KR102308949B1 - 광학 필름 재단기 및 광학 필름의 재단 방법 - Google Patents

광학 필름 재단기 및 광학 필름의 재단 방법 Download PDF

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Abstract

본 출원은 광학 필름 재단기, 광학 필름의 재단 방법, 광학 필름, 이를 포함하는 유기전자장치 및 이를 이용한 유기전자장치의 제조방법에 관한 것으로서, 광학 필름을 제조함에 있어서, 공정의 효율 및 필름의 신뢰성을 유지할 수 있는 광학 필름용 재단기 및 상기 광학 필름을 재단하는 방법을 제공한다.

Description

광학 필름 재단기 및 광학 필름의 재단 방법{CUTTING APPARATUS FOR OPTICAL FILM AND METHOD FOR CUTTING OPTICAL FILM}
본 출원은 광학 필름 재단기, 광학 필름의 재단 방법, 광학 필름, 이를 포함하는 유기전자장치 및 이를 이용한 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), 트랜스미터(transmitter) 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.
이를 위해, OLED의 전면을 봉지하는 필름을 적용하는 방법이 있으며, 특히 이러한 광학 필름은 유기전자소자의 전면에 적용되는 점에서, 수분 차단성뿐만 아니라 소자 안정성을 고려하여 다층 구조로 제조되는데, 다층 구조의 필름의 재단 공정에서 공정 효율을 높이면서도 신뢰성 높은 필름을 제공해야 한다.
본 출원은 광학 필름을 제조함에 있어서, 공정의 효율 및 필름의 신뢰성을 유지할 수 있는 광학 필름용 재단기 및 상기 광학 필름을 재단하는 방법을 제공한다.
본 출원은 광학 필름용 재단기 및 상기 광학 필름을 재단하는 방법에 관한 것이다. 상기 광학 필름은 예를 들면, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용되는 봉지 필름일 수 있다. 본 명세서에서 상기 광학 필름은 봉지 필름과 동일한 의미로 사용될 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 재단기(5)는 다각형 형상의 광학 필름(10)을 재단하는 재단기로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 다각형 형상의 광학 필름(10)의 제 1 변(31)을 재단하는 제 1 커터(1) 및 상기 제 1 변(31)과 이웃하는 제 2 변(32)을 재단하는 제 2 커터(2)를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 이웃하는 변이란, 다각형에서 꼭지점을 만드는 두 선(모서리)을 의미할 수 있다. 도 1은, 롤에 감겨있는 광학 필름 원단 시트(100)가 일방향으로 이송되면서, 직사각형의 광학 필름(10)으로 재단되는 예시적인 도면이다. 도 2는 상기 도 1의 재단기(5)의 제 1 커터(1) 또는 제 2 커터(2)를 확대한 단면도이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원의 재단기는 상기 제 1 커터(1) 및 제 2 커터(2)의 측면에 마련되는 베이스 부재(6) 및 상기 베이스 부재(6)의 상부에 형성되고, ASTM D638에 따른 인장 강도가 1kg/mm2이상인 패드(7)를 포함할 수 있다. 상기 패드의 인장 강도는 예를 들어, 1 내지 10 kg/mm2, 1.5 내지 8 kg/mm2, 또는 1.7 내지 5 kg/mm2의 범위 내일 수 있다. 일반적으로, 다각형의 광학 필름을 재단할 경우, 이웃하는 제 1 변과 제 2 변을 재단할 경우, 제 1 변과 제 2 변이 만나는 꼭지점 지점은 재단기에 의해 응력이 집중될 수 있고, 이에 따라 꼭지점부가 꺾이는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 상기 본 출원에 따른 재단기를 사용할 경우, 꼭지점부가 꺾이거나 들뜸 없는 신뢰성 높은 광학 필름을 제조할 수 있다.
본 출원에서 정의하는 베이스 부재의 상부는 제 1 커터 및 제 2 커터가 광학 필름을 재단하는 방향일 수 있다. 즉, 상기 상부의 방향은 상기 재단기가 광학 필름을 재단할 때, 광학 필름이 위치하는 방향과 동일할 수 있다.
일 예시에서, 본 출원의 재단기에서, 베이스 부재는 도 2에 도시된 바와 같이, 광학 필름 재단 시 베이스 부재(6)가 압축되면서 상기 커터가 상기 광학 필름을 재단할 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 베이스 부재는 상기 커터의 양 측면에 마련될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 용어 「커터」는 제 1 커터 또는 제 2 커터를 의미하거나, 후술하는 제 3 커터 또는 제 4 커터를 의미할 수 있고, 본 출원의 재단기에 포함되는 커터를 총칭할 수 있다. 본 출원의 재단기는 도 2에 도시된 바와 같이 커터의 양 측면 또는 한 측면에 베이스 부재(6)가 마련될 수 있고, 이 경우, 원단 시트(100) 방향으로 커터가 프레스될 때, 상기 베이스 부재(6)가 압축되면서, 커터(1)가 돌출됨으로써 원단 시트(100)를 재단할 수 있다. 본 출원의 재단기는 상기와 같은 구조의 프레스 재단기일 수 있다.
본 출원의 재단기는 전술한 바와 같이 패드를 포함할 수 있다. 상기 패드는 특정 인장 강도를 가짐으로써, 프레스 재단 시 발생할 수 있는 필름의 외관 불량을 최소화할 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 패드(7)는 적어도, 제 1 커터(1)와 제 2 커터(2)가 만나는 꼭지점(8)의 측면에 마련되는 베이스 부재(6)의 상부에 형성될 수 있다. 상기 패드는 적어도 상기 기술한 영역에 형성될 수 있다. 도 4는 직사각형 형상의 광학 필름을 재단하는 재단기를 나타내는 예시이고, 상기 패드(7)는 각 커터가 만나는 모든 꼭지점(8)의 측면에 마련되는 베이스 부재(6) 상부에 형성될 수 있다. 앞서 기술한 바와 같이, 제 1 커터(1)와 제 2 커터(2)가 만나는 꼭지점 부분은, 모서리 부분과는 달리, 응력이 집중되는 영역이고, 이에 따라, 프레스 재단 시 응력이 집중되어 필름 손상을 일으킨다. 상기 패드는 꼭지점 부근의 응력을 완화시키는 역할을 할 수 있다. 상기 패드(7)가 부착되는 영역의 면적은 특별히 제한되지는 않는다. 일 예시에서, 상기 패드가 부착되는 영역의 면적은 도 4의 평면도에서 보이는 바와 같은 베이스 부재 일면적을 100%라고 했을 때, 0.0001 내지 100%, 0.01 내지 100%, 0.1 내지 95% 또는 1 내지 90%의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 상기 범위 내에서, 효율적으로 공정성 및 제품 품질성을 구현할 수 있다.
