KR102323778B1 - 아다만틸 아크릴계 모노머를 포함하는 저유전 코팅액 조성물 - Google Patents

아다만틸 아크릴계 모노머를 포함하는 저유전 코팅액 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 저유전 코팅액 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아다만틸 아크릴계 모노머를 포함하며, 낮은 비유전율 특성을 가지는 코팅액 조성물에 관한 것이다.

Description

아다만틸 아크릴계 모노머를 포함하는 저유전 코팅액 조성물 {Composition of Low Dielectric Coating Solution Containing Adamantyl Acrylic Monomer}
본 발명은 저유전 코팅액 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 아다만틸 아크릴계 모노머를 포함하며, 낮은 비유전율 특성을 가지는 코팅액 조성물에 관한 것이다.
터치스크린패널(touch screen panel, TSP)는 손가락이나 펜등으로 화면을 누르거나 접촉하면, 그 위치를 인지하여 시스템에 전달하는 입력 장치로서, 스마트폰, 네비게이션, 테블릿PC, 노트북 등의 휴대용 전자기기의 확대 보급으로 인해 사용이 급증하고 있다.
터치스크린패널을 작동방식에 따라 저항막 방식(Resistive Touch Screen), 정전용량방식(Capacitive Touch Screen), 초음파방식(Surface Acoustic Wave Touch Screen. SAW), 적외선방식(Infrared Touch Screen)로 구분될 수 있으며, 이중 정전용량 방식의 터치스크린패널은 멀티터치 기능이 우수하고 빛투과율, 터치감도, 및 내구성이 우수하여 대부분의 스마트폰, 테블릿PC, 노트북등의 휴대용전자기기에 적용되고 있다.
정전용량방식의 TSP의 적용이 확대되면서 터치패널의 두 전극 사이의 절연층, OCA(Optically clear adhesive) 및 최근 OCA를 대체하고 있는 OCR(Optically clear resin), OLED 소자를 보호하는 봉지재등 코팅액의 비유전율이 높을 경우 터치 오작동의 우려가 있고, 터치감도가 떨어질 수 있다.
기존의 코팅액은 비유전율이 2.8 이상 3.6이하로서, 코팅액은 비유전율이 커, 터치 감도를 감소시키는 문제가 있다.
한편, 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트는 단독으로 중합되거나 다른 모노머와의 공중합되어 각종 성능이 우수한 폴리머를 제공하는 유용한 모노머 성분으로서, 이들을 이용하여 제조된 폴리머는 일반적으로 내후성 및 투명성이 우수하다는 특징이 있고, 또한, 에스테르 치환기의 종류에 따라 다양한 성능의 폴리머를 제조할 수 있다.
구체적인 예를 들면, 에스테르 치환기로서 크기가 큰(bulky)한 지환식 치환기가 도입된 아크릴레이트 또는 메타아크릴레이트는 화학적 반응성이 적으며, 기존의 고분자 모노머와 공중합이 가능하기 때문에 이들의 상업적인 생산에 업계의 관심이 높다.
한편, 코팅용 조성물에 관한 종래 기술로서, 한국공개특허공보 제10-2016-0030077호 및 한국공개특허공보 제10-2019-0065896호에서는 (메타)아크릴레이트 모노머 등을 포함하는 유기발광소자의 밀봉용 조성물을 제시하고 있다.
그러나, 상기 선행기술들을 포함하는 종래기술에도 불구하고, 기존 연속적으로 주행하는 기재 상에 수지층을 제막하는 프로세스에 적합하고, 낮은 비유전율과 접착력이 우수한 코팅액 조성물이 요구되고 있는 실정이며, 이러한 특성을 갖는 신규한 코팅액 조성물의 개발 필요성은 지속적으로 요구되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2016-0030077호(2016.03.16) 한국공개특허공보 제10-2019-0065896호(2019.06.26)
본 발명의 목적은 연속적으로 주행하는 기재 상에 수지층을 제막하는 프로세스에 적합한 코팅액 조성물에 관한 것으로, 일 예로서, 상기 코팅액 조성물은 TFT-LCD, 유기 발광 소자의 다양한 코팅액 조성물 등의 용도로 사용될 수 있다.
또한, 본 발명은 터치패널의 두 전극 사이의 절연층, OCR(Optically clear resin), 오버코트, OLED 소자를 보호하는 봉지재 등에 적합한 코팅액 조성물을 제공할 수 있으며, 상기 코팅액 조성물로부터 제조된 유기코팅막은 접착성, 경화성, 가공성이 우수하며, 특히 OLED소자 봉지공정에서 사용하는 플라스마에 대한 데미지 내성을 갖고, 낮은 경화 수축율을 나타낼 수 있다.
또한 기존의 코팅액은 비유전율이 비교적 높고, 접착력이 부족하고 비교적 높은 경화수축율을 가져 터치감도가 낮고 제조된 코팅막의 물리적 특성이 부족한 한계를 가지고 있어, 이를 해결하기 위하여 본 발명은 낮은 비유전율과 경화수축율, 높은 접착력을 갖는 코팅액 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은 유전율이 낮은 아다만틸 구조를 포함하는 단관능성 모노머 화합물(A) 및 상기 모노머 화합물과 중합가능한 단관능성 모노머(B)를 광경화 또는 열경화시킨 경화물이 아다만틸 구조로 인해 낮은 비유전율을 가지며, 또한 다관능모노머를 사용한 경화물에 비해 낮은 경화수축율 및 높은 접착력을 가질 수 있어, 앞서 기재된 종래 기술의 문제점을 해결할 수 있음을 발견하고, 본 발명에 이르게 되었다.
본 발명에 따른 코팅액 조성물은 아다만틸을 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(A), 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B) 및 중합개시제(C)를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물이다.
