KR102368894B1

KR102368894B1 - 광확산 기능을 부여한 봉지층 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자

Info

Publication number: KR102368894B1
Application number: KR1020160142025A
Authority: KR
Inventors: 정미혜; 윤경근; 김석기
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2016-09-30
Filing date: 2016-10-28
Publication date: 2022-03-02
Also published as: CN109729747A; TW201819550A; CN109729747B; JP6826190B2; JP2019532464A; KR102368894B9; KR20180036483A

Abstract

본 발명은 광확산 기능을 부여한 잉크젯용 봉지재 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자에 관한 것으로서, 수분 또는 산소를 효과적으로 차단할 뿐만 아니라, 별도의 층이 없이도 광 확산 효과도 만족할 수 있으며, 분산성이 우수하여 상온 보관 안정성이 우수하고 잉크젯 프린터의 헤드 노즐 막힘을 방지할 수 있는 잉크젯용 봉지재 조성물을 제공한다.

Description

광확산 기능을 부여한 봉지층 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자{Encapsulation Composition With Light-Diffusing Function And Organic Light Emitting Device Using The Same}

본 발명은 봉지층 조성물 및 이를 포함하는 유기발광다이오드에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기발광다이오드의 두께를 얇게 하고 공정 시간을 단축하기 위한 광확산층의 제거 및 이에 따른 봉지층의 특정 조성에 관한 것이다.

유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)는 유기화합물을 이용해 자체 발광시키는 차세대 디스플레이 소자로 반응속도가 매우 빠르고 자체 발광으로 인해 색감을 떨어뜨리는 후광장치가 불필요한 여러 가지 장점 때문에 대형 텔레비전부터 모바일 기기까지 널리 이용되고 있다.

유기발광다이오드 디스플레이 소자는 투명한 기판 상에 제작 되며, 양극 막, 유기박막, 음극막의 단면 구조를 갖는다. 일반적으로는 양극 전극으로는 ITO를 사용하며, 음극으로는 Al 금속막이 사용된다. 전극 사이에는 정공 주입층과 수송층, 발광층, 전자 수송층과 주입층 등의 유기박막층으로 형성되어있다.

OLED에 포함된 유기재료 및 금속 전극 등은 산소 및 수분 등의 외부적 요인에 의해 매우 쉽게 산화되어 소자의 발광 특성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 외부로부터의 산소 또는 수분 등의 침투를 효과적으로 차단하기 위한 봉지(encapsulation)기술이 매우 중요하며, 이에 대해 다양한 기술이 제시되어 있다.

한편, OLED 소자에서 유기물 내에서 생성된 빛이 소자 바깥으로 나오기 위해서는 굴절률이 큰 ITO를 통과해야 하며, 단순한 OLED 구조에서는 유기물 내에서 생성된 빛이 소자 밖으로 빠져나오는 비율이 약 20% 정도에 불과하다. 따라서, 높은 효율과 긴 수명을 구현하기 위해 광추출 필름이 필요하며, OLED 외부 광추출 필름은 LCD 백라이트에 사용되는 MLA(마이크로 렌즈 어레이)에 대한 연구가 진행되고 있고, 내부 광추출 필름은 마이크로 캐비티 이용, 회절격자이용, Photonic crystal 이용, 광산란층 이용, 회절격자 이용, 고저굴절율 적층 기판 이용, 요철 구조물 이용방법 등의 다양한 방법이 제안되어 있다.

직접 코팅방법이 아닌 용제 타입의 조성(일반적으로 LCD에 적용)은 바인더 수지, 경화제, 광확산제 및 용제 등으로 구성되는 광확산층 조성물에 대하여, 무기 비드를 충진한 후 임펠러 교반기를 사용하여 샌드 밀링하고, 이어서 바로 기재 필름상에 광확산층을 형성시켜 건조 오븐에서 건조한 후 UV, 열 및 수분을 필름 표면에 가하여 광확산층을 형성한다. 이렇게 제조한 필름과 확산판을 삽입하기 때문에 총 두께는 100㎛ 정도로 두껍게 된다. 이에 반해 OLED는 직접 코팅방식을 이용하여 두께를 10㎛ 이하로 줄일 수 있지만, OLED 소자에 직접 코팅하기 때문에 용제가 있으면 발광재료는 수명을 잃게 되어 발광체로서의 역할을 상실하게 된다.