상기 패드는, 도 4에 제한되지 않고, 적어도, 제 1 커터(1) 또는 제 2 커터(2)와 접하는 베이스 부재(6)의 가장자리 영역의 상부에 형성될 수 있다. 즉, 상기 패드는 제 1 커터 또는 제 2 커터와 접하는 베이스 부재 영역의 상부에 형성될 수 있고, 상기 영역은 베이스 부재의 가장자리 영역일 수 있다. 이 경우, 각 커터의 다각형 형상 내부 방향으로 가장자리 영역에 상기 패드가 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 각 커터의 다각형 형상의 외부 방향으로 가장자리 영역에 상기 패드가 형성될 수 있다. 또 다른 예시에서, 상기 패드는 적어도, 제 1 커터(1) 또는 제 2 커터(2)의 양 측면에 마련되는 양 측 베이스 부재(6)의 상부에 형성될 수도 있다. 또 다른 예시에서, 상기 패드는 각 커터의 다각형 형상 내부 방향에 마련되는 베이스 부재 전체의 상부에 형성될 수 있으며, 반대로 각 커터의 다각형 형상 외부 방향에 마련되는 베이스 부재 전체의 상부에 형성될 수도 있다. 또 다른 예시에서, 상기 패드는 재단기에 포함되는 베이스 부재의 전체 면적의 상부에 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 패드는 ASTM D5034 규격 또는 ASTM D412 규격에 따른 연신율이 길이 방향으로 100 내지 200 % 또는 130 내지 190%의 범위 내이고, 폭 방향으로 150 내지 300% 또는 180 내지 250%의 범위 내일 수 있다. 또한, 상기 패드는 ASTM D412 규격(100% Modulus)에 따른 탄성률이 길이 방향으로 0.5 내지 2 kg/mm2 또는 0.8 내지 1.5 kg/mm2의 범위 내이고, 폭 방향으로 1 내지 3 kg/mm2 또는 1.3 내지 2.0 kg/mm2 의 범위 내일 수 있다. 상기 패드의 소재는 전술한 물성 중 하나 이상을 만족하는 한 특별히 제한되지 않으나, 우레탄 수지, 니트릴 수지, 불소 수지 또는 클로로프렌 수지를 포함할 수 있다. 본 출원은 상기 패드를 재단기에 적용함에 따라, 재단 공정의 효율성 및 생산성을 향상시키고, 신뢰성 높은 필름을 제공할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 재단기는 커터의 한 측면 또는 양 측면에 마련되는 베이스 부재를 포함한다. 상기 베이스 부재는 ASTM D2240에 따른 경도가 50도 내지 90도 또는 60 내지 80도의 경도를 가질 수 있다. 본 출원은 상기 베이스 부재의 경도를 제어함으로써, 광학 필름에 가해지는 응력을 완화시켜 재단 공정의 효율성 및 생산성을 향상시키고, 신뢰성 높은 필름을 제공할 수 있다. 상기 베이스 부재의 소재는 예를 들어, Ethylene Vinyl Acetate(EVA) 또는 Ethylene Propylen Diene Monomer Rubber(EPDM)을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 베이스 부재는, 도 3에 도시된 바와 같이, 제 1 커터(1) 또는 제 2 커터와 접하는 일 측면에 하드 블록(9)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 하드 볼록은 금속 성분을 포함할 수 있다. 또한, 상기 하드 볼록의 소재는 상기 물성을 만족하는 한 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어, SUS을 포함할 수 있다. 상기 하드 블록은 제 1 커터와 제 2 커터의 한 측면 또는 양 측면에 접하도록 형성될 수 있다. 본 출원의 재단기는 대면적의 원단 시트를 대면적의 광학 필름으로 재단할 수 있는 재단기이며, 다만, 상기 재단기 내에서 상기 커터는 재단 과정 중에 휨이 발생할 수 있으며, 이러한 휨이 발생하는 경우, 목적하는 형상으로 재단이 불가능하다. 그러나, 본 출원의 재단기는 상기 커터와 접하는 면에 하드 볼록이 도입됨에 따라, 상기 커터의 휨을 방지하여, 신뢰성 높은 광학 필름을 재단할 수 있다.
본 출원의 재단기는, 도 1에 도시된 바와 같이, 적어도 3 개 이상의 커터를 포함할 수 있다. 도 1은 직사각형 형상의 광학 필름을 재단하기 위한 예시적인 재단기를 도시한 것으로서, 이 경우, 평행하는 제 1 커터(1) 및 제 3 커터(3)와 이웃하는 제 2 커터(2) 및 제 4 커터(4)가 포함될 수 있다. 상기 제 3 커터는 광학 필름의 제 3 변을 재단하는 커터일 수 있고, 상기 제 4 커터는 광학 필름의 제 4 변을 재단하는 커터일 수 있다.
본 출원의 재단기는, 광학 필름을 재단하기 위한 재단기로서, 상기 광학 필름은 적어도 메탈층을 포함할 수 있다. 상기 메탈층은 메탈 포일(Metal foil) 또는 고분자 기재층에 메탈이 증착되어 있을 수 있다. 상기 메탈층은 금속을 포함하는 소재이면 특별히 제한되지 않는다. 메탈층은 금속, 산화금속, 질화금속, 탄화금속, 옥시질화금속, 옥시붕화금속, 및 그의 배합물 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 메탈층은 하나의 금속에 1 이상의 금속 원소 또는 비금속원소가 첨가된 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어, 인바(Invar), 스테인레스 스틸(SUS)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 탄성률 및 나이프 커터를 이용한 재단을 고려할 때, 상기 인바(Invar) 또는 스테인레스 스틸(SUS)는 배제될 수 있다. 하나의 예시에서 메탈층은 철, 크롬, 구리, 알루미늄 니켈, 산화철, 산화크롬, 산화실리콘, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화인듐, 산화 주석, 산화주석인듐, 산화탄탈룸, 산화지르코늄, 산화니오븀, 및 그들의 배합물을 포함할 수 있다. 메탈층은 전해, 압연, 가열증발, 전자빔 증발, 스퍼터링, 반응성 스퍼터링, 화학기상증착, 플라즈마 화학기상증착 또는 전자 사이클로트론 공명 소스 플라즈마 화학기상 증착 수단에 의해 증착될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에서, 메탈층은 반응성 스퍼터링에 의해 증착될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 메탈층은 25℃ 의 온도에서의 탄성률(Young's modulus)이 30GPa 내지 250GPa, 30GPa 내지 130GPa 또는 50MPa 내지 120GPa의 범위 내일 수 있다. 본 명세서에서 기재하고 있는, 탄성률은 샘플에 대해 0.1 strain, 1Hz frequency 및 3℃/min ramp up의 조건으로 측정할 수 있다. 상기 측정은 DMA(Dynamic Mechanical Analysis)기기를 이용하여 측정할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 출원에서, 재단 대상이 되는 광학 필름의 메탈층의 인장 탄성률이 상기 범위에 있음에 따라, 후술하는 나이프 커터 재단이 가능하고, 다만, 나이프 커터 재단 시 전술한 메탈층 꼭지점의 꺾임이 발생함에 따라, 본 출원의 재단기를 사용하여 신뢰성 높은 필름을 제조할 수 있다.