[화학식 1]
Figure 112019125489025-pat00001
상기 [화학식 1]에서,
치환기 R1은 중수소, 히드록실기, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1~C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7~C50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3~C30 시클로알콕시기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 n은 0 내지 3 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이고,
상기 n이 0인 경우 L1이 치환된 위치를 제외하고 아다만탄 고리내 치환 가능한 모든 위치는 수소로 치환되어 있는 것을 의미하며,
상기 n이 2이상인 경우에 각각의 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
상기 연결기 L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1~C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3~C30 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2~C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3~C30 시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 m은 1 내지 5 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이고, 상기 m이 2이상인 경우에 각각의 L1은 서로 동일하거나 상이하며,
상기 연결기 L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1-C7의 알킬렌옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌옥시기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 i는 1 내지 5 중에서 선택되는 어는 하나의 정수이고, 상기 i가 2이상인 경우 각각의 L2는 동일하거나 상이하며,
상기 치환기 R2는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 C3-C20의 시클로알킬기 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고;
상기 [화학식 1]에서의 '치환 또는 비치환된'에서의'치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, C1-C24의 알킬기, C1-C24의 할로겐화 알킬기, C2-C24의 알케닐기, C2-C24의 알키닐기, C1-24의 헤테로알킬기, C6-C24의 아릴기, C7-C24의 아릴알킬기, C2-C24의 헤테로아릴기, C2-C24의 헤테로아릴알킬기, C1-C24의 알콕시기, C1-C24의 알킬티오닐기, C1-C24의 알킬아미노기, C6-C24의 아릴아미노기, C1-C24의 헤테로아릴아미노기, C1-C24의 알킬실릴기, C6-C24의 아릴실릴기, C6-C24의 아릴옥시기, C6-C24의 아릴티오닐기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
본 발명의 코팅액 조성물의 구성성분인 아다만틸기를 포함하는, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A)은 프리볼륨이 분자량에 비해 커 낮은 유전율을 가지고 있어, 본 특허의 조성물을 활용할 경우 낮은 유전율을 갖는 유기 코팅막을 구현할 수 있다. 또한 상기 화합물(A)는 견고한 환구조를 구비함으로써 후공정에 있어서의 플라스마 데미지를 억제할 수 있는데, 이것은 환상 구조, 특히 지환을 갖는 화합물이 높은 드라이에칭 내성을 갖는 것과 관계가 있으며, 이에 따라 박막디스플레이 소자의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 코팅용 조성물내 단관능 화합물을 포함시킴으로써, 다관능 화합물로 이루어진 조성물보다 접착력이 우수하며 특히 무기층에 대한 접착력이 우수하고, 경화 수축률이 낮아 플렉시블 기판에 사용하는 것이 용이하여 플렉시블 또는 폴더블 디스플레이에 적용이 가능하다.
또한, 단관능 화합물을 포함하는 코팅액 조성물의 경화물은 투과도 또한 다관능 화합물에 의한 조성물 보다 높으며, 다관능기에 수분의 흡착에 쉬워 유전율이 올라가는 문제점을 발생하지 않아 아다만틸 구조를 가진 다관능 화합물 보다 단관능의 아다만틸 구조를 가진 화합물이 더 신뢰성 좋은 코팅막을 형성할 수 있는 코팅액 조성물을 제공할 수 있다.
본 출원의 구체적인 예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 출원에 기술된 내용은 본 출원의 사상을 전달될 수 있도록 제공되는 것이며 본 출원의 내용이 이에 한정하지 않는다.
본 발명에 따른 코팅액 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(A), 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B) 및 중합개시제(C)를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112019125489025-pat00002
상기 [화학식 1]에서,
치환기 R1은 중수소, 히드록실기, 할로겐, 시아노기, 니트로기, 치환 또는 비치환된 C1~C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3~C30의 시클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C2~C30 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴기, 치환 또는 비치환된 C7~C50의 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C30 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C3~C30 시클로알콕시기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 n은 0 내지 3 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이고, 상기 n이 0인 경우 L1이 치환된 위치를 제외하고 아다만탄 고리내 치환 가능한 모든 위치는 수소로 치환되어 있는 것을 의미하며,
상기 n이 2이상인 경우에 각각의 R1은 서로 동일하거나 상이하며,
상기 연결기 L1은 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1~C30 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3~C30 시클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C2~C30 알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C3~C30 시클로알케닐렌기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 m은 1 내지 5 중에서 선택되는 어느 하나의 정수이고, 상기 m이 2이상인 경우에 각각의 L1은 서로 동일하거나 상이하며,
상기 연결기 L2는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1-C7의 알킬렌옥시기, 치환 또는 비치환된 C6~C50의 아릴렌옥시기 중에서 선택되는 어느 하나이고,
상기 i는 1 내지 5 중에서 선택되는 어는 하나의 정수이고, 상기 i가 2이상인 경우 각각의 L2는 동일하거나 상이하며,
상기 치환기 R2는 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 C3-C20의 시클로알킬기 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고;
상기 [화학식 1]에서의 '치환 또는 비치환된'에서의'치환'은 중수소, 시아노기, 할로겐기, 히드록시기, 니트로기, C1-C24의 알킬기, C1-C24의 할로겐화 알킬기, C2-C24의 알케닐기, C2-C24의 알키닐기, C1-24의 헤테로알킬기, C6-C24의 아릴기, C7-C24의 아릴알킬기, C2-C24의 헤테로아릴기, C2-C24의 헤테로아릴알킬기, C1-C24의 알콕시기, C1-C24의 알킬티오닐기, C1-C24의 알킬아미노기, C6-C24의 아릴아미노기, C1-C24의 헤테로아릴아미노기, C1-C24의 알킬실릴기, C6-C24의 아릴실릴기, C6-C24의 아릴옥시기, C6-C24의 아릴티오닐기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
한편, 본 발명에서의 상기 "치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기", "치환 또는 비치환된 C6-C50의 아릴기" 등에서의 상기 알킬기 또는 아릴기의 범위를 고려하여 보면, 상기 C1-C20의 알킬기 및 C6-C50의 아릴기의 탄소수의 범위는 각각 상기 치환기가 치환된 부분을 고려하지 않고 비치환된 것으로 보았을 때의 알킬 부분 또는 아릴 부분을 구성하는 전체 탄소수를 의미하는 것이다. 예컨대, 파라위치에 부틸기가 치환된 페닐기는 C4의 부틸기로 치환된 C6의 아릴기에 해당하는 것으로 보아야 한다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴기는 하나의 수소 제거에 의해서 방향족 탄화수소로부터 유도된 유기 라디칼로, 5 내지 7원, 바람직하게는 5 또는 6원을 포함하는 단일 또는 융합고리계를 포함하며, 또한 상기 아릴기에 치환기가 있는 경우 이웃하는 치환기와 서로 융합 (fused)되어 고리를 추가로 형성할 수 있다.
