KR20150105897A - 경화성 수지 조성물을 포함하는 배리어 적층체 및 이의 제조방법 - Google Patents

경화성 수지 조성물을 포함하는 배리어 적층체 및 이의 제조방법 Download PDF

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Abstract

배리어 적층체는 실록산 함유 수지 조성물을 포함하는 디커플링 층, 및 상기 디커플링 층 위에 위치하는 배리어 층을 포함한다. 상기 실록산 함유 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머로부터 유도된 모이어티를 포함한다. 상기 디커플링 층의 형성 방법은 기판 위에 실록산 모노머를 포함하는 경화성 수지 조성물을 증착시키는 단계, 및 상기 경화성 수지 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다. 상기 경화성 수지 조성물의 실록산 모노머는 하기 화학식 1로 표현되는 모노머를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00051

Description

경화성 수지 조성물을 포함하는 배리어 적층체 및 이의 제조방법 {BARRIER STACK INCLUDING CURABLE RESIN COMPOSITION, AND METHOD FOR MENUFACTURING THE SAME}
경화성 수지 조성물 및 이를 포함하는 배리어 적층체에 관한 것이다.
유기발광소자 등과 같은 다수의 소자는 주변 환경의 수증기 및 산소와 같은 특정 액체와 기체, 그리고 제품의 제조, 취급 또는 저장 중 사용되는 기타 화학물질의 침투로 인한 품위 저하가 일어나기 쉽다. 이러한 유해 액체, 가스 및 화학물질의 침투를 저감시키기 위하여, 상기 소자의 인접하는 일면 또는 양면에 배리어 적층체를 적용함으로써 상기 소자를 밀봉하는 것이 일반적이다.
일반적으로, 배리어 적층체는 적어도 하나의 배리어 층과 적어도 하나의 디커플링 층 또는 평활 층(smoothing layer)을 포함하고, 보호되는 소자의 바로 위에 적층되거나 분리된 필름 또는 지지체 위에 증착된 다음 당해 소자 위에 라미네이트 될 수 있다. 상기 디커플링 층은 배리어 층이 증착되는 평활하고 편평한 표면을 제공하는 것에 기여한다. 상기 배리어 층은 다양한 기법 (예컨대, 진공 증착 처리 또는 대기 처리)에 의해 증착될 수 있으나, 전형적으로 적합한 배리어 특성을 가지는 적절히 치밀한 층의 증착은 에너지를 궁극적으로 층 형성 물질에 공급함으로써 얻어진다. 상기 물질에 공급되는 에너지는 열 에너지일 수 있으나 다수 증착 공정에서 이온화 방사(ionization radiation)가 플라즈마 내의 이온 산출량을 증가시키기 위해 및/또는 증발된 물질 스트림 내의 이온 수를 증가시키기 위해 사용된다. 상기 발생 이온은 그 후 DC 또는 AC 바이어스를 기판에 적용함에 의해, 또는 상기 플라즈마와 기판 간의 포텐셜 차를 형성함에 의해 상기 기판을 향하여 가속화될 수 있다.
이들 플라즈마 기반의 증착 기법에 의해 공급된 고 에너지는 특정한 이점을 제공한다. 예를 들어, 고 에너지 증착 기법은 높은 증착율을 제공하며, 이에 따라 증착 공정 처리량을 증가시킬 수 있다. 추가로, 이들 고 에너지 공정은 우수한 배리어 성능을 가지는 고밀도의 아모포스 무기층 형성으로 이어진다. 게다가, 고 에너지 증착 공정은 배리어 적층체 층들 간의 우수한 계면 특성 및 접착 특성을 제공할 수 있다.
그러나, 상기 배리어 층의 증착에 이용되는 플라즈마는 하부의 디커플링 층에 손상을 가할 수 있다. 예를 들어, 플라즈마 기반의 기법은 작은 휘발성 분자를 생성시켜 상기 디커플링 층의 폴리머 구조의 결합 파손을 가져올 수 있다.