따라서, 한국공개특허 제10-2015-0010596호, 한국공개특허 제10-2003-0082067호 등과 같은 종래 용제 타입의 조성물을 OLED 소자에 직접 코팅(direct coating)을 할 경우, 소자에 용제가 침투하여 손상(damage)을 주는 문제점이 있다.

한편, 한국공개특허 제10-2013-0126408호 등과 같이 용제를 함유하지 않은 조성에 무기 입자를 분산한 광확산 조성은 무기 입자의 비중이 높기 때문에, 입자가 가라앉는 문제점이 있다. 이와 같은 이유 때문에, 라트(lot) 별 코팅 후의 확산율(haze)에 편차가 생기며, 잉크젯 프린팅 방식으로 코팅할 때에 무기 입자끼리 뭉치게 되면 노즐이 막히는 문제가 나타나게 된다.

또한, 용제를 함유하지 않은 조성에 무기 입자를 분산한 광확산 조성은 OLED 소자에 직접 코팅할 수 있지만, 광경화 후 무기 입자들이 엠보싱처럼 표면에 나와 있기 때문에, 상층에 평탄화 층을 필요로 하는데 이럴 경우 공정 시간이 늘어나게 되고 패널의 두께 증가를 야기시킨다.

한국 공개특허 제10-2015-0010596호 한국공개특허 제10-2003-0082067호 한국 공개특허 제10-2013-0126408호

본 발명의 목적은 상기 종래기술에서의 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 직접코팅 방식을 적용할 때 소자에 용제가 침투되는 것을 방지하기 위해 무용제 타입의 봉지층 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상온보관 안정성이 우수하고 잉크젯 프린터의 헤드 노즐 막힘 문제가 해결된 잉크젯용 봉지층 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 무기입자를 분산한 광확산 조성의 광경화 후 평탄화 층이 필요하여 패널 두께가 증가하는 것을 해결하기 위해 분산이 잘되는 광확산제를 포함하는 봉지층 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 유기입자를 광확산제로 포함하되, 용제를 포함하지 않는, 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물에 있어서, 상기 유기입자는 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타 크릴레이트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.

본 발명에 따른 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물에 있어서, 상기 유기입자는 10 내지 40 중량% 가 포함될 수 있다.

본 발명에 따른 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물에 있어서, 상기 유기입자는 평균직경이 2 내지 5 ㎛ 이고, 반구형일 수 있다.

본 발명의 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 상기 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물이 유기발광소자의 유기층 위에 코팅 및 경화된 유기발광소자용 봉지막에 관한 것이다.

상기 유기발광소자용 봉지막은 두께가 5 내지 15㎛ 일 수 있다.

상기 유기발광소자용 봉지막은 두께 15㎛에서 측정한 광투과율이 90% 이상이고 확산율이 80% 이상일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 의하면, 본 발명은 상기 유기발광소자용 봉지막을 포함하는 유기발광소자를 제공한다.

본 발명에 따른 상기 유기발광소자는 봉지막 이외에 별도의 광확산층을 포함하지 않을 수 있다.

본 발명에 따르면, 기존의 용제타입의 LCD용 광확산 조성을 OLED 소자에 직접 코팅(Direct Coating)을 할 경우 용제 제거를 위한 고온 공정으로 유기화합물이 손상되는 문제 및 소자에 용제(Solvent)가 침투하여 Damage를 주는 문제가 있었으나, 이를 용제 없이 특정 조성으로 혼합하여 제조함으로써, 발광 유기화합물에 손상을 주지 않으면서 직접 코팅이 가능하여 공정 시간을 단축하는 효과가 있다.

특히, 본 발명에 따르면 소자에 직접 코팅이 가능하여 코팅층의 두께를 자유롭게 조절할 수 있고, 봉지층 전체의 두께를 박형화 할 수 있으며, 제품 디자인의 자유도를 높일 수 있는 효과가 있다.