본 출원의 광학 필름은 수지층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 수지층은 후술하는 봉지층 또는 보호층과 동일한 의미로 사용될 수 있다. 본 출원의 광학 필름은, 상기 메탈층과 수지층이 일체로 적층된 적어도 2층 이상 구조의 다층의 적층체 필름일 수 있다. 상기 수지층은 25℃에서 탄성률(Young's modulus)이 0.01MPa 내지 3000MPa, 1MPa 내지 2500MPa 또는 10 MPa 내지 900 MPa의 범위 내일 수 있다.
본 출원의 재단기는, 전술한 바와 같이, 제 1 커터(1) 및 제 2 커터(2)를 포함할 수 있고, 상기 제 1 커터(1)와 제 2 커터(2)는 서로 30° 내지 150° 또는 60° 내지 100°의 각도를 이루도록 포함될 수 있다. 도 1과 같이, 재단기가 직사각형의 광학 필름 재단용 재단기일 경우, 상기 제 1 커터(1)와 제 2 커터는 서로 직각을 이루도록 존재할 수 있다. 본 명세서에서 직각 또는 평행은 실질적인 직각 또는 평행을 의미하고, 실질적인 직각 또는 평행이란 ±0.01°, 0.1°, ±1° 또는 ±5°의 오차 범위를 가질 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 재단기의 커터는 나이프 커터일 수 있다. 종래에 광학 필름을 재단했던 레이저 재단기는 비용이 고가이고 공정 효율이 떨어지는 문제가 있었다. 그러나, 본 출원의 재단기는 나이프 커터를 이용함에 따라, 저가이면서 공정 효율이 증대되는 효과가 있다. 다만, 레이져 재단과 달리 나이프 재단은 압력에 의해 나이프 커터로 광학 필름을 재단하기 때문에, 전술한 바와 같이, 꼭지점에 응력이 집중되는 현상이 발생할 수 있다. 이에 따라, 본 출원은 나이프 재단을 하면서도 신뢰성 높은 필름을 제공할 수 있다.
본 출원은 또한, 광학 필름의 재단 방법에 관한 것이다. 상기 광학 필름 재단 방법은 전술한 광학 필름 재단기를 이용하여 다각형 형상으로 필름을 재단하는 것일 수 있다.
본 출원은 또한, 광학 필름에 관한 것이다. 상기 광학 필름은 전술한 재단기를 통해 재단되거나, 전술한 재단 방법으로 재단된 필름일 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 필름은 메탈층 및/또는 수지층을 포함할 수 있다.
상기 메탈층은 메탈 포일(Metal foil) 또는 고분자 기재층에 메탈이 증착되어 있을 수 있다. 상기 메탈층은 금속을 포함하는 소재이면 특별히 제한되지 않는다. 메탈층은 금속, 산화금속, 질화금속, 탄화금속, 옥시질화금속, 옥시붕화금속, 및 그의 배합물 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 예컨대, 메탈층은 하나의 금속에 1 이상의 금속 원소 또는 비금속원소가 첨가된 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어, 인바(Invar), 스테인레스 스틸(SUS)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 후술하는 탄성률 및 나이프 커터를 이용한 재단을 고려할 때, 상기 인바(Invar) 또는 스테인레스 스틸(SUS)는 배제될 수 있다. 하나의 예시에서 메탈층은 철, 크롬, 구리, 알루미늄 니켈, 산화철, 산화크롬, 산화실리콘, 산화알루미늄, 산화티타늄, 산화인듐, 산화 주석, 산화주석인듐, 산화탄탈룸, 산화지르코늄, 산화니오븀, 및 그들의 배합물을 포함할 수 있다. 메탈층은 전해, 압연, 가열증발, 전자빔 증발, 스퍼터링, 반응성 스퍼터링, 화학기상증착, 플라즈마 화학기상증착 또는 전자 사이클로트론 공명 소스 플라즈마 화학기상 증착 수단에 의해 증착될 수 있다. 본 출원의 일 실시예에서, 메탈층은 반응성 스퍼터링에 의해 증착될 수 있다.