상기 하부의 디커플링 층의 손상은 또한 상기 배리어 적층체가 보호하고자 하는 소자의 손상을 야기시킬 수 있다. 특히, 유기발광소자와 같은 특정 소자는 플라즈마에 민감하여, 플라즈마 기반 또는 플라즈마 보조의 증착 공정이 배리어 적층체 층들의 증착에 이용될 때 손상될 수 있다. 배리어 적층체 층들의 플라즈마 기반 또는 플라즈마 보조의 증착에 의해 유발되는 손상은 보호(밀봉)되는 소자의 전기 특성 및/또는 발광특성에 부정적인 영향을 미친다. 플라즈마 기반 또는 플라즈마 보조의 증착 공정에 의한 손상의 유형 및 정도는 소자의 유형과 심지어 소자의 제조자에 따라 달라질 수 있으며, 일부 소자는 심각한 손상을 나타내고 다른 소자는 미세한 손상을 나타내거나 손상 없음을 나타낼 수 있다. 그러나, 유기발광소자에 미치는 플라즈마 손상의 몇몇 전형적인 효과는, 동일한 발광 수준을 얻기 위해 더 높은 전압이 요구되는 것, 발광 특성 감소, 그리고 특정 폴리머에 대한 바람직하지 않은 특성 변형을 포함한다.
플라즈마 손상에 대한 저항특성이 우수한 배리어 적층체, 및 이의 제조방법을 제공하려는 것이다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 실록산 함유 수지 조성물을 포함하는 디커플링 층; 및 상기 디커플링 층 위에 위치하는 배리어 층을 포함한다. 상기 배리어 층은 결합 층(tie layer)을 더 포함할 수 있고, 상기 디커플링 층은 상기 결합 층 위에 위치할 수 있다.
상기 실록산 함유 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머로부터 유도된 모이어티를 포함할 수 있다.
화학식 1
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 10이고, z는 0 내지 5이고, R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다. 또한, R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합이다. 상기 -O-SiR9R10R11 기에서, R9, R10 및 R11 은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, 또는 이들의 조합이다.
몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 실록산 모노머는 하기 화학식 2로 표현되는 모노머, 하기 화학식 3으로 표현되는 모노머, 하기 화학식 4로 표현되는 모노머, 하기 화학식 5로 표현되는 모노머, 하기 화학식 6으로 표현되는 모노머, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
화학식 2
Figure pat00002
화학식 3
Figure pat00003
화학식 4
Figure pat00004
화학식 5
Figure pat00005
화학식 6
Figure pat00006
상기 화학식 2, 3, 4, 5 및 6에서, R’및 R”는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다. 또한, R9, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, 또는 이들의 조합이다. 또한, 동일한 화합물 내에서 상기 R9, R10 및 R11는 서로 같거나 다를 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머는 하기 화학식 2a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산, 하기 화학식 2b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산, 하기 화학식3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산, 하기 화학식 3b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산, 하기 화학식 4a로 표현되는 1,9-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산, 하기 화학식 4b로 표현되는 1,9-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산, 하기 화학식 5a로 표현되는 1,3-비스(3-아크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산, 하기 화학식 5b로 표현되는 1,3-비스(3-메타크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산, 하기 화학식 6a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산, 하기 화학식 6b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산을 포함한다.