또한, 봉지층 위에 광확산 판을 별도로 형성하지 않고도 광확산 기능과 봉지재 역할을 동시에 할 수 있는 막을 형성함으로써, 추가적인 박형화 및 공정 시간 단축의 효과가 있다.

본 발명에 따르면, 특정 성분의 특정 조성으로의 혼합에 의하여 상온 보관 안정성이 우수한 효과가 있으며, 직접 코팅 방식에 필요한 잉크젯 프린터의 헤드 노즐 막힘을 방지하는 효과가 있다.

도 1은 유기소자에 잉크젯 방식으로 직접(Direct) 코팅하여 봉지층을 형성하고 노광하는 것을 나타낸 모식도이다.
도 2는 구형 폴리스티렌 입도의 분산상태의 모습을 입도분석기로 분석한 결과를 나타낸 것이다.
도 3은 SEM 주사형 전자현미경으로 촬영한 모양 및 입자크기를 달리한 폴리스티렌을 나타낸 것이다.
도 4는 SEM 주사형 전자현미경으로 촬영한 구형 폴리스타일렌(Polystyrene)의 모양 및 입자의 크기를 나타낸 것이다.
도 5는 봉지재 조성물을 넣기 전의 잉크젯 프린터 헤드의 노즐을 나타낸 것이다.
도 6은 무기입자들이 노즐입구를 가로막아 뭉치면서 막힘 현상이 생기는 것을 나타낸 것이다.
도 7은 실리카 입자를 광확산제로 첨가한 봉지액을 잉크젯 프린터에 넣어서 코팅한 것을 나타낸 것이다.
도 8은 폴리스타이렌 입자를 광확산제로 첨가한 봉지액을 잉크젯 프린터에 넣어서 코팅한 것을 나타낸 것이다.

이하에서 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기로 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지의 범용적인 기능 또는 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서에서 %는 특별한 언급이 없으면 중량%를 의미한다.

본 발명은 유기입자를 광확산제로 포함하되, 용제를 포함하지 않는 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물에 관한 것이다.

OLED에 봉지재 조성물을 직접 코팅하는 경우에는 도 1과 같이 잉크젯 프린터를 사용하기 때문에, 무기입자를 광확산제로 사용하여 무용제 타입의 봉지층 조성물을 제조하는 경우 무기입자들끼리 뭉침 현상이 발생하여 조성물을 10일 이상 보관할 수 없고, 도 6과 같이 잉크젯 노즐이 막히는 현상이 발생할 수 있다.

본 발명은 광확산제로서 유기입자를 사용하기 때문에 아크릴계 모노머 및 올리고머로 이루어진 봉지재와 분산성이 좋고, 유기입자의 말랑한 특성 때문에 잉크젯 노즐이 막히는 현상을 감소시킬 수 있다.

상기 유기입자는 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타 크릴레이트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있고, 바람직하게는 폴리스티렌일 수 있다.

상기 유기입자는 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물 100 중량부에 대하여 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 20 중량부로 포함될 수 있다.

유기입자는 입자의 개수가 작아지더라도 무기입자에 비해 투과도 및 확산율이 높기 때문에 적은 량으로도 무기입자와 비슷한 광확산 기능을 구현할 수 있다.

상기 유기입자가 10 중량부 미만으로 포함되는 경우 확산율이 낮아 광확산 기능을 할 수가 없고 40 중량부를 초과하면 투과도가 낮아 뿌옇게 됨으로써 Top view 방식의 발광소자에 적용하는 것은 어렵게 된다.

상기 유기입자(비드)는 평균직경이 2 내지 5㎛이며, 형태는 반구형((hemishperical)이다.

본 발명의 반구형 유기입자(비드)는 형태상의 특징으로 비표면적이 넓어져서 산란(scattering) 효과가 극대화될 수 있기 때문에 광투과도와 확산율이 현저하게 증가하여 유기발광소자에 적용시 광확산 기능을 증가 시킬 수 있는 장점이 있다.

구형의 유기입자는 광을 조사하면 표면에서 광이 확산하는데 비하여 반구형 유기입자는 광이 바닥에서 한 번 굴절하여 반대쪽으로 투과하므로 구형 유기입자보다 광확산 기능을 증가시킬 수 있다.