본 출원의 광학 필름은 또한, 보호층을 포함할 수 있다. 상기 보호층은 전술한 수지층의 한 종류일 수 있다. 상기 보호층은 상기 메탈층 상에 위치하여, 메탈층이 습기와의 접촉 시 부식을 방지해주고 공정 중의 접힘이나 꺾임 등에 의한 손상을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 보호층은 수지 성분을 포함할 수 있다. 상기 보호층을 구성하는 소재는 특별히 제한되지 않으며, 후술하는 봉지층의 수지 성분과 동일하거나 상이할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 보호층을 구성하는 수지 성분으로서, 폴리오가노실록산, 폴리이미드, 스티렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리올레핀계 수지 또는 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머, 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머, 폴리카보네이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리페닐렌설파이드계 수지 또는 엘라스토머, 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머, 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머, 에폭시계 수지 또는 엘라스토머, 실리콘계 수지 또는 엘라스토머, 및 불소계 수지 또는 엘라스토머로 이루어진 군으로부터 선택된 1 이상을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 출원의 구체예에서, 광학 필름은 상기 보호층과는 별개로 메탈층의 하부면에 존재하는 수지층으로서, 유기전자소자를 전면 봉지하는 봉지층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 광학 필름은 상기 메탈층과 봉지층을 일체로 포함할 수 있다. 상기 봉지층은 수지 성분으로서, 가교 가능한 수지 또는 경화성 수지를 포함하는 봉지 수지를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 봉지 수지는 유리전이온도가 0℃ 미만, -10℃ 미만 또는 -30℃ 미만, -50℃ 미만 또는 -60℃ 미만일 수 있다. 상기에서 유리전이온도란, 경화 또는 가교 후의 유리전이온도일 수 있고, 일구체예에서, 약 조사량 1J/cm2 이상의 자외선을 조사한 후의 유리전이온도; 또는 자외선 조사 이후 열경화를 추가로 진행한 후의 유리전이온도를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 봉지 수지는 스티렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리올레핀계 수지 또는 엘라스토머, 기타 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머, 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머, 폴리카보네이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리페닐렌설파이드계 수지 또는 엘라스토머, 탄화수소의 혼합물, 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머, 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머, 에폭시계 수지 또는 엘라스토머, 실리콘계 수지 또는 엘라스토머, 불소계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기에서 스티렌계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 블록 공중합체(ASA), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌계 단독 중합체 또는 이들의 혼합물이 예시될 수 있다. 상기 올레핀계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 고밀도폴리에틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 저밀도폴리에틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리프로필렌계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물이 예시될 수 있다. 상기 엘라스토머로는, 예를 들면, 에스터계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 아크릴계 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 그 중 올레핀계 열가소성 엘라스토머로서 폴리부타디엔 수지 또는 엘라스토머 또는 폴리이소부틸렌 수지 또는 엘라스토머 등이 사용될 수 있다. 상기 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리옥시메틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리옥시에틸렌계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리비닐리덴 클로라이드 등이 예시될 수 있다. 상기 탄화수소의 혼합물로는, 예를 들면, 헥사트리아코탄(hexatriacotane) 또는 파라핀 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 나일론 등이 예시될 수 있다. 상기 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리부틸(메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있다. 상기 에폭시계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 비스페놀 A 형, 비스페놀 F 형, 비스페놀 S 형 및 이들의 수첨가물 등의 비스페놀형; 페놀노볼락형이나 크레졸노볼락형 등의 노볼락형; 트리글리시딜이소시아누레이트형이나 히단토인형 등의 함질소 고리형; 지환식형; 지방족형; 나프탈렌형, 비페닐형 등의 방향족형; 글리시딜에테르형, 글리시딜아민형, 글리시딜에스테르형 등의 글리시딜형; 디시클로펜타디엔형 등의 디시클로형; 에스테르형; 에테르에스테르형 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 실리콘계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리디메틸실록산 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 불소계 수지 또는 엘라스토머로는, 폴리트리플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리헥사플루오로프로필렌수지 또는 엘라스토머, 폴리플루오린화비닐리덴, 폴리플루오린화비닐, 폴리플루오린화에틸렌프로필렌 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다.
상기 나열한 수지 또는 엘라스토머는, 예를 들면, 말레산무수물 등과 그라프트되어 사용될 수도 있고, 나열된 다른 수지 또는 엘라스토머 내지는 수지 또는 엘라스토머를 제조하기 위한 단량체와 공중합되어 사용될 수도 있으며, 그 외 다른 화합물에 의하여 변성시켜 사용할 수도 있다. 상기 다른 화합물의 예로는 카르복실-말단 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등을 들 수 있다.
하나의 예시에서 상기 수지층은 봉지 수지로서 상기 언급한 종류 중에서 올레핀계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머 또는 아크릴계 엘라스토머 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명의 일구체예에서, 상기 봉지 수지는 올레핀계 수지일 수 있다. 하나의 예시에서, 올레핀계 수지는 부틸렌 단량체의 단독 중합체; 부틸렌 단량체와 중합 가능한 다른 단량체를 공중합한 공중합체; 부틸렌 단량체를 이용한 반응성 올리고머; 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 상기 부틸렌 단량체는 예를 들어, 1-부텐, 2-부텐 또는 이소부틸렌을 포함할 수 있다.
상기 부틸렌 단량체 혹은 유도체와 중합 가능한 다른 단량체는, 예를 들면, 이소프렌, 스티렌 또는 부타디엔 등을 포함할 수 있다. 상기 공중합체를 사용함으로써, 공정성 및 가교도와 같은 물성을 유지할 수 있어 유기전자장치에 적용 시 점착제 자체의 내열성을 확보할 수 있다.
또한, 부틸렌 단량체를 이용한 반응성 올리고머는 반응성 관능기를 갖는 부틸렌 중합체를 포함할 수 있다. 상기 올리고머는 중량평균 분자량 500 내지 5000의 범위를 가질 수 있다. 또한, 상기 부틸렌 중합체는 반응성 관능기를 갖는 다른 중합체와 결합되어 있을 수 있다. 상기 다른 중합체는 알킬 (메타)아크릴레이트일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 반응성 관능기는 히드록시기, 카르복실기, 이소시아네이트기 또는 질소 함유기일 수 있다. 또한, 상기 반응성 올리고머와 상기 다른 중합체는 다관능성 가교제에 의해 가교되어 있을 수 있고, 상기 다관능성 가교제는 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 및 금속 킬레이트 가교제로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 봉지 수지는 디엔과 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 올레핀계 화합물의 공중합체일 수 있다. 여기서, 올레핀계 화합물은 부틸렌 등을 포함할 수 있고, 디엔은 상기 올레핀계 화합물과 중합 가능한 단량체일 수 있으며, 예를 들어, 이소프렌 또는 부타디엔 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 올레핀계 화합물 및 디엔의 공중합체는 부틸 고무일 수 있다.
수지층에서 상기 수지 또는 엘라스토머 성분은 조성물이 필름 형상으로 성형이 가능한 정도의 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)을 가질 수 있다. 즉, 상기 수지층은 상온에서 미경화 상태임에도 고상 또는 반고상일 수 있다. 본 명세서에서 상온은 예를 들어, 15℃ 내지 35℃ 또는 약 25℃를 의미할 수 있다. 본 출원에서 상기 수지층이 고상 또는 반고상이라는 것은 건조 후의 상태를 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 수지 또는 엘라스토머는 약 10만 내지 200만, 12만 내지 150만 또는 35만 내지 100만 정도의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 다만, 상기 언급된 중량평균분자량을 상기 수지 또는 엘라스토머 성분이 반드시 가져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 수지 또는 엘라스토머 성분의 분자량이 필름을 형성할 정도의 수준이 되지 않는 경우에는 별도의 바인더 수지가 점착제 조성물에 배합될 수 있다.
또 다른 구체예에서, 본 출원에 따른 봉지 수지는 경화성 수지일 수 있다. 상기 경화성 수지는 예를 들어, 경화 후 유리전이온도가 85℃ 이상인 수지일 수 있다. 상기 유리전이온도는 상기 봉지 수지를 광경화 또는 열경화시킨 후의 유리전이온도일 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 경화성 수지의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 이 분야에서 공지되어 있는 다양한 열경화성 또는 광경화성 수지를 사용할 수 있다. 용어 「열경화성 수지」는, 적절한 열의 인가 또는 숙성(aging) 공정을 통하여, 경화될 수 있는 수지를 의미하고, 용어 「광경화성 수지」는 전자기파의 조사에 의하여 경화될 수 있는 수지를 의미한다. 또한, 상기 경화성 수지는 열경화와 광경화의 특성을 모두 포함하는 듀얼 경화형 수지일 수 있다.