화학식 2a
Figure pat00007
화학식 2b
Figure pat00008
화학식 3a
Figure pat00009
화학식 3b
Figure pat00010
화학식 4a
Figure pat00011
화학식 4b
Figure pat00012
화학식 5a
Figure pat00013
화학식 5b
Figure pat00014
화학식 6a
Figure pat00015
화학식 6b
Figure pat00016
상기 실록산 함유 수지 조성물은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머로부터 유도된 모이어티를 더 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머는 단관능성 아크릴레이트, 단관능성 메타크릴레이트, 2관능성 아크릴레이트, 2관능성 메타크릴레이트, 3관능성 아크릴레이트, 3관능성 메타크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머는 라우릴 아크릴레이트, 도데실 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 몇몇의 구현예에 따르면, 배리어 적층체의 제조방법은 기판 위에 실록산 함유 수지 조성물을 포함하는 디커플링 층을 형성하는 단계, 및 상기 디커플링 층 위에 배리어 층을 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제조방법은 상기 기판 및 디커플링 층 사이에 결합층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 기판 위에 디커플링 층을 형성하는 단계는 실록산 모노머를 포함하는 경화성 수지 조성물을 상기 기판 위에 증착하는 단계, 및 상기 경화성 수지 조성물을 경화하는 단계를 포함한다. 상기 경화성 수지 조성물은 예컨대, 플래시 증발(flash evaporation) 또는 잉크젯 인쇄(inkjet printing)에 의해 기판 위에 증착될 수 있다. 상기 경화성 수지 조성물은 예컨대, 열 경화(thermal curing), UV 방사(UV radiation), 또는 전자 빔 처리(electron beam treatment)에 의해 경화될 수 있다.
배리어 적층체의 플라즈마 손상을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 구현예에 따른 배리어 적층체의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 구현예에 따른 배리어 적층체의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따른 배리어 적층체의 개략도이다.
도 4는 실시예 10의 경화성 수지 조성물로부터 제조된 (UV 노출 및 잔여 시간 후의) 기판의 사진이다.
도 5는 실시예 11의 경화성 수지 조성물로 제조된 (UV 노출 및 잔여 시간 후의) 기판의 사진이다.
도 6은 실시예 12의 경화성 수지 조성물로 제조된 (UV 노출 및 잔여 시간 후의) 기판의 사진이다.
도 7은 실시예 13의 경화성 수지 조성물로 제조된 (UV 노출 및 잔여 시간 후의) 기판의 사진이다.
도 8은 실시예 14의 경화성 수지 조성물로 제조된 (UV 노출 및 잔여 시간 후의) 기판의 사진이다.
도 9는 비교예 1의 경화성 수지 조성물로 제조된 (UV 노출 및 잔여 시간 후의) 기판의 사진이다.
도 10a는 펄스 DC 스퍼터링(pulsed DC sputtering)에 의하여 증착된 배리어 층 위에 실시예 5의 경화성 수지 조성물로 제조된 칼슘 쿠폰(calcium coupons)의 시간에 따른 WVTR를 보여주는 그래프이다.
도 10b는 펄스 AC 스퍼터링(pulsed AC sputtering)에 의하여 증착된 배리어 층 위에 실시예 5의 경화성 수지 조성물로 제조된 칼슘 쿠폰(calcium coupons )의 시간에 따른 WVTR를 보여주는 그래프이다.
도 11a는 펄스 DC 스퍼터링에 의한 배리어 증착 후 500시간 경과시에 실시예 5의 경화성 수지 조성물로 제조된 칼슘 쿠폰을 포함하는 기판의 사진이다.
도 11b는 펄스 AC 스퍼터링에 의한 배리어 증착 후 500시간 경과시에 실시예 5의 경화성 수지 조성물로 제조된 칼슘 쿠폰을 포함하는 기판의 사진이다.
도 12a는UV 노출 후 실시예 4의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조되고 산화 층(oxide layer)이 DC 스퍼터링에 의해 증착된 글라스 기판의 사진이다.
도 12b는 UV 노출 후 실시예 4의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조되고 산화 층(oxide layer)이 AC 스퍼터링에 의해 증착된 글라스 기판의 사진이다.
도 13a는 상기 배리어 적층체 층들의 증착 후 실시예 5의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조된 배리어 적층체의 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(optical profilometry image)이다.