또한, 반구형의 입자는 그 직경이 구형의 절반으로 광학 특성을 유지한 상태로 코팅층의 박층화가 가능해 진다.

더욱이 반구형의 경우 분산이 용이하여 용제없이 아크릴레이트 모노머로만 이루어져있는 봉지재 조성물에 잘 분산되어 쉽게 가라앉지 않아 상온보관 안정성이 우수하다.

본 발명자들은 광확산 기능을 증가시키면서도 봉지층 조성물 내에서의 분산 성 및 잉크젯용 조성물로서의 분산안정성을 높이기 위해 유기입자의 크기 및 형태를 달리하여 다양한 실험을 통해 연구한 결과 가장 바람직한 유기입자의 크기와 형태를 알아내어 본 발명을 완성한 것이다.

상기 유기입자(비드)의 크기는 2 내지 5㎛ 일 수 있으나, 더욱 바람직하게는 2 내지 3㎛ 일 수 있고, 가장 바람직하게는 2㎛일 수 있다.

평균직경이 2㎛ 미만인 경우에는 점도가 올라가게 되어 잉크젯 장비에 적용이 어렵고 5㎛를 초과하는 경우에는 잉크젯 프린터의 노즐이 막히는 문제가 있을 수 있다.

유기입자의 형태가 구형인 경우는 함량을 증가시켜야 원하는 확산율과 투과도를 얻을 수 있으며 주름진 구형의 경우는 점도 증가율이 높아 잉크젯공정 적용의 문제가 있어 바람직하지 않고, 주름진 반구형 형태는 비표면적이 넓어 점도가 증가되어 잉크젯 공정 적용의 문제가 있어 본 발명의 광확산제로서의 유기입자(비드)는 반구형인 것이 가장 바람직하다.

상기 유기입자의 크기 및 형태를 제어하여 광확산 기능을 높이기 위한 기능성 비드는 아크릴계의 단량체, 폴리스타이렌 모노머, 가교제, 개시제, 공용매를 용매에 투입하여 중합반응 시킨 후, 이를 세척 건조하여 제조한다.

상기 유기발광소자용 봉지막은 두께가 5 내지 15㎛ 일 수 있고 보다 바람직하게는 5 내지 10㎛일 수 있다.

봉지막 두께가 5㎛ 미만으로 얇을 경우에는 비드의 입자 사이즈 크기만큼의 두께가 되어 표면이 매끄럽지 못하고 입자가 반정도 보이게 되어 오돌토돌하게 되는 문제가 있고, 15㎛를 초과하는 경우에는 확산율이 올라가는 문제가 있다.

상기 유기발광소자용 봉지막은 두께 15㎛ 에서 측정한 광투과율이 90% 이상이고 확산율이 80% 이상일 수 있다.

본 발명의 유기발광소자용 봉지막은 LCD 광확산 재료와 다르게 봉지재 기능도 포함되어 있어야 하기 때문에 광투과도가 90% 이상이 되는 특징을 가져야 한다. 광투과율이 90% 미만인 경우에는 투명하지 않아 Top 발광에 문제가 있다.

상기 봉지막은 광확산제로 유기입자를 사용한 봉지재 조성물을 소자에 직접 코팅한 후 경화시킨 것이므로 표면에 입자들의 노출 정도가 적어 상층에 평탄화 층이 별도로 필요하지 않아 공정 시간이 단축되고 패널의 두께를 감소시키는 효과가 있다.

이하, 본 발명에 따르는 실시예 및 본 발명에 따르지 않는 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명하나, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.

비교예 1-2. 무기입자를 사용한 봉지재 조성물의 제조

비교예 1-2는 하기 표 1과 같은 조성으로 혼합하여 봉지재 조성물을 제조하였다.