본 출원에서 경화성 수지의 구체적인 종류는 전술한 특성을 가지는 것이라면, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 경화되어 접착 특성을 나타낼 수 있는 것으로서, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카르복실기 또는 아미드기 등과 같은 열경화 가능한 관능기를 하나 이상 포함하거나, 혹은 에폭사이드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기 또는 락톤(lactone)기 등과 같은 전자기파의 조사에 의해 경화 가능한 관능기를 하나 이상 포함하는 수지를 들 수 있다. 또한, 상기와 같은 수지의 구체적인 종류에는, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트 수지 또는 에폭시 수지 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에서는 상기 경화성 수지로서, 방향족 또는 지방족; 또는 직쇄형 또는 분지쇄형의 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서는 2개 이상의 관능기를 함유하는 것으로서, 에폭시 당량이 180 g/eq 내지 1,000 g/eq인 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 상기 범위의 에폭시 당량을 가지는 에폭시 수지를 사용하여, 경화물의 접착 성능 및 유리전이온도 등의 특성을 효과적으로 유지할 수 있다. 이와 같은 에폭시 수지의 예에는, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 또는 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다.
본 출원에서는, 경화성 수지로서 분자 구조 내에 환형 구조를 포함하는 에폭시 수지를 사용할 수 있으며, 방향족기(예를 들어, 페닐기)를 포함하는 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 에폭시 수지가 방향족기를 포함할 경우, 경화물이 우수한 열적 및 화학적 안정성을 가지면서, 낮은 흡습량을 나타내어 유기전자장치 봉지 구조의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 사용할 수 있는 방향족기 함유 에폭시 수지의 구체적인 예로는, 비페닐형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지, 크레졸계 에폭시 수지, 비스페놀계 에폭시 수지, 자일록계 에폭시 수지, 다관능 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지 및 알킬 변성 트리페놀메탄 에폭시 수지 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 출원의 수지층은 봉지 수지와 상용성이 높고, 상기 봉지 수지와 함께 특정 가교 구조를 형성할 수 있는 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 출원의 수지층은 봉지 수지와 함께 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은, 예를 들면, 활성에너지선의 조사에 의한 중합 반응에 참여할 수 있는 관능기, 예를 들면, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등과 같은 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 관능기, 에폭시기 또는 옥세탄기 등의 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
다관능성의 활성에너지선 중합성 화합물로는, 예를 들면, 다관능성 아크릴레이트(MFA; Multifunctional acrylate)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은 봉지 수지 100 중량부에 대하여 2 중량부 내지 35 중량부, 3 중량부 내지 33 중량부, 4 내지 30 중량부, 5 내지 28 중량부, 6 내지 25 중량부, 8 중량부 내지 20 중량부, 10 중량부 내지 18 중량부 또는 12 중량부 내지 18 중량부로 포함될 수 있다. 본 출원은 상기 범위 내에서, 고온 고습 등 가혹 조건에서도 내구 신뢰성이 우수한 봉지 필름을 제공한다.
상기 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물은 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 화합물은 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,8-옥탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,12-도데세인디올(dodecanediol) 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 시클로헥산-1,4-디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)디아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
다관능성의 활성에너지선 중합성 화합물로는, 예를 들면, 분자량이 1,000 미만이며, 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 이 경우, 분자량은 중량평균분자량 또는 통상적인 분자량을 의미할 수 있다. 상기 다관능성의 활성에너지선 중합성 화합물은 고리구조를 포함할 수 있고, 상기 고리 구조는 탄소환식 구조 또는 복소환식 구조; 또는 단환식 또는 다환식 구조의 어느 것이어도 된다.
본 출원의 구체예에서, 수지층은 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 라디칼 개시제는 광개시제 또는 열개시제일 수 있다. 광개시제의 구체적인 종류는 경화 속도 및 황변 가능성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 벤조인계, 히드록시 케톤계, 아미노 케톤계 또는 포스핀 옥시드계 광개시제 등을 사용할 수 있고, 구체적으로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등을 사용할 수 있다.
라디칼 개시제는 활성에너지선 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 내지 50 중량부, 0.3 내지 40중량부, 0.4 내지 34 중량부, 0.5 내지 18 중량부, 1 내지 15 중량부, 또는 2 중량부 내지 13 중량부의 비율로 포함될 수도 있다. 이를 통해 활성에너지선 중합성 화합물의 반응을 효과적으로 유도하고, 또한 경화 후에 잔존 성분으로 인해 수지층 조성물의 물성이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 수지층에 포함되는 수지 성분의 종류에 따라서, 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들어, 전술한 봉지 수지와 반응하여, 가교 구조 등을 형성할 수 있는 경화제를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 봉지 수지는 수지 성분과 동일한 의미로 사용될 수 있다.
경화제는, 수지 성분 또는 그 수지에 포함되는 관능기의 종류에 따라서 적절한 종류가 선택 및 사용될 수 있다.
하나의 예시에서 수지 성분이 에폭시 수지인 경우, 경화제로는, 이 분야에서 공지되어 있는 에폭시 수지의 경화제로서, 예를 들면, 아민 경화제, 이미다졸 경화제, 페놀 경화제, 인 경화제 또는 산무수물 경화제 등의 일종 또는 이종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 상기 경화제로는, 상온에서 고상이고, 융점 또는 분해 온도가 80℃ 이상인 이미다졸 화합물을 사용할 수 있다. 이러한 화합물로는, 예를 들면, 2-메틸 이미다졸, 2-헵타데실 이미다졸, 2-페닐 이미다졸, 2-페닐-4-메틸 이미다졸 또는 1-시아노에틸-2-페닐 이미다졸 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다,
경화제의 함량은, 조성물의 조성, 예를 들면, 봉지 수지의 종류나 비율에 따라서 선택될 수 있다. 예를 들면, 경화제는, 수지 성분 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 20 중량부, 1 중량부 내지 10중량부 또는 1 중량부 내지 5 중량부로 포함할 수 있다. 그렇지만, 상기 중량 비율은, 봉지 수지 또는 그 수지의 관능기의 종류 및 비율, 또는 구현하고자 하는 가교 밀도 등에 따라 변경될 수 있다.
수지 성분이 활성 에너지선의 조사에 의해 경화될 수 있는 수지인 경우, 개시제로는, 예를 들면, 양이온 광중합 개시제를 사용할 수 있다.
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 양이온 개시제로는, 이온화 양이온 광중합 개시제를 사용할 수 있다.