도 13b는 도 13a의 배리어 적층체의 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
도 14a는 실시예 5의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조된 배리어 적층체의 85 ℃ 건조 오븐에서 139시간 동안 노출된 후 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
도 14b는 도 14a의 배리어 적층체의 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
도 15a는 실시예 5의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조된 배리어 적층체의 상대습도 90%의 40 ℃ 오븐에서 139시간 동안 노출된 후 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
도 15b는 도 15a의 배리어 적층체의 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
도 16a는 실시예 5의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조된 배리어 적층체의 상대습도 85%의 85 ℃ 오븐에서 139 시간 동안 노출된 후 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
도 16b는 도 16a의 배리어 적층체의 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지이다.
본 발명의 몇몇의 구현예에 따르면, 경화성 수지 조성물은 실록산 모노머를 포함하는 모노머 혼합물을 포함한다. 몇몇의 구현예에서, 상기 모노머 혼합물은 가교도, 습윤성(wettability)습윤성, 또는 기타 다른 특성을 향상시키기 위해 선택될 수 있는 다른 모노머에 더하여 상기 실록산 모노머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 모노머 혼합물은 CH2-CH-CO-O-CH2CH2-(CH2)n-(SiR1R2)-O-(SiR3R4-O)z-(SiR5R6)-(CH2)m-CH2CH2-O-CO-CH-CH2 (하기 화학식 1에 도시된 바와 같음)로 표현되는 실록산 모노머를 포함한다.
화학식 1
Figure pat00017
화학식 1에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 -O-SiR9R10R11 기에서, R9, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 R1 내지 R6 은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 상기 -O-SiR9R10R11 기에서, R9, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
몇몇의 구현예에서, 예를 들어, R1 내지 R6 은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 저급 알킬(즉, C1 내지 C6의 알킬기), 페닐기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 몇몇의 구현예에서, -O-SiR9R10R1기에서, R9 내지 R11 은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴, 또는 이들의 조합일 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 저급 알킬(즉, C1 내지 C6의 알킬기), 페닐기, 또는 이들의 조합일 수 있다.
몇몇의 예시적인 구현예에서, 예를 들어, R1 내지 R6는 각각 독립적으로 메틸, 페닐, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 몇몇의 구현예에서, 상기 -O-SiR9R10R11 기에서, R9 내지 R11는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸일 수 있다.
또한, 화학식1에서, R7 및 R8 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기일 수 있고, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 10일 수 있고, z는 0 내지 5일 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 6일 수 있고, z는 0 내지 3일 수 있다.
몇몇의 구현예에서, 상기 모노머 혼합물은 하기 화학식 2로 표현되는 모노머, 하기 화학식 3으로 표현되는 모노머, 하기 화학식 4로 표현되는 모노머, 하기 화학식 5로 표현되는 모노머, 및/또는 하기 화학식 6으로 표현되는 모노머를 포함할 수 있다.
화학식 2
Figure pat00018
화학식 3
Figure pat00019
화학식 4
Figure pat00020
화학식 5
Figure pat00021
화학식 6
Figure pat00022
상기 화학식 2 내지 6에서, R’및 R”는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기일 수 있다. 또한, R9, R10 및 R11는 상기 화학식 1의 O-SiR9R10R11 기와 관련하여 상기에서 정의된 바와 같다. 또한, 같은 화합물 내의 상기 R9, R10 및 R11 서로 같거나 다를 수 있다.