단위 (wt %)	비교예1	비교예2	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
단관능기 아크릴레이트 모노머 1 ¹⁾	60	50	60	50	60	50
단관능기 아크릴레이트 모노머 2 ²⁾	11.2	11.2	11.2	11.2	0	0
단관능기 아크릴레이트 모노머 3 ³⁾	15	15	15	15	0	0
다관능기 아크릴레이트 모노머 4 ⁴⁾	0	0	0	0	11.2	11.2
단관능기 아크릴레이트 모노머 5 ⁵⁾	0	0	0	0	15	15
광경화 개시제 ⁶⁾	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3	0.3
산화방지제 1 ⁷⁾	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
산화방지제 2 ⁸⁾	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
실란커플링제 ⁹⁾	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
분산제 1 ¹⁰⁾	1	1	1	1	1	1
분산제 2 ¹¹⁾	1	1	1	1	1	1
무기입자 ¹²⁾	10	20	0	0	0	0
유기입자 ¹³⁾	0	0	10	20	10	20
총 합계	100	100	100	100	100	100

1) 단관능기 아크릴레이트 모노머 1: Dodecanol dimethacrylate

2) 단관능기 아크릴레이트 모노머 2: Benzyl Acrylate

3) 단관능기 아크릴레이트 모노머 3: Lauryl Acrylate

4) 다관능기 아크릴레이트 모노머 4: Trimethylolpropane triacrylate

5) 단관능기 아크릴레이트 모노머 5: (3-Phenoxyphenyl)methyl ester

6) 광경화 개시제:diphenyl(2,4,6,-trimethylbenzoyl)phosphine oxide

7) 산화방지제 1: Pentaerythritol tetrakis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate), ㈜바스프(BASF)

8) 산화방지제 2: tris(nonylphenly) phosphite(TNPP)

9) 실란커플링제: Vinyltrimethoxy silane

10) 분산제 1: polyether phosphate surfactant(Solseperse 41000, ㈜루브리졸(Lubrizol))

11) 분산제 2: silsesquioxane (Solseperse 81000, ㈜루브리졸(Lubrizol))

12) 무기입자: Silica(SiO₂, 3㎛, 2.1~2.6 g/cm³), ㈜세키스이(SEKISUI)

13) 유기입자: 폴리스티렌(3㎛, 0.96~1.04 g/cm³)

실시예 1-4. 유기입자를 사용하여 광확산 기능이 향상된 봉지재 조성물의 제조

실시예 1.

무기입자 대신 유기입자를 사용하면 광확산 기능이 증대되는 것을 확인하기 위하여 비교예 1에서 무기입자로 첨가한 Silica(3㎛, 2.1~2.6 g/cm³) 대신 유기입자인 Polystyrene(3㎛, 0.96~1.04 g/cm³)을 10 wt% 첨가하고 그 외의 조성은 비교예와 동일하게 혼합하여 봉지재 조성물을 제조하였다.

실시예 2.

유기입자인 Polystyrene을 20 wt% 첨가하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광확산 기능이 부여된 봉지재를 제조하였다.

실시예 3.

실시예 3은 경화막의 강도를 증가시키기 위해 다관능기 아크릴레이트 모노머로 Trimethylolpropane triacrylate를 사용하고, 이와 함께 단관능기 아크릴레이트 모노머로 (3-phenoxyphenyl)methyl ester를 사용한 것 외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 광확산 기능이 부여된 봉지재를 제조하였다.

실시예 4.

실시예 4는 경화막의 강도를 증가시키기 위해 다관능기 아크릴레이트 모노머로 Trimethylolpropane triacrylate를 사용하고, 이와 함께 단관능기 아크릴레이트 모노머로 (3-phenoxyphenyl)methyl ester를 사용한 것 외에는 실시예 2과 동일한 방법으로 광확산 기능이 부여된 봉지재를 제조하였다.

실시예 5-8. 폴리스티렌의 입자크기와 모양에 따른 투과도, 확산율 확인

폴리스티렌의 입자크기 및 모양에 따라 광확산 기능이 달라지는지 여부를 확인하기 위하여 폴리스티렌 입자를 도 3과 같이 4그룹으로 제조하고 입자의 평균직경을 3㎛로 한 것 외에는 실시예 2와 동일한 방법으로 광확산 기능이 부여된 봉지재 조성물을 제조하였다.

