 일면에 형성된 유기전자장치; 및
    상기 유기전자장치를 패키징하는 제1항 내지 제3항, 제5항, 제8항 및 제9항 중에서 선택된 어느 한 항의 유기전자장치용 봉지재;를 포함하는 유기전자장치.
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