예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머는 하기 화학식 2a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산, 하기 화학식 2b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산, 하기 화학식3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산, 하기 화학식 3b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산, 하기 화학식 4a로 표현되는 1,9-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산, 하기 화학식 4b로 표현되는 1,9-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산, 하기 화학식 5a로 표현되는 1,3-비스(3-아크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산, 하기 화학식 5b로 표현되는 1,3-비스(3-메타크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산, 하기 화학식 6a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산, 및.또는 하기 화학식 6b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산을 포함한다:
화학식 2a
Figure pat00023
화학식 2b
Figure pat00024
화학식 3a
Figure pat00025
화학식 3b
Figure pat00026
화학식 4a
Figure pat00027
화학식 4b
Figure pat00028
화학식 5a
Figure pat00029
화학식 5b
Figure pat00030
화학식 6a
Figure pat00031
화학식 6b
Figure pat00032
몇몇의 구현예에서, 상기 모노머 혼합물은 2종 또는 그 이상의 다른 실록산 모노머의 조합을 포함하고, 몇몇의 구현예에서는 상기 모노머 혼합물 내의 상기 2종 또는 그 이상의 다른 실록산 모노머는 각각 독립적으로 화학식 2 내지 6으로 표현되는 모노머에서 선택될 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 2종 또는 그 이상의 다른 실록산 모노머는 각각 독립적으로 화학식 2a, 2b, 3a, 3b, 4a, 4b, 5a, 5b, 6a 및 6b로 표현되는 모노머에서 선택될 수 있다. 상기 모노머 혼합물은 다른 실록산 모노머들의 혼합물을 포함하며, 상기 다른 실록산 모노머는 적당한 혼합비율로 제공될 수 있고 상기 경화성 수지 조성물의 의도한 어플리케이션(application)을 기초로 하여 당업자가 적당한 혼합비를 선택할 수 있다.
상기 실록산 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 20 mol% 내지 70 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 실록산 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 25 mol% 내지 60 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 실록산 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 30 mol% 내지 50 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 상기 실록산 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 30 mol%, 약 50 mol%, 약 51mol%, 약 51.6 mol%, 약 52mol%, 또는 약70 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
몇몇의 구현예에서, 상기 모노머 혼합물은 가교도, 습윤성 또는 상기 경화성 수지 조성물의 기타 특성을 조정하기 위한 추가의 모노머를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 모노머 혼합물은 아크릴레이트계(acrylate-based) 모노머를 더 포함할 수 있다. 여기서 사용되는 “아크릴레이트(acrylate)” 및 이와 유사한 용어는 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 모두 포함하며, 이들 용어의 의미는 일반적으로 당업자에게 이와 같이 이해된다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 아크릴레이트계 모노머는 모노-아크릴레이트 모노머, 디아크릴레이트 모노머 트리아크릴레이트 모노머, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 아크릴레이트계 모노머는 모노-아크릴레이트 모노머 및 디아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있고, 다른 구현예에서 상기 아크릴계 모노머는 모노-아크릴레이트 모노머 및 트리아크릴레이트 모노머, 디아크릴레이트 모노머 및 트리아크릴레이트 모노머, 또는 모노-아크릴레이트 모노머, 디아크릴레이트 모노머 및 트리아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어 상기 아크릴레이트계 모노머는 상기 경화 폴리머 필름의 가교도를 증가시키기 위하여 적어도 하나의 트리아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다. 여하의 적당한 아크릴레이트계 모노머가 사용될 수 있으며, 당업자는 특정 아크릴레이트계 모노머를 선택할 수 있을 것이다. 적당한 모노-아크릴레이트 모노머의 비제한적 예시는 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 이소보닐 메타크릴레이트(isobornyl methacrylate), 및 트리프로필렌 글리콜 메틸에테르 아크릴레이트(tripropylene glycol methylether acrylate)포함한다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 모노아크릴레이트는 라우릴 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 적당한 디아크릴레이트 모노머의 비제한적 예시는 도데실 디메타크릴레이트(dodecyl dimethacrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate), 프로폭실레이티드 헥산디올 디아크릴레이트(propoxylated hexanediol diacrylate), 및 트리사이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트(tricyclodecane dimethanol diacrylate)를 포함한다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 디아크릴레이트는 도데실 디메타크릴레이트를 포함할 수 있다. 적당한 트리아크릴레이트 모노머의 비제한적 예시는 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate), 및 에톡실레이트 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate)를 포함한다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 트리아크릴레이트는 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트를 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트계 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 30 mol% 내지 80 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 아크릴레이트계 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 35 mol% 내지 75 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 아크릴레이트계 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 50 mol% 내지 70 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 아크릴레이트계 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 50 mol%, 약 70 mol%, 약 72.42 mol % 또는 약 48.4 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
또한, 사용시(즉, 0 mol% 보다 많은 양으로 존재시), 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 5 mol% 내지 약 10 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 존재하지 않을 수 있는 것으로 이해되며, 따라서, 몇몇의 구현예에서, 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 0 mol% 내지 약 10 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 7 mol% 내지 약 9 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 8 mol% 내지 약 9 mol%의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 8.4 mol%의 양으로 존재할 수 있다.