	유기입자의 모양	유기입자의 크기(평균직경)
실시예 5 (A)	구형	3um
실시예 6 (B)	주름진 구형	3um
실시예 7 (C)	반구형	3um
실시예 8 (D)	주름진 반구형	3um

제조예 . 기능화된 폴리스티렌 입자의 제조방법

1) 반구형의 폴리스티렌 입자를 제조하기 위하여 먼저 에틸렌글라이콜 다이메타크릴레이트 모노머 8%에 폴리스타이렌 모노머 43%를 넣고 Trimethylolpropane triacrylate 4%를 넣고 아이소팜 엠 45%를 넣는다. 잘 블렌드하여 이 용액의 30%를 비커에 넣는다. 2) 상기 1)용액을 stirrer하고 있을 때 개시제인 AIBN을 0.25% 넣고 DIW를 70% 넣는다. 3) DIW를 넣은 상기 용액을 호모게나이저 장비에 넣고 물리적으로 잘 블렌딩 될 수 있도록 믹싱한다. 4)반응기에 넣고 질소분위기에서 80도에서 5시간 교반한다. 5) 필터종이에 넣고 필터한다. 6) DIW로 잘 세척한 후 70도 오븐에서 건조하여 반구형 폴리스티렌(Polystrene)을 얻을 수 있다.

실험예 1. 투과율 평가

실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2의 광확산 기능이 부여된 봉지재 조성물을 도 1과 같이 유리기판에 도포한 후, 스핀 코팅하고 광경화한 다음, 기판을 이용하여 Labsphere사의 Evolution 600 UV-VIS meter를 이용하여 200 내지 400nm 파장대의 광투과도를 측정하였다.

실험예 2. 확산율 평가

실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2의 광확산 기능이 부여된 봉지재 조성물을 유리기판에 도포한 후, 스핀 코팅하고 광경화한 다음, 기판을 이용하여 Nippon Denshoku사의 Haze meter NDH 2000 장비를 이용하여 확산율(Hz)을 측정하였다. 상기 확산율의 단위는 %로서 수치가 높을수록 백탁이 높다는 의미이고, 수치가 낮을수록 투명하다는 의미이다.

하기 표 3에서 TT, Hz 각각의 계산식은 하기 식 1에 의해 계산하였다.

<식 1>

결과고찰

<유기입자 사용에 따른 광확산 기능 향상효과 확인>

하기 표 3는 무기입자 또는 유기입자 사용에 따른 투과율 및 확산율을 측정한 결과이다.

	비교예1	비교예2	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
투과율(TT, 단위)	83.4	79.5	91.9	92.1	89.1	81.1
확산율(Hz, %)	80	88	80.1	82.4	72.1	25.0
코팅막의 두께 (Thickness, ㎛)	15	15	15	15	15	15

본 발명의 광확산 기능이 부여된 봉지재는 일반적인 LCD 광확산 재료와 다르게 봉지재 기능도 포함되어 있어야 하므로 투과도가 90% 이상인 것이 바람직하다.

상기 표 3에서 보는 바와 같이, 비교예 1-2는 투과도가 낮기 때문에 광확산 기능이 부여된 봉지재 재료로 부적합하고, 실시예 3-4는 확산율이 낮기 때문에 광확산 재료로 부적합함을 알 수 있다.

<유기입자의 모양에 따른 광확산 기능 확인>

하기 표 4는 유기입자의 모양에 따른 투과도 및 확산율을 측정한 결과이다. 반구형에 가까울수록 확산율과 투과도가 커지는 것을 알 수 있다. 이는 반구형에 가까울수록 비표면적이 넓어져서 산란(scattering) 효과가 극대화될 수 있기 때문인 것으로 판단된다. 광확산 기능은 실시예 7에서 가장 효과가 좋았고, 실시예 8에서는 확산율 값이 다시 낮아졌다.

유기입자의 크기 및 모양	Hz (%)	Tt (%)
실시예 5 (구형)	52.0	44.4
실시예 6 (주름진 구형)	66.1	77.4
실시예 7 (반구형)	82.7	90.5
실시예 8 (주름진 반구형)	68.1	92.3

실험예 3. 유기입자를 포함하여 광확산 기능이 부여된 봉지재 조성물의 향상된 분산성 및 코팅성 확인

유기입자를 광확산제로 사용한 봉지재 조성물이 잉크젯 노즐에서 토출이 얼마나 잘 되는지, 코팅성이 매끈하게 잘 되는지 확인하기 위하여 02 Plasma 처리된 Bare Glass 위에 비교예 2의 실리카 분산 조성물과 실시예 2의 폴리스타이렌 분산 조성물을 사용하여, 도 1과 같이 잉크젯 프린터로 코팅하였다.