상기 아릴기의 구체적인 예로는 페닐기, o-비페닐기, m-비페닐기, p-비페닐기, 터페닐기(바람직하게는 o-터페닐기, m-터페닐기, p-터페닐기), 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기, 피레닐기, 인데닐, 플루오레닐기, 테트라히드로나프틸기, 페릴렌일, 크라이세닐, 나프타세닐, 플루오란텐일등과 같은 방향족 그룹을 들 수 있고, 상기 아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 중수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 실릴기, 아미노기 (-NH2, -NH(R), -N(R')(R''), R'과 R"은 서로 독립적으로 C1-C10의 알킬기이며, 이 경우 "알킬아미노기"라 함), 아미디노기, 히드라진기, 히드라존기, 카르복실기, 술폰산기, 인산기, C1-C24의 알킬기, C1-C24의 할로겐화된 알킬기, C2-C24의 알케닐기, C2-C24의 알키닐기, C1-C24의 헤테로알킬기, C6-C24의 아릴기, C7-C24의 아릴알킬기, C2-C24의 헤테로아릴기 또는 C2-C24의 헤테로아릴알킬기로 치환될 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 헤테로아릴기는 아릴기에서 N, O, P, Si, S, Ge, Se, Te 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리 원자가 탄소인 C2-C24의 고리 방향족 시스템을 의미하며, 상기 고리들은 융합(fused)되어 고리를 형성할 수 있다. 그리고 상기 헤테로아릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
또한 본 발명에서 사용되는 치환기인 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸, sec-부틸, tert-부틸, 펜틸, iso-아밀, 헥실 등을 들 수 있고, 상기 알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 프로폭시, 이소부틸옥시, sec-부틸옥시, 펜틸옥시, iso-아밀옥시, 헥실옥시,아다만탄옥시, 디시클로펜탄옥시, 보닐옥시 등을 들 수 있고, 상기 알콕시기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 아릴알킬기의 구체적인 예로는 페닐메틸(벤질), 페닐에틸, 페닐프로필, 나프틸메틸 나프틸에틸 등을 들 수 있고, 상기 아릴알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 시클로알킬기, 시클로알콕시기 등에서의 '시클로'는 알킬기 또는 알콕시기내 탄화수소 단일 고리 또는 다중 고리를 형성할 수 있는 구조의 치환기를 의미하며, 예컨대 시클로알킬기 의 구체적인 예로는 시클로부틸, 시클로펜틸, 시클로헥실, 메틸시클로펜틸, 메틸시클로헥실, 에틸시클로펜틸, 에틸시클로헥실, 아다만틸, 디시클로펜타디에닐, 보닐, 아이소보닐 등을 들 수 있고, 상기 시클로알킬기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능 하며, 이는 시클로알콕시에서도 마찬가지로 적용될 수 있다.
본 발명의 화합물에서 사용되는 치환기인 실릴기의 구체적인 예로는 트리메틸실릴, 트리에틸실릴, 트리페닐실릴, 트리메톡시실릴, 디메톡시페닐실릴, 디페닐메틸실릴, 디페닐비닐실릴, 메틸사이클로뷰틸실릴, 디메틸퓨릴실릴 등을 들 수 있고, 상기 실릴기 중 하나 이상의 수소 원자는 상기 아릴기의 경우와 마찬가지의 치환기로 치환가능하다.
본 발명에 따른 아다만틸기를 포함하는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물(A)은 다중고리(환)구조를 구비함으로써 후공정에 있어서의 플라스마에 대한 데미지 내성을 가지고 있어, 플라즈마에 의한 식각률을 낮게 억제할 수 있으며, 이는 다중고리(환)구조를 갖는 화합물이 높은 드라이에칭 내성을 갖는 것과 강한 관계가 있다.
또한, 모노머내 관능기가 많을수록 수분이 흡착할 수 있는 경우가 많아 유전율이 높아지는 문제점이 발생하는 반면, 본 발명에 따른 화학식 1로 표시되는 화합물(A)은 아다만틸기 구조에 따른 낮은 유전율을 가지며, 다관능 화합물 보다 접착력이 우수하고 경화 수축율이 낮은 안정적인 박막을 형성할 수 있으며, 유전율이 낮으며 신뢰성 있는 박막을 형성할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112019125489025-pat00003
한편, 본 발명에 따른 코팅액 조성물내 상기 '화학식 1로 표시되는 화합물(A)의 성분은 상기 화학식 1로 표시되는 1종, 또는 상기 화학식 1로 표시되는 2종이상의 화합물들의 혼합성분을 포함하는 혼합물을 의미한다. 즉 본 발명의 명세서내 상기 '화학식 1로 표시되는 화합물(A) 9 내지 90 wt%'는 '상기 화학식 1로 표시되는 화합물 또는 화학식 1로 표시되는 복수의 화합물들의 혼합성분'이 '9 내지 90 wt%' 임을 의미하여, 바람직하게는 화학식 1로 표시되는 화합물 단독 또는 화학식 1로 표시되는 2 내지 5종의 화합물들의 혼합성분'이 사용될 수 있고, 이는 이하에서 상술되는 '화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B)'의 성분에서도 마찬가지로 해석된다.
일 실시예로서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A)은 1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 3-하이드록시-1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 3,5-디하이드록시-1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 3,5,7-트리하이드록시-1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 3,5-디메틸-1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 5,7-디메틸-3-하이드록시-1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 5-메톡시-3-하이드록시-1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 5-에톡시-3-하이드록시-1-아다만탄틸(메타)아크릴레이트, 1,3-아다만틴디올(메타)아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-아이소프로필-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시메틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시에틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시프로필)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시부틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시펜필)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-에톡시메틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-에톡시에틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-에톡시프로필)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-에톡시부틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-에톡시펜틸)-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 3-tert-펜틸옥시-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-뷰틸옥시-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-펜틸옥시-1-아다만틸 2-트라이플루오로 (메타)아크릴레이트, 3-tert-헥실옥시-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-펜틸옥시메틸-1-아다만틸메틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-뷰틸옥시메틸-1-아다만틸(메타) 아크릴레이트, 3-tert-펜틸옥시메틸-1-아다만틸메틸 2-트라이플루오로(메타) 아크릴레이트, 3-tert-뷰틸옥시-퍼플루오로-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-펜틸옥시-퍼플루오로-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시-1-아다만틸 2-트라이플루오로 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시메틸-1-아다만틸메틸 2-트라이플루오로 (메타)아크릴레이트, 3-하이드록시-퍼플루오로-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-(2-메톡시-1-메틸에톡시)-1-아다만틸 (메타)크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물 일 수 있고, 여기서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A)이 혼합되어 사용되는 경우에 이는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 2종 내지 5종의 화합물들의 혼합에 의해 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A)는 하기 [화학식 2] 또는 [화학식3]으로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112019125489025-pat00004
상기 화학식 2에서 L3는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1~C6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1~C6의 아다만틸쪽에 산소가 결합된 알킬렌옥시기(아다만틸-O-알킬렌) 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
치환기 R2는 앞서 정의한 바와 같이, 수소, 중수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기 및 치환 또는 비치환된 C3-C20의 시클로알킬기 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고;
[화학식 3]
Figure 112019125489025-pat00005
상기 화학식 3에서 R4는 수소, 중수소, 치환 비치환된 C1~C8의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C8의 알콕시기 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기 이고,
치환기 R2는 앞서 정의한 바와 동일하다.