하나의 예시에서, 수지층은 점착 부여제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 점착 부여제는 바람직하게 수소화된 환형 올레핀계 중합체일 수 있다. 점착 부여제로는, 예를 들면, 석유 수지를 수소화하여 얻어지는 수소화된 석유 수지를 사용할 수 있다. 수소화된 석유 수지는 부분적으로 또는 완전히 수소화될 수 있으며, 그러한 수지들의 혼합물일 수도 있다. 이러한 점착 부여제는 점착제 조성물과 상용성이 좋으면서도 수분 차단성이 우수하고, 유기 휘발 성분이 낮은 것을 선택할 수 있다. 수소화된 석유 수지의 구체적인 예로는, 수소화된 테르펜계 수지, 수소화된 에스테르계 수지 또는 수소화된 다이사이클로펜타디엔계 수지 등을 들 수 있다. 상기 점착 부여제의 중량평균분자량은 약 200 내지 5,000 일 수 있다. 상기 점착 부여제의 함량은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 점착 부여제의 함량은 후술하는 겔 함량 등을 고려하여 선택될 수 있고, 하나의 예시에 따르면, 수지 성분 100 중량부 대비 5 중량부 내지 100 중량부, 8 내지 95 중량부, 10 중량부 내지 93 중량부 또는 15 중량부 내지 90 중량부의 비율로 포함될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 수지층 중 적어도 한 층은 수분 흡착제를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수분 흡착제(moisture absorbent)」는, 예를 들면, 후술하는 봉지 필름으로 침투한 수분 내지는 습기와의 화학적 반응을 통해 상기를 제거할 수 있는 화학 반응성 흡착제를 의미할 수 있다.
예를 들어, 수분 흡착제는 수지층 또는 봉지 필름 내에 고르게 분산된 상태로 존재할 수 있다. 여기서 고르게 분산된 상태는 수지층 또는 봉지 필름의 어느 부분에서도 동일 또는 실질적으로 동일한 밀도로 수분 흡착제가 존재하는 상태를 의미할 수 있다. 상기에서 사용될 수 있는 수분 흡착제로는, 예를 들면, 금속 산화물, 황산염 또는 유기 금속 산화물 등을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 황산염의 예로는, 황산마그네슘, 황산나트륨 또는 황산니켈 등을 들 수 있으며, 상기 유기 금속 산화물의 예로는 알루미늄 옥사이드 옥틸레이트 등을 들 수 있다. 상기에서 금속산화물의 구체적인 예로는, 오산화인(P2O5), 산화리튬(Li2O), 산화나트륨(Na2O), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등을 들 수 있고, 금속염의 예로는, 황산리튬(Li2SO4), 황산나트륨(Na2SO4), 황산칼슘(CaSO4), 황산마그네슘(MgSO4), 황산코발트(CoSO4), 황산갈륨(Ga2(SO4)3), 황산티탄(Ti(SO4)2) 또는 황산니켈(NiSO4) 등과 같은 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) 등과 같은 금속할로겐화물; 또는 과염소산바륨(Ba(ClO4)2) 또는 과염소산마그네슘(Mg(ClO4)2) 등과 같은 금속염소산염 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 봉지층에 포함될 수 있는 수분 흡착제로는 상술한 구성 중 1 종을 사용할 수도 있고, 2 종 이상을 사용할 수도 있다. 하나의 예시에서 수분 흡착제로 2 종 이상을 사용하는 경우 소성돌로마이트(calcined dolomite) 등이 사용될 수 있다.
이러한 수분 흡착제는 용도에 따라 적절한 크기로 제어될 수 있다. 하나의 예시에서 수분 흡착제의 평균 입경이 10 내지 15000 nm 정도로 제어될 수 있다. 상기 범위의 크기를 가지는 수분 흡착제는 수분과의 반응 속도가 너무 빠르지 않아 보관이 용이하고, 봉지하려는 소자에 손상을 주지 않고, 효과적으로 수분을 제거할 수 있다.
수분 흡착제의 함량은, 특별히 제한되지 않고, 목적하는 차단 특성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
수지층은 필요한 경우, 수분 차단제를 또한 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수분 차단제(moisture blocker)」는, 수분과의 반응성이 없거나 낮으나, 물리적으로 수분 내지는 습기의 필름 내에서의 이동을 차단하거나 방해할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 수분 차단제로는, 예를 들면, 클레이, 탈크, 침상 실리카, 판상 실리카, 다공성 실리카, 제올라이트, 티타니아 또는 지르코니아 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 수분 차단제는 유기물의 침투가 용이하도록 유기 개질제 등에 의하여 표면 처리가 될 수 있다. 이러한 유기 개질제로는, 예를 들면, 디메틸 벤질 수소화 탈로우 4차 암모늄(dimethyl benzyl hydrogenatedtallow quaternaty ammonium), 디메틸 수소화 탈로우 4차 암모늄(dimethyl dihydrogenatedtallow quaternary ammonium), 메틸 탈로우 비스-2-하이드록시에틸 4차 암모늄(methyl tallow bis-2-hydroxyethyl quaternary ammonium), 디메틸 수소화 탈로우 2-에틸헥실 4차 암모늄(dimethyl hydrogenatedtallow 2-ethylhexyl quaternary ammonium), 디메틸 탈수소화 탈로우 4차 암모늄(dimethyl dehydrogenated tallow quaternary ammonium) 또는 이들의 혼합물인 유기 개질제 등이 사용될 수 있다.
수분 차단제의 함량은, 특별히 제한되지 않고, 목적하는 차단 특성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
수지층에는 상술한 구성 외에도 용도 및 후술하는 봉지 필름의 제조 공정에 따라 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 수지층은 경화성 물질, 가교제 또는 필러 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 수지층은 전술한 바와 같이 2 이상의 층으로 형성될 수 있다. 2층 이상의 층으로 형성되는 경우, 상기 수지층 가운데 한 층은 수분 흡착제를 포함하지 않거나 다른 수지층 보다 수분 흡착제를 낮은 함량으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 수분 흡착제의 함량은, 상기 봉지 필름이 유기전자소자의 봉지에 적용되는 점을 고려할 때, 상기 소자의 손상 등을 고려하여 제어할 수 있다. 예를 들어, 소자와 접촉하는 층에 소량의 수분 흡착제를 구성하거나, 수분 흡착제를 포함하지 않을 수 있다. 하나의 예시에서, 소자와 접촉하는 수지층은 봉지 필름이 함유하는 수분 흡착제 전체 질량에 대해서 0 내지 20%의 수분 흡착제를 포함할 수 있다. 또한, 소자와 접촉하지 않는 수지층은 봉지 필름이 함유하는 수분 흡착제 전체 질량에 대해서 80 내지 100%의 수분 흡착제를 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 전술한 제 2 수지층 용액은 필름이 함유하는 수분 흡착제 전체 질량에 대해서 80 내지 100%의 수분 흡착제를 포함할 수 있고, 상기 제 1 수지층 용액은 필름이 함유하는 수분 흡착제 전체 질량에 대해서 0 내지 20%의 수분 흡착제를 포함할 수 있다.