또한, 사용시(즉, 0 mol% 보다 많은 양으로 존재시), 상기 디아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 20 mol% 내지 약 70 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 상기 디아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 존재하지 않을 수 있는 것으로 이해되며, 따라서, 몇몇의 구현예에서, 상기 트리아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 0 mol% 내지 약 70 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 상기 디아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 30 mol% 내지 약 70 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 디아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 30 mol% 내지 약 60 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 디아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 30 mol%, 약 50 mol%, 약 51.6 mol%, 약 60 mol% 또는 약 70 mol%. 의 양으로 존재할 수 있다.
또한, 사용시(즉, 0 mol% 보다 많은 양으로 존재시), 상기 모노-아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 5 mol% 내지 약 30 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 그러나, 상기 모노-아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 존재하지 않을 수 있는 것으로 이해되며, 따라서, 몇몇의 구현예에서, 상기 모노-아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 0 mol% 내지 약 30 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 상기 모노-아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 7 mol% 내지 약 20 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 모노-아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 7 mol% 내지 약 15 mol% 의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 모노-아크릴레이트 모노머는 상기 모노머 혼합물 내에 약 10 mol% 의 양으로 존재할 수 있다.
몇몇의 구현예에서, 상기 경화성 수지 조성물은 중헙 개시제를 더 포함할 수 있다. 적합한 모든 중합 개시제가 사용될 수 있으며 상기 중합 개시제는 이용되는 중합 매커니즘에 기초하여 선택될 수 있다. 상기 중합 매커니즘은 특히 한정되지 않으며, 예를 들어, UV 방사(UV radiation), 열 경화(thermal curing), 또는 전자 빔 처리(electron beam treatment)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 경화성 수지 조성물이 플래시 증발 또는 진공 증착에 의해 기판 위에 증착될 때, 상기 중합 매커니즘은 UV 방사, 또는 전자 빔 처리를 포함할 수 있다. 다른 구현예에서, 예를 들어, 상기 경화성 수지 조성물이 비 진공 증착 수단 (예컨대, 잉크젯 인쇄, 스핀 코팅, 스크린 인쇄, 블래이드 코팅, 바 코팅 등)에 의해 증착될 때, 상기 중합 메커니즘은 열 경화, UV 방사. 또는 전자 빔 처리를 포함할 수 있다.
상기 중합 매커니즘이 열 경화를 포함하는 구현예에서, 상기 중합 개시제는 열을 적용하여 가교를 일으키는 데에 적합한 모든 개시제를 포함할 수 있다. 이러한 개시제로서의 사용에 적합한 것으로 알려진 다양한 화합물이 당업계에 공지되어 있으며, 당업자는 경화성 수지 조성물의 바람직한 성능 및/또는 적용에 기초하여 적당한 개시제를 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 약 100 ℃ 내지 150 ℃ 의 온도에서 경화 작용을 개시할 수 있는 모든 열 경화제가 사용될 수 있다. 이러한 개시제로서 적합한 몇몇의 비제한적 예시는 AIBN(azobisisobutyronitrile), 및 벤조일 퍼옥사이드, 디라우로일 퍼옥사이드(dilauroyl peroxide), 디큐밀 퍼옥사이드(dicumyl peroxide)와 같은 퍼옥사이드를 포함할 수 있다.