또한, 본 발명의 [화학식 1]로 표시되는 화합물(A)의 함유량은 코팅액 조성물의 총량 100 중량%(wt%)에 대하여 9 ~ 90 중량%(wt%)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 19~ 80 중량%(wt%), 더욱 바람직하게는 29 ~ 70 중량%(wt%) 일 수 있다.
또한, 상기 단관능성 모노머 화합물(B)은 분자내 중합가능한 치환기를 하나만 포함하는 화합물로서, 본 발명에 따른 코팅액 조성물에 포함되어, 코팅액 조성물의 광경화율을 높일 수 있으며, 또한, 단관능성 모노머 화합물은 다관능성 화합물 보다 유기 코팅막의 광투과율을 높임과 동시에, 플라즈마 식각율도 낮출 수 있고, 다관능성 화합물 보다 접착력이 우수하며, 특히 무기물과의 접착력이 우수하다. 또한, 단관능성 모노머 화합물은 다관능성 화합물보다 경화 수축율이 우수하고, 유연하여 플렉시블 기판에 특히 유용하며 유기박막디스플레이의 코팅액 조성물로서 사용될 수 있다.
또한, 분자내 중합가능한 아크릴기 등의 관능기가 많아 질수록 수분의 흡착이 잘 이루어져 유전율이 높아지는 문제가 발생하므로, 본 발명에 따른 봉지용 조성물이 다관능성 화합물보다 단관능성 화합물을 포함하는 중요한 이유이다.
여기서, 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B)에 있어, 화합물(A)와 중합가능하여 고분자 또는 올리고머를 형성할 수 있는 관능기를 가진 단량체이면 종류에 제한되지 않고 사용될 수 있으며, 바람직하게는 중합에 관여하는 관능기로서는 비닐기, 알릴기, 스티렌기, (메트)아크릴기 등을 들 수 있으며, 이때 "(메타)아크릴"은 아크릴(acryl) 및/또는 메타아크릴(methacryl)을 의미할 수 있다.
보다 바람직하게는 본 발명에 따른 상기 단관능성 모노머 화합물(B)은 스타이렌기, 아크릴레이트기 및 메타아크릴레이트기 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 모노머 화합물일 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
또한, 앞서 기재된 바와 같이, 본 발명에 따른 코팅액 조성물내 상기 '화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B)'의 성분도 상기 단관능성 모노머 1종, 또는 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머가 2종이상 혼합된 혼합성분을 포함하는 혼합물을 의미한다. 즉 본 발명의 명세서내 상기 '화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머 화합물(B) 9 내지 90 wt%'는 '상기 단관능성 모노머 화합물 또는 상기 단관능성 모노머 화합물들의 혼합성분'이 '9 내지 90 wt%' 임을 의미하여, 바람직하게는 상기 단관능성 모노머 화합물(B) 단독 또는 상기 단관능성 모노머 화합물(B)의 혼합성분으로서, 2 내지 5종의 화합물들의 혼합성분'이 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 단관능성 모노머 화합물(B)은 스타이렌, 시아노메틸스타이렌, 4-터트-부틸스타이렌, p-페닐스타이렌, 4-n-옥틸스타이렌, 4-니트로스타이렌, 3-메틸스타이렌, 4-메틸스타이렌, 4-메톡시스타이렌, 3-플로로스타이렌, 4-플로로스타이렌, 4-(트리플로로메틸)스타이렌, 1,3-부타디엔, 미르센, 파메센, 헥실(메타)아크릴레이트, 옥실(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 운데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 테트라데실(메타)아크릴레이트, 펜타데실(메타)아크릴레이트, 헥사데실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 벤질페닐(메타)아크릴레이트, 페놀모노에톡시(메타)아크릴레이트, 페녹시벤질(메타)아크릴레이트 페놀폴리에톡시(메타)아크릴레이트, 페놀모노프로폭시(메타)아크릴레이트, 페놀폴리프로폭시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀모노에톡시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀폴리에톡시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀모노프로폭시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀폴리프로폭시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀모노에톡시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀폴리에톡시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀모노프로폭시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀폴리프로폭시(메타)아크릴레이트, o-페닐벤질(메타)아크릴레이트, p-페닐벤질(메타)아크릴레이트, 이소보르닐 (메타)아크릴레이트, 이소보르닐 옥시에틸(메타)아크릴레이트,디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올모노(메타)아크릴레이트, 5-메틸-5-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 5-에틸-5-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 5-이소프로필-5-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 4-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 2-(디시클로펜탄-4-닐)에틸(메타)아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물 일 수 있고, 여기서 상기 단관능성 모노머 화합물(B) 이 혼합되어 사용되는 경우에 이는 상기 단관능성 모노머 화합물(B) 2종 내지 5종의 화합물들의 혼합에 의해 사용될 수 있다.
여기서, 본 발명의 단관능성 모노머 화합물(B)의 함유량은 코팅액 조성물의 총량 100 중량%(wt%)에 대하여 9 ~ 90 중량%(wt%)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 19 ~ 80 중량%(wt%), 더욱 바람직하게는 29 ~ 70 중량%(wt%)일 수 있다.
또한, 본 발명에서, 상기 조성물내 중합 가능한 성분은 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 및 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머 화합물(B) 만으로만 이루어질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 코팅액 조성물내 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A) : 단관능성 모노머 화합물(B)의 함량비는 각 성분의 질량기준으로 9:1 ~ 1:9일 수 있으며, 바람직하게는 8:2 ~ 2:8, 더욱 바람직하게는 7:3 ~ 3:7 일 수 있다.
한편, 상기 중합개시제(C)는 광경화성 반응을 수행할 수 있는 광중합 개시제 및 열개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 상기 광중합 개시제는 벤조인계, 트리아진계, 아세토페논계, 벤조페논계, 안트라퀴논계, 케탈계, 티오크산톤계, 벤조페논계, 포스핀옥시드계 및 옥심계 중에서 선택되는 어느 하나를 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 좋다.
상기 열개시제는 유기과산화물 또는 히드로과산화물, 아조화합물, 산화-환원계 화합물 등을 나타낼수 있고 이중 선택되는 어느 하나를 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종이상 혼합하여 사용해도 좋다. 또한 광중합 개시제 및 열개시제를 혼합하여 사용할 수 있다.
여기서, 상기 중합개시제(C)의 구체적인 예로서는 2-(4-메톡시 나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 　 2,4-(트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, p-t-부틸 트리클로로 아세토페논, p-t-부틸 디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노 프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸 아미노-1-(4-모폴리노 페닐)-부탄-1-온, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질 디메틸 케탈, 비스벤조일페닐 포스핀옥시드, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-디클로로 벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시 벤조페논, 티오크산톤, 2-메틸 티오크산톤, 벤조일디페닐 포스핀옥시드, 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온 및 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온 등을 들 수 있으며 상기 중합개시제 중에서 선택되는 하나 이상의 개시제를 단독 혹은 2개이상을 혼합하여 사용할 수 있으나, 상기 중합개시제에 한정하지 않는다.