도트 퍼 인치(Dot per inch, DPI)는 인쇄와 디스플레이 해상도의 측정 단위이며, 특히 1 제곱인치 공간 안에 만들어진 점이나 화소의 수를 의미한다. DPI 수를 올릴수록 코팅막의 두께를 올릴 수 있다.

도 7은 무기입자인 실리카 분산 봉지재 조성물을 넣어서 잉크젯 프린터로 코팅한 이미지로 400X400, 400X600, 400X800 으로 갈수록 코팅성이 좋지 않은 것을 확인할 수 있다. 광학현미경 상에서도 입자들이 오돌토돌 뭉쳐있는 것을 볼 수 있다.

도 8은 유기입자인 폴리스타이렌을 20% 넣은 실시예 2의 조성을 넣어 잉크젯 프린터로 코팅했을 때의 모습이다. 400X400 DPI일때는 입자가 보이나, 600,800 DPI로 갈수록 매끄러운 것을 확인할 수 있다.

실험예 4. 봉지재로서의 효과 확인 실험

유기입자의 사용으로 광확산 기능이 향상된 조성물이 봉지재로서의 기능성도 여전히 우수하다는 것을 확인하기 위하여 돌리평가(Dolly test)를 실시하였다.

항온 항습기(수분 85%, 온도 85도) 내에서 지름 20mm의 돌리에 접착제를 바르고 상기 비교예 1,2 및 실시예 1 내지 4의 조성물로 코팅 및 경화된 기판 표면에 부착하였다. 이후 접착제를 100℃에서 10분 경화한 후 돌리테스터기((ASTM 4541)로 들어올렸다. 이때, 봉지재가 뜯기게 되었을 때 힘을 측정하고 쉽게 떨어져 나가면 수분이나 온도에 취약하여 봉지재로서의 기능성이 떨어지는 것으로 평가하였다. 0은 쉽게 떨어져 나가서 측정이 안됨을 의미하고, 힘(psi)의 세기가 클수록 부착력이 좋아 봉지재로서의 기능성이 좋은 것을 의미한다.

	비교예1	비교예2	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4
경화 후 (단위 : psi)	50	55	60	62	63	63.5
3일 (단위 : psi)	35	32	55	52	53	55
7일 (단위 : psi)	0	0	45	46	44	45
코팅막의 두께 (Thickness, ㎛)	15	15	15	15	15	15

상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자라면 하기의 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims

평균직경이 2 내지 5㎛이고 반구형인 유기입자를 광확산제로 포함하되, 용제를 포함하지 않는, 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물.
제1항에 있어서, 상기 유기입자는 폴리스티렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리메틸메타크릴레이트로 구성된 군에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는, 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물.
제1항에 있어서, 상기 유기입자는 10 내지 40 중량%가 포함되는 것인 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물.
삭제
제 1항에 있어서,
상기 유기입자는 직경이 3㎛이고, 봉지재 조성물 전체 중량에 대하여 10 내지 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는, 광확산 기능이 부여된 잉크젯용 봉지재 조성물.
제1항의 잉크젯용 봉지재 조성물이 유기발광소자의 유기층 위에 코팅 및 경화된 유기발광소자용 봉지막.
제6항에 있어서, 상기 유기발광소자용 봉지막은 두께가 5 내지 15 ㎛ 인 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 봉지막
제6항에 있어서, 상기 유기발광소자용 봉지막은 두께 15㎛에서 측정한 광투과율이 90% 이상이고 확산율(haze)이 80% 이상인 것을 특징으로 하는 유기발광소자용 봉지막.
제6항 내지 제8항 중 어느 한 항의 봉지막을 포함하는 유기발광소자.
제9항에 있어서, 상기 봉지막 이외에 별도의 광확산층을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 유기발광소자.