본 출원은 또한, 유기전자소자 봉지 필름에 관한 것이다. 상기 봉지 필름은 전술한 광학 필름 재단기 또는 재단 방법으로 제조된 것일 수 있다. 봉지 필름은 봉지층을 포함할 수 있으며, 상기 봉지층은 전술한 수지층과 동일할 수 있다.
봉지 필름은, 기재 필름 또는 이형 필름(이하, 「제 1 필름」이라 칭하는 경우가 있다.)을 추가로 포함하고, 상기 봉지층이 상기 기재 또는 이형 필름상에 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 구조는 또한 기재 또는 이형 필름(이하, 「제 2 필름」이라 칭하는 경우가 있다.)을 추가로 포함할 수 있다.
본 출원에서 사용할 수 있는 상기 제 1 필름의 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않는다. 본 출원에서는 상기 제 1 필름으로서, 예를 들면, 이 분야의 일반적인 고분자 필름을 사용할 수 있다. 본 출원에서는, 예를 들면, 상기 기재 또는 이형 필름으로서, 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 상기 기재 필름 또는 이형 필름의 일면 또는 양면에는 적절한 이형 처리가 수행되어 있을 수도 있다. 기재 필름의 이형 처리에 사용되는 이형제의 예로는 알키드계, 실리콘계, 불소계, 불포화에스테르계, 폴리올레핀계 또는 왁스계 등을 사용할 수 있고, 이 중 내열성 측면에서 알키드계, 실리콘계 또는 불소계 이형제를 사용하는 것이 바람직하지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에서 상기와 같은 기재 필름 또는 이형 필름(제 1 필름)의 두께는 특별히 한정되지 않고, 적용되는 용도에 따라서 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 본 출원에서 상기 제 1 필름의 두께는 10 ㎛ 내지 500 ㎛, 또는 20 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도일 수 있다. 상기 두께가 10 ㎛ 미만이면 제조 과정에서 기재 필름의 변형이 쉽게 발생할 우려가 있고, 500 ㎛를 초과하면, 경제성이 떨어진다.
하나의 예시에서, 전술한 기재 필름은 예를 들어, 메탈층일 수 있다. 이에 따라, 본 출원은, 도 5에 도시된 바와 같이, 기재 필름 또는 이형 필름(11), 봉지층(또는 수지층)(12) 및 메탈층(13)을 포함하는 봉지 필름(10)을 제공할 수 있다. 본 출원의 봉지 필름에 포함되는 봉지층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 상기 필름이 적용되는 용도를 고려하여 하기의 조건에 따라 적절하게 선택할 수 있다. 봉지층의 두께는 5 ㎛ 내지 200 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 100 ㎛ 정도일 수 있다. 상기 두께는 봉지층이 다층인 경우 다층 전체의 두께를 의미할 수 있다. 봉지층의 두께가 5 ㎛ 미만일 경우 충분한 수분차단 능력을 발휘할 수 없으며, 200 ㎛ 초과할 경우 공정성을 확보하기가 어려우며, 수분 반응성으로 인하여 두께 팽창이 커서 유기발광소자의 증착막에 손상을 입힐 수 있으며 경제성이 떨어진다.
본 출원은 또한 유기전자장치에 관한 것이다. 상기 유기전자장치는, 도 6에 도시된 바와 같이, 기판(21); 상기 기판(21) 상에 형성된 유기전자소자(22); 및 상기 유기전자소자(22)의 전면을 봉지하는 전술한 광학 필름(12, 13)을 포함할 수 있다. 상기 광학 필름은 상기 기판 상에 형성된 유기전자소자의 전면, 예를 들면 상부 및 측면을 모두 봉지하고 있을 수 있다. 상기 광학 필름은 점착제 조성물 또는 접착제 조성물을 가교 또는 경화된 상태로 함유하는 봉지층(12) 및 메탈층(13)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 봉지층이 유기전자소자의 전면에 접촉하도록 유기전자장치가 형성되어 있을 수 있다.
상기에서 유기전자소자는 예를 들면, 유기발광소자일 수 있다.
또한, 상기 봉지층은, 전면 발광(top emission) 또는 배면 발광(bottom emission) 등의 유기전자장치의 형태와 무관하게 안정적인 봉지층으로 형성될 수 있다.
또한, 본 출원의 유기전자소자는 보호막을 포함할 수 있다. 상기 보호막은 소자의 전극의 손상을 방지할 수 있는 것으로서, 본 기술 분야의 통상의 소재로 구성될 수 있으며, 예를 들어, 무기물로서 SiNx 또는 Al2O3 등을 포함할 수 있다. 상기 보호막은 유기막 및 무기막이 교대로 증착되어 있는 페시베이션 막일 수 있다.
본 출원은 또한, 유기전자장치의 제조방법을 제공한다. 상기 제조방법은, 상부에 유기전자소자가 형성된 기판에 전술한 광학 필름이 상기 유기전자소자를 커버하도록 적용하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제조 방법은 상기 광학 필름을 경화하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광학 필름의 경화 단계는 봉지층(수지층)의 경화를 의미하고, 상기 경화는 상기 광학 필름이 유기전자소자를 커버하기 전 또는 후에 진행될 수 있다.
본 명세서에서 용어 「경화」란 가열 또는 UV 조사 공정 등을 거쳐 본 발명의 조성물이 가교 구조를 형성하여 점착제의 형태로 제조하는 것을 의미할 수 있다. 또는, 접착제 조성물이 접착제로서 고화 및 부착되는 것을 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제조방법은 기판으로 사용되는 글라스 또는 고분자 필름상에 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 투명 전극을 형성하고, 상기 투명전극상에 예를 들면, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등으로 구성되는 발광성 유기 재료의 층을 형성한 후에 그 상부에 전극층을 추가로 형성하여 유기전자소자를 형성할 수 있다. 이어서, 상기 공정을 거친 기판의 유기전자소자의 전면을, 상기 광학 필름의 봉지층이 덮도록 위치시킬 수 있다.
본 출원은 광학 필름을 제조함에 있어서, 공정의 효율 및 필름의 신뢰성을 유지할 수 있는 광학 필름용 재단기 및 상기 광학 필름을 재단하는 방법을 제공한다.
도 1은 본 출원의 하나의 예시에 따른 재단기 및 재단 방법을 나타내는 투시도이다.
도 2 및 3은 본 출원의 하나의 예시에 따른 재단기를 나타내는 단면도이다.