한편, 다른 재료로의 데미지를 최소한으로 억제하는 목적으로 광경화를 행하는 광원으로 LED 램프를 사용하는 경우가 있다. 일반적으로 LED 램프는 고압 수은등이나 메탈할라이드램프와 비교하여 조사 에너지가 약하다고 되어 있다. LED 램프에 의한 경화가 행해질 경우, 발광 파장은 365㎚,385㎚, 390㎚, 395㎚, 405㎚ 등이 시판품으로서 있지만, 어느 램프도 가시광에 가깝기 때문에 비교적 장파장측에 흡수대를 갖는 광중합 개시제를 선택할 필요가 있고,. 그 경우에는 포스핀옥시드류의 광중합 개시제가 바람직하고, 포스핀 옥시드류 광중합개시제에서 선택되는 어느 하나를 단독으로 사용해도 좋고, 또는 2종 이상 혼합하여 사용해도 좋다.
또한, 다른 재료의 데미지를 최소한으로 억제하는 목적으로 열경화를 행하는 온도는 100℃이하로 사용하는 경우가 있다. 열개시제는 라디칼을 형성하는 온도 틀리기 때문에 열분해되는 온도 근처의 열개시제를 선택할 필요가 있다.
본 발명의 상기 중합개시제(C)의 함유량은 전체 조성물의 총량 100 중량%(wt%)에 대하여 0.1~10 중량%(wt%)가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.1~5 중량%(wt%)의 범위를 사용할 수 있다.
보다 바람직하게는, 본 발명에 따른 코팅액 조성물은 전체 조성물을 기준으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 9 ~ 90 wt%, 단관능성 모노머 화합물(B) 9 ~ 90 wt% 및 중합개시제(C) 0.1~ 10 wt%를 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 코팅액 조성물은 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 또는 상기 단관능성 모노머(B) 중 적어도 하나이상과 중합가능한 다관능성 모노머 화합물(D)을 추가적으로 0 내지 10중량%(wt%) 포함할 수 있다.
즉, 본 발명의 코팅용 조성물은 최종적으로 얻어지는 조성물의 점도, 굴절률, 밀착성 등을 고려하여 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 및 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B) 이외의 하나의 분자내에, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 또는 상기 단관능성 모노머(B) 중 적어도 하나이상과 중합가능한 관능기를 두 개이상 포함하는 화합물로서 상기 다관능성 모노머 화합물(D)을 추가적으로 포함할 수 있으며, 바람직하게는 하나의 분자내에 2 내지 5개의 중합가능한 관능기를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 하나의 분자내에 2 내지 4개의 중합가능한 관능기를 포함할 수 있으며, 예컨대, 분자내에 2개의 관능기를 갖는 디(메타)아크릴레이트, 분자 내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 (메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 등을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 2개의 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머로서는 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올디(메타)아크릴레이트, 1,10-데칸디올디(메타)아크릴레이트, 폴리테트라메틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 직쇄상 메틸렌 구조를 갖는 (메타)아크릴레이트, (폴리)에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, (폴리)프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트 등의 다가 알코올의 디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머로서는 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨(폴리)에톡시트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨(폴리)프로폭시트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨(폴리)에톡시테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨(폴리)프로폭시테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(폴리)카프로락톤펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(폴리)에톡시펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(폴리)프로폭시펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(폴리)카프로락톤헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(폴리)에톡시헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨(폴리)프로폭시헥사(메타)아크릴레이트, 폴리펜타에리스리톨폴리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판(폴리)에톡시트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판(폴리)프로폭시트리(메타)아크릴레이트, 디메틸롤프로판테트라(메타)아크릴레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트 등의 다가 알코올의 다관능 (메타)아크릴레이트, 인산 트리(메타)아크릴레이트 등의 함인 다관능 (메타)아크릴레이트, 2,2,2-트리스아크릴옥시메틸숙신산등의 산변성된 다관능 (메타)아크릴레이트, 실리콘헥사(메타)아크릴레이트 등의 실리콘 골격을 갖는 다관능 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 우레탄(메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면 디올 화합물(예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,6-헥산디올, 1,8-옥탄디올, 1,9-노난디올, 2-메틸-1,8-옥탄디올, 3-메틸-1,5-펜탄디올, 2,4-디에틸-1,5-펜탄디올, 2-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올, 시클로헥산-1,4-디메탄올, 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜, 비스페놀 A 폴리에톡시디올, 비스페놀 A 폴리프로폭시디올 등) 또는 이들 디올 화합물과 이염기산 또는 그 무수물(예를 들면,숙신산, 아디프산, 아젤라산, 다이머산, 이소프탈산, 테레프탈산, 프탈산 또는 이들의 무수물)의 반응물인 폴리에스테르디올과, 유기 폴리이소시아네이트(예를 들면, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸헥사메틸렌디이소시아네이트 등의 쇄상 포화탄화수소이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 노르보르난디이소시아네이트, 디시클로헥실메탄디이소시아네이트, 메틸렌비스(4-시클로헥실이소시아네이트), 수첨 디페닐메탄디이소시아네이트, 수첨 크실렌디이소시아네이트, 수첨 톨루엔디이소시아네이트 등의 환상 포화 탄화수소이소시아네이트, 2,4-톨릴렌디이소시아네이트,1,3-크실릴렌디이소시아네이트, p-페닐렌디이소시아네이트, 3,3'-디메틸-4,4'-디이소시아네이트, 6-이소프로필-1,3-페닐디이소시아네이트, 1,5-나프탈렌디이소시아네이트 등의 방향족 폴리이소시아네이트)를 반응시키고, 이어서 히드록실기 함유 (메타)아크릴레이트를 부가한 반응물 등을 들 수 있다.
상기 에폭시(메타)아크릴레이트로서는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 비스페놀 A의 프로필렌옥시드 부가물의 말단 글리시딜에테르, 플루오렌에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시수지 등의 에폭시 수지류와 (메타)아크릴산의 반응물 등을 들 수 있다.
상기 폴리에스테르(메타)아크릴레이트로서는 디올 화합물과 이염기산 또는 그 무수물의 반응물인 폴리에스테르 디올과 (메타)아크릴산의 반응물 등을 들 수 있다.
상기 다관능 모노머 화합물(D)는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A) 및 상기 단관능성 모노머(B)에서 기재된 바와 마찬가지로, 분자내에 2개의 관능기를 갖는 디(메타)아크릴레이트, 분자 내에 3개 이상의 관능기를 갖는 다관능성 (메타)아크릴레이트, 우레탄(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트, 폴리에스테르(메타)아크릴레이트 로부터 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물 을 사용할 수 있고, 여기서 상기 다관능 모노머 화합물(D) 이 혼합되어 사용되는 경우에 이는 상기 다관능성 모노머 화합물(D) 2종 내지 5종의 화합물들의 혼합에 의해 사용될 수 있으며, 그 함량은 코팅용 조성물 100중량%(wt%)의 0 내지 10 중량%(wt%)을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 0 내지 8 중량%(wt%)가 사용될 수 있다.
한편, 본 코팅액 조성물은 용제를 포함하지 않는 무용제 타입으로 형성할 수 있고, 상기 코팅액 조성물이 무용제 타입인 경우, 각각의 조성물의 성분들의 함량(wt%)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A), 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B), 중합개시제(C) 및 추가적으로 포함될 수 있는 성분들의 총합에 따른 조성물의 총중량에 기초하여 각 성분들의 함량이 중량%로서 설정될 수 있다.
여기서, 본 발명에 따른 코팅용 조성물은 25ㅁ2℃에서 점도가 5cps 내지 52cps, 바람직하게는 7cps 내지 50cps가 될 수 있고, 상기 범위에서 코팅용 조성물의 증착이 가능할 수 있다.
또한, 본 발명의 코팅용 조성물은 각 성분을 혼합 용해함으로써 조제할 수 있다. 예를 들면, 교반 장치, 온도계가 구비된 둥근 바닥 플라스크에 각 성분을 주입하여 20 ~ 80 ℃, 바람직하게는 40 ~ 80 ℃에서 0.5 ~ 6시간 교반함으로써 얻을 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물(A), 상기 화합물(A)와 중합가능한 단관능성 모노머(B) 및 중합개시제(C)를 포함하는 코팅용 조성물을 열 경화 또는 광 경화시켜 제조되는 광경화 또는 열경화된 유기코팅막을 제공한다.
상기 코팅용 조성물은 열경화 또는 광경화율이 90% 이상, 구체적으로 90% 내지 99%, 구체적으로 91% 내지 97%가 될 수 있다. 상기 범위에서, 경화 후 경화 수축 응력이 낮아 쉬프트가 발생되지 않은 층을 구현하여 코팅 용도로 사용하는데 적합하다.
본 발명에 있어서 코팅용 조성물이 성막되는 기재로서 특별히 한정은 없고, PET(폴리에틸렌테레프탈레이트), PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌나프탈레이트), TAC(트리아세틸셀룰로오스), PC(폴리카보네이트), PI(폴리이미드), PMMA(폴리메틸메타크릴레이트) 등의 각종 수지 필름, 알루미늄 시트 등의 각종 금속 시트, 유리 기판 등 모노머층의 성막이 가능한 것이면 가스 배리어 필름, 광학 필름, 보호 필름 등의 각종 기능성 필름에 이용되는 각종 베이스 필름이 이용 가능하다. 유기 EL 디스플레이 용도에서는 유리 기판을 사용하는 경우가 많다. 플렉시블한 유기 EL 디스플레이를 제작하기 위해서는 기재도 플렉시블한 것이 아니면 안되고, 또한 높은 치수 안정성과 내열성이 요구되기 때문에 박막 유리 기재, PEN, PI 또는 그들의 복합 재료가 사용되는 경우가 많다.
본 발명의 코팅용 조성물을 기판 상에 퇴적시키는 방법으로서는 잉크젯 방식, 롤코트 방식, 스핀코트 방식, 다이코트 방식, 증착 방식 등이 사용될 수 있다.
또한, 퇴적시킨 코팅용 조성물을 경화시키는 스텝을 행하는 수단에서는 경화시키는 광원은 에너지선이며, 에너지선으로서는 자외선, 가시광선, 적외선, X선, 감마선, 레이저광선 등의 전자파, 알파선, 베타선, 전자선 등의 입자선 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서는 이들 중 자외선, 레이저광선, 가시광선 또는 전자선이 바람직하다. 특히 바람직하게는 자외선 또는 가시광선이며, 광원의 종류로서는 고압 수은등, 메탈할라이드 램프, LED 램프를 들수 있다. 전력 절약이나 유기 재료로의 데미지를 고려할 필요가 있는 경우에는 발열이 적은 LED 램프가 바람직하다.
더욱 바람직하게는, 상기 광경화는 발광 파장은 365 ~ 550 nm의 LED(발광 다이오드)에 의해 제조되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 상기 유기코팅막은 유기층 또는 무기층을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 코팅용 조성물은 경화 후 광투과율이 95% 이상, 구체적으로 95% 내지 99.9%가 될 수 있고, 상기 범위에서 코팅막으로 사용하였을 때 시인성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 코팅용 조성물을 열 경화 또는 광 경화시켜 제조되는, 광경화 또는 열경화된 유기 코팅막을 포함하는 봉지화된 장치를 제공할 수 있으며, 이때 상기 봉지화된 장치는 유기발광소자, 전기변색장치, 광변색장치, 태양전지, 조명장치, 집적회로, LCD 소자, 발광다이오드로부터 선택된 어느 하나로서 사용될 수 있다.
이하, 바람직한 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이들 실시예는 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이에 의하여 제한되지 않는다는 것은 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
실시예 1~28 및 비교예 1~12에서 사용한 화합물은 다음과 같다.
(A) 아다만틸을 포함하는 단관능 화합물
(A-1) 1-아다만틸 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00006
(A-2) 2-메틸-2-아다만틸 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00007
(A-3) 2-(아다만탄-1-닐)에틸 아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00008
(A-4) 2-(4-메톡시부틸)-2-아다만틸 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00009
(A-5) 3-tert-헥실옥시-1-아다만틸 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00010
(A-6) 2-이소프로필-2-아다만틸 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00011
(B) 중합 가능한 단관능 모노머 화합물
(B-1) 이소보르닐 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00012
(B-2) 4-벤조일페닐 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00013
(B-3)디시클로펜타닐 메타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00014
(B-4)페녹시벤질아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00015
(B-5)이소보닐매타아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00016
(B-6) o-페닐페놀모노에톡시 아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00017
(C)개시제
(C-1) 인계 광개시제: Darocur TPO
Figure 112019125489025-pat00018
(C-1: Darocur TPO 광개시제)
(C-2) 옥심계 개시제: Irgacure OXE-01
Figure 112019125489025-pat00019
(C-2: Irgacure OXE-01 광개시제)
(D) 중합가능한 다관능 모노머( 다관능성 모노머 화합물(D))
(D-1) 1,6-헥산디올 디아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00020
(D-2) 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00021
(D-3) 1,12-도데칸디올 디메트아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00022
(D-4) 1,3-아다만탄디올 디메트아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00023
(D-5)트리시클로데칸디메탄놀디아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00024
(D-6) 비스페놀A(EO)3디아크릴레이트
Figure 112019125489025-pat00025
실시예 1 내지 28
하기 표 1의 조성에 따라, 화학식 1로 표시되는, 아다만틸를 포함하는 단관능 화합물(A), 중합가능한 단관능모노머(B), 중합가능한 다관능모노머(D) 및 광개시제(C) 를 각각 하기 표 1에 기재된 조성비로 갈색 반응기에 넣고 25℃를 유지하면서 6시간 동안 교반하였다.