도 4는 본 출원의 하나의 예시에 따른 재단기를 위에서 바라본 평면도이다.
도 5는 본 출원의 하나의 예시에 따른 광학 필름을 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 출원의 하나의 예시에서 따른 유기전자장치를 나타내는 단면도이다.
도 7 및 도 8은 각각 실시예 1 및 비교예 1에서의 재단 결과를 찍은 사진이다.
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
봉지층의 제조
부틸 고무 수지(BT-20, 선우켐텍) 180 g 및 DCPD계 석유 수지(SU5270, 선우켐텍) 60 g을 톨루엔으로 희석한 용액(고형분 33%)을 제조한 후, 용액을 균질화하였다. 상기 균질화된 용액에 다관능성 아크릴레이트(트리메티롤프로판 트리아크릴레이트, 미원) 10 g 및 광개시제(Irgacure819, Ciba) 3 g을 투입하여 균질화 후 1 시간 동안 고속 교반하여 봉지층 용액을 제조하였다.
상기에서 제조된 봉지층 용액을 이형 PET의 이형면에 콤마 코터를 사용하여 도포하고, 건조기에서 130℃로 3분 동안 건조하여, 두께가 50 ㎛인 봉지층을 형성하였다.
봉지 필름의 원단 시트 제조
미리 준비된 메탈층(알루미늄 foil, 두께 70㎛)상에, 봉지층을 롤투롤(Roll-to-Roll) 공정으로 70℃에서 라미네이션하여, 봉지 필름의 원단 시트를 제조하였다.
봉지 필름의 재단
상기 제조된 원단 시트를, 도 1(투시도), 도 2(단면도) 및 도 4(평면도)에 따른 재단기(5)를 통해 나이프 커터로 사각 시트형으로 커팅하여 유기전자소자 봉지 필름을 제조하였다.
비교예 1
실시예 1과 같이 원단 시트를 제조하고, 상기 원단 시트의 재단 시, 패드가 형성되지 않은 재단기로 재단한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 봉지 필름을 제조하였다.
실험예 1 - 모서리 꺾임 발생 확인
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따라 재단한 봉지 필름을 사진으로 찍은 결과, 실시예 1은 모서리(꼭지점) 꺾임이 전혀 없음을 확인할 수 있었고(도 7), 비교예 1은 모서리(꼭지점) 부분에 꺾임을 확인(도 8)할 수 있었다.
1: 제 1 커터
2: 제 2 커터
3: 제 3 커터
4: 제 4 커터
5: 재단기
6: 베이스 부재
7: 패드
8: 꼭지점
9: 하드 블록
10: 광학 필름
11: 기재 필름 또는 이형 필름
12: 수지층(봉지층)
13: 메탈층
21: 기판
22: 유기전자소자
31: 제 1 변
32: 제 2 변
33: 제 3 변
34: 제 4 변
100: 원단 시트

Claims (20)

  1. 다각형 형상의 광학 필름을 재단하는 재단기로서, 상기 광학 필름은 수지층 및 메탈층을 일체로 포함하고, 상기 다각형 형상의 광학 필름의 제 1 변을 재단하는 제 1 커터 및 상기 제 1 변과 이웃하는 제 2 변을 재단하는 제 2 커터를 포함하고,
    상기 제 1 커터 및 제 2 커터의 측면에 마련되는 베이스 부재 및 상기 베이스 부재의 상부에 형성되고, ASTM D638에 따른 인장 강도가 1kg/mm2 내지 10 kg/mm2 범위 내인 패드를 포함하는 광학 필름 재단기.
  2. 제 1 항에 있어서, 베이스 부재의 상부는 제 1 커터 및 제 2 커터가 광학 필름을 재단하는 방향인 광학 필름 재단기.
  3. 제 1 항에 있어서, 광학 필름 재단 시 베이스 부재가 압축되면서 상기 커터가 상기 광학 필름을 재단하는 광학 필름 재단기.
  4. 제 1 항에 있어서, 패드는 적어도, 제 1 커터와 제 2 커터가 만나는 꼭지점의 측면에 마련되는 베이스 부재의 상부에 형성되는 광학 필름 재단기.
  5. 제 1 항에 있어서, 패드는 적어도, 제 1 커터 또는 제 2 커터와 접하는 베이스 부재의 가장자리 영역의 상부에 형성되는 광학 필름 재단기.
  6. 제 1 항에 있어서, 패드는 적어도, 제 1 커터 또는 제 2 커터의 양 측면에 마련되는 양 측 베이스 부재의 상부에 형성되는 광학 필름 재단기.
  7. 제 1 항에 있어서, 패드는 ASTM D5034 규격에 따른 연신율이 길이 방향으로 100 내지 200 %의 범위 내이고, 폭 방향으로 150 내지 300%의 범위 내인 광학 필름 재단기.
  8. 제 1 항에 있어서, 패드는 ASTM D412 규격(100% Modulus)에 따른 탄성률이 길이 방향으로 0.5 내지 2 kg/mm2의 범위 내이고, 폭 방향으로 1 내지 3 kg/mm2의 범위 내인 광학 필름 재단기.
  9. 제 1 항에 있어서, 패드는 우레탄 수지, 니트릴 수지, 불소 수지 또는 클로로프렌 수지를 포함하는 광학 필름 재단기.
  10. 제 1 항에 있어서, 베이스 부재는 ASTM D2240에 따른 경도가 50도 내지 90도의 범위 내인 광학 필름 재단기.
  11. 제 1 항에 있어서, 베이스 부재는 제 1 커터 또는 제 2 커터와 접하는 일 측면에 하드 블록을 추가로 포함하는 광학 필름 재단기.
  12. 제 11 항에 있어서, 하드 블록은 금속 성분을 포함하는 광학 필름 재단기.
  13. 제 11 항에 있어서, 하드 블록은 제 1 커터와 제 2 커터의 양 측면에 접하도록 형성되는 광학 필름 재단기.
  14. 제 1 항에 있어서, 적어도 3 개 이상의 커터를 포함하는 광학 필름 재단기.
  15. 삭제
  16. 제 1 항에 있어서, 메탈층은 25℃에서 탄성률(Young's modulus)이 30GPa 내지 250GPa의 범위 내인 광학 필름 재단기.
  17. 삭제
  18. 제 1 항에 있어서, 제 1 커터와 제 2 커터는 서로 30° 내지 150°의 각도를 이루도록 포함되는 광학 필름 재단기.
  19. 제 1 항에 있어서, 커터는 나이프 커터인 광학 필름 재단기.
  20. 제 1 항에 따른 광학 필름 재단기를 이용하여, 다각형 형상으로 필름을 재단하는 광학 필름 재단 방법.
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