비교예 1 내지 12
본 발명의 적절한 비교를 위하여 실시예 1 내지 28와는 달리, 화학식 1로 표시되는, 아다만틸를 포함하는 단관능 화합물(A) 대신에 중합가능한 다관능모노머(D)를 주성분으로서 사용한 것을 제외하고는 실시예와 동일한 방법으로 제조하였다.
구분 조성 (중량부)
A
아다만틸을 포함하는 단관능 화합물 		B
중합 가능한 단관능 모노머 화합물 		D
중합가능한 다관능 모노머화합물 		C
개시제
실시예 1 A-1(72) B-1(25) C-1(3)
실시예 2 A-2(68) B-1(29) C-1(3)
실시예 3 A-3(65) B-1(32) C-1(3)
실시예 4 A-4(68) B-2(29) C-1(3)
실시예 5 A-5(71) B-2(26) C-1(3)
실시예 6 A-6(72) B-1(25) C-1(3)
실시예 7 A-2(71) B-2(26) C-1(3)
실시예 8 A-4(65) B-2(32) C-1(3)
실시예 9 A-1(65) B-3(32) C-1(3)
실시예 10 A-3(70) B-4(27) C-1(3)
실시예 11 A-4(87.5) B-5(9.5) C-1(3)
실시예 12 A-5(80) B-6(17) C-1(3)
실시예 13 A-6(70) B-3(27) C-1(3)
실시예 14 A-1(15.5) B-3(81.5) C-1(3)
실시예 15 A-2(65) B-3(32) C-1(3)
실시예 16 A-3(30) B-6(67) C-1(3)
실시예 17 A-4(50) B-4(47) C-1(3)
실시예 18 A-5(65) B-3(32) C-1(3)
실시예 19 A-6(68) B-4(30) C-1(3)
실시예 20 A-1(65) B-3(32) C-2(3)
실시예 21 A-3(70) B-4(27) C-2(3)
실시예 22 A-2(57) B-5(32) D-4(8) C-1(3)
실시예 23 A-4(65) B-2(27) D-5(5) C-1(3)
실시예 24 A-5(60) B-3(30),B-4(7) C-1(3)
실시예 25 A-6(42) B-3(45),B-4(8) D-4(2) C-1(3)
실시예 26 A-1(30),A-5(55) B-6(12) C-1(3)
실시예 27 A-3(30),A-6(30) B-3(30),B-4(7) C-1(3)
실시예 28 A-1(65) B-6(29) D-2(3) C-1(3)
비교예 1 B-5(9.5) D-4(87.5) C-1(3)
비교예 2 B-4(75) D-2(22) C-1(3)
비교예 3 B-2(32) D-4(65) C-1(3)
비교예 4 B-6(32) D-4(65) C-1(3)
비교예 5 B-6(26) D-1(71) C-1(3)
비교예 6 D-1(48)D-2(49) C-1(3)
비교예 7 D-1(43)D-3(54) C-1(3)
비교예 8 D-1(30)D-4(67) C-1(3)
비교예 9 A-1(72) D-1(25) C-1(3)
비교예 10 A-3(62) D-3(35) C-1(3)
비교예 11 B-4(35) D-5(62) C-1(3)
비교예 12 B-2(35) D-6(62) C-1(3)
실험평가예 1: 비유전율
상기 실시예 및 비교예에 따라 제조된 코팅액 조성물을 30mm × 30mm × 1T의 구리 전극에 막 두께 200μm로 도포하여 UV 처리하여 경화시킨 후 유전율 측정기(MaterialsLab XM : Solartron Co ., Ltd.제)를 사용하여 측정하였다.
실험평가예 2: 플라스마식각률 평가
실리콘웨이퍼에 상기 표 1에서 제조한 코팅액 조성물을 도포한 후 광경화시키고, 유기층의 막두께를 측정하였다(T1: ㎛), 유기층에 ICP CVD를 이용하여 유도결합 플라즈마를 처리한 후 유기층의 막두께를 측정하여 하기의 식 1)으로 식각률을 계산하였다.
식 1) 식각률(%): (T1-T2)/T1×100
실험평가예 3: 크로스컷 테잎테스트(접착력측정)
유리 기판 상에 상기 실시예 및 비교예에 따른 조성물을 10μm로 도포하고, UV처리 후 Cross-Cut Test를 통하여 물성을 측정하였다.
실험평가예 4: 수축율 테스트
10ml의 메스실린더를 이용하여 조성물을 넣고, UV 처리 후 경화 후의 부피 감소율(%)을 측정하였다.
상기 실험평가예 1 내지 실험평가예 4에서 측정된 평가 결과는 하기 표 2에 기재하였다.
구분 조성 (중량부)
비유전율 플라즈마식각률(%) 접착력
(Cross-Cut Test)		 수축율
테스트(%)
실시예 1 2.35 4.1 4B 3
실시예 2 2.37 4.2 5B 2
실시예 3 2.37 4.2 4B 2
실시예 4 2.41 4.6 5B 3
실시예 5 2.44 4.6 4B 2
실시예 6 2.35 4.1 5B 2
실시예 7 2.38 4.4 4B 3
실시예 8 2.42 4.7 5B 3
실시예 9 2.36 4.1 5B 2
실시예 10 2.41 4.4 5B 2
실시예 11 2.32 4.2 5B 2
실시예 12 2.39 4.3 5B 2
실시예 13 2.35 4.2 5B 2
실시예 14 2.60 4.3 4B 3
실시예 15 2.37 4.4 5B 2
실시예 16 2.52 4.7 5B 3
실시예 17 2.67 4.6 5B 3
실시예 18 2.41 4.2 5B 3
실시예 19 2.56 4.3 5B 2
실시예 20 2.37 4.1 5B 2
실시예 21 2.40 4.4 5B 2
실시예 22 2.42 4.3 5B 3
실시예 23 2.48 4.4 4B 3
실시예 24 2.39 4.2 5B 2
실시예 25 2.41 4.3 4B 3
실시예 26 2.38 4.2 5B 2
실시예 27 2.37 4.2 5B 2
실시예 28 2.43 4.4 5B 2
비교예 1 2.87 5.0 1B 5
비교예 2 3.89 6.0 1B 6
비교예 3 2.94 5.4 1B 5
비교예 4 3.14 6.4 2B 6
비교예 5 3.29 6.3 2B 5
비교예 6 3.07 8.1 1B 6
비교예 7 3.08 8.2 1B 6
비교예 8 2.89 6.1 2B 5
비교예 9 2.80 5.5 3B 5
비교예 10 2.82 6.2 3B 5
비교예 11 2.79 5.9 2B 5
비교예 12 3.30 7.9 2B 6
평가 결과
실시예 1 내지28 및 비교예 1 내지 12의 평가 결과로부터 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예들에 의한 코팅액 조성물의 경우, 특히 접착력과 비유전율 낮아 우수하며, 수축율이 낮아 가공성이 유리하고, 플라스마 식각률이 작은 특성을 나타내고 있음을 알 수 있다.
한편, 비교예 1은 아다만탄기를 가지고 있음에도 이관능으로 인해 비유전율과 접착력이 상대적으로 좋지 못하고, 비교예 2 또한 방향족고리를 갖는 단관능 모노머와 삼관능의 모노머를 조합하여 비유전율과 접착력 그리고 플라즈마 식각률이 낮아지는 특징을 나타내고 있다
비교예 3 내지4에서는 모노아크릴레이트를 포함하고 있지만 유전율을 높으며, 이들의 접착력 평가는 다관능성 화합물을 포함하고 있기 때문에 접착력이 낮고, 수축율은 높음을 알 수 있다.
또한 비교예 9 내지 10의 경우 아다만틸 구조를 가지고 있는 화학식 1로 표시되는 단관능 화합물을 포함하지만, 중합가능한 다관능성 모노머의 함량이 높음으로써, 실시예와 비교하였을 때 비유전율이 높고 접착력이 떨어지며 수축율이 높은 것을 알 수 있다.
결론적으로, 본 발명에 따른 코팅액 조성물(실시예 1 내지 실시예 28)로 형성된 코팅막은 비유전율과 수축율이 낮고 접착력이 우수하며 디스플레이의 다양한 레이어(절연층,OCR,오버코트, OLED소자 봉지재)에 사용이 가능하며, 특히 낮은 유전율로 인해 감도가 우수한 터치패널 디스플레이에 적합하다는 것을 확인할 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 총 조성물을 기준으로 하기 [화학식 2] 또는 [화학식3]으로 표시되는 화합물 9 ~ 90 wt%, 상기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물과 중합가능한 단관능성 모노머(B) 9 ~ 90 wt% 및 중합개시제(C) 0.1 ~ 10 wt%를 포함하는 코팅액 조성물로서,
    상기 조성물내 중합 가능한 성분은 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물과 중합가능한 단관능성 모노머(B)만으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112021108210201-pat00027

    상기 화학식 2에서 L3는 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1~C6의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C1~C6의 아다만틸쪽에 산소가 결합된 알킬렌옥시기(아다만틸-O-알킬렌) 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,

    [화학식 3]
    Figure 112021108210201-pat00028

    상기 화학식 3에서 R4는 수소, 중수소, 치환 비치환된 C1~C8의 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1~C8의 알콕시기 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고,
    상기 화학식 2 및 화학식 3에서,
    상기 치환기 R2는 수소, 중수소, 및 치환 또는 비치환된 C1-C20의 알킬기 중에서 선택되는 어느 하나의 치환기이고;
    상기 '치환 또는 비치환된'에서의'치환'은 중수소, 할로겐기, C1-C24의 알킬기, C1-C24의 알킬실릴기, C6-C24의 아릴실릴기로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 치환기로 치환되는 것을 의미한다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물(A)은 1-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 2-아이소프로필-2-아다만틸(메타)아크릴레이트, 3-tert-펜틸옥시-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-뷰틸옥시-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트, 3-tert-헥실옥시-1-아다만틸 (메타)아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물.
  4. 삭제
  5. 제2항에 있어서,
    상기 단관능성 모노머 화합물(B)은 스타이렌기, 아크릴레이트기 및 메타아크릴레이트기 중에서 선택된 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 단관능성 모노머 화합물(B)은 스타이렌, 시아노메틸스타이렌, 4-터트-부틸스타이렌, p-페닐스타이렌, 4-n-옥틸스타이렌, 4-니트로스타이렌, 3-메틸스타이렌, 4-메틸스타이렌, 4-메톡시스타이렌, 3-플로로스타이렌, 4-플로로스타이렌, 4-(트리플로로메틸)스타이렌, 1,3-부타디엔, 미르센, 파메센, 헥실(메타)아크릴레이트, 옥실(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 운데실(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 트리데실(메타)아크릴레이트, 테트라데실(메타)아크릴레이트, 펜타데실(메타)아크릴레이트, 헥사데실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 벤질페닐(메타)아크릴레이트, 페놀모노에톡시(메타)아크릴레이트, 페녹시벤질(메타)아크릴레이트 페놀폴리에톡시(메타)아크릴레이트, 페놀모노프로폭시(메타)아크릴레이트, 페놀폴리프로폭시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀모노에톡시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀폴리에톡시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀모노프로폭시(메타)아크릴레이트, o-페닐페놀폴리프로폭시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀모노에톡시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀폴리에톡시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀모노프로폭시(메타)아크릴레이트, p-페닐페놀폴리프로폭시(메타)아크릴레이트, o-페닐벤질(메타)아크릴레이트, p-페닐벤질(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥산디메탄올모노(메타)아크릴레이트, 5-메틸-5-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 5-에틸-5-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 5-이소프로필-5-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 4-디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 2-(디시클로펜탄-4-닐)에틸(메타)아크릴레이트 중에서 선택되는 어느 하나 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 중합개시제(C)는 광중합 개시제 또는 열개시제인 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 화합물(A) : 단관능성 모노머 화합물(B)의 함량비는 각 성분의 질량기준으로 9:1 ~ 1:9 인 것을 특징으로 하는 코팅액 조성물.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제2항 내지 제3항, 제5항 내지 제8항 중 어느 하나의 코팅액 조성물을 열 경화 또는 광 경화 시켜 제조되는 것을 특징으로 하는 광경화 또는 열경화된 유기 코팅막.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광경화의 발광 파장은 365 ~ 550nm의 LED(발광 다이오드)에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 유기코팅막.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 유기코팅막은 유기층 또는 무기층을 추가적으로 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기코팅막.
  15. 제12항에 기재된 유기 코팅막을 포함하는, 봉지화된 장치.
  16. 제15항의 봉지화된 장치는 유기발광소자, 전기변색장치, 광변색장치, 태양전지, 조명장치, 집적회로, LCD 소자, 발광다이오드로부터 선택된 어느 하나로서 사용되는 것을 특징으로 하는, 봉지화된 장치.
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