상기 중합 매커니즘이 UV 방사 또는 전자 빔 처리를 포함하는 구현예에서, 상기 중합 개시제는 광 개시제(photoinitiator)를 포함할 수 있다. 광 개시제로서의 사용에 적합한 것으로 알려진 다양한 화합물이 당업계에 공지되어 있으며, 당업자는 경화성 수지 조성물의 바람직한 성능 및/또는 적용뿐만 아니라 경화 매커니즘 및 그 파라미터들(예컨대, 파장 및/또는 UV 전원의 전압)에 기초하여 적당한 광 개시제를 선택할 수 있을 것이다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 광 개시제는 LED 램프로부터의 약 400 nm의 UV 파장 또는 저 압력 Hg 램프로부터의 약 254 nm 의 UV 파장에 노출시 경화 반응을 개시할 수 있는 화합물을 포함할 수 있다. 적당한 광 개시제의 몇몇의 비제한적 예시는 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐 포스핀 옥사이드 (2,4,6-trimethylbenzoyl diphenyl phosphine oxide), 히드록시-사이클로헥실-페닐-케톤 (hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone), 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드(bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenyl phosphine oxide), 2,2-디에톡시아세토페논 (2,2-diethoxyacetophenone), 및 트리메틸벤조페논/메틸벤조페논(trimethylbenzophenone/methylbenzophenone)을 포함한다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐 포스핀 옥사이드, 히드록시-사이클로헥실-페닐-케톤, 및 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐 포스핀 옥사이드는 UV 전원이 약 400 nm 의 파장을 방출하는 LED 램프일 때 사용될 수 있고, 2,2-디에톡시아세토페논 및 트리메틸벤조페논/메틸벤조페논은 UV 전원이 약 254 nm의 파장을 방출하는 저 압력 Hg 램프일 때 사용될 수 있다.
상기 중합 개시제는 상기 경화성 수지 조성물 내에 상기 경화성 수지 조성물 전체 중량에 대하여 약 2 중량% 내지 약 10 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 중합 개시제는 상기 경화성 수지 조성물 내에 상기 경화성 수지 조성물 전체 중량에 대하여 약 3 중량% 내지 약 7 중량% 의 양으로 존재할 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 상기 중합 개시제는 상기 경화성 수지 조성물 전체 중량에 대하여 약 4 중량% 내지 약 6 중량% 의 양으로 존재할 수 있고, 예를 들어, 상기 경화성 수지 조성물 전체 중량에 대하여 약 4.5 중량%의 양으로 존재할 수 있다.
일 구현예에서, 경화성 수지 조성물은 중합 개시제 (예컨대, 2,4,6- 트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드) 약 4.5 중량%, 및 단관능성 아크릴레이트 (예컨대, 라우릴 아크릴레이트) 약 10 mol%, 2관능성 아크릴레이트 (예컨대, 도데실 디메타크릴레이트) 약 60 mol%, 및 실록산 모노머(예컨대, 예컨대, 상기 화학식 2 내지 6 중 어느 하나로 표현되는 모노머) 약 30 mol%를 포함하는 모노머 혼합물 약 95.5 중량%을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 경화성 수지 조성물은 중합 개시제 (예컨대, 2,4,6- 트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드) 약4.5 중량%, 및 단관능성 아크릴레이트 (예컨대, 라우릴 아크릴레이트) 약 10 mol%, 2관능성 아크릴레이트 (예컨대, 도데실 디메타크릴레이트) 약 51.6 mol%, 3관능성 아크릴레이트 (예컨대, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트) 약 8.4 mol% 및 실록산 모노머(예컨대, 상기 화학식 2 내지 6 중 어느 하나로 표현되는 모노머) 약 30 mol%를 포함하는 모노머 혼합물 약 95.5 중량% 을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 경화성 수지 조성물은 중합 개시제 (예컨대, 2,4,6- 트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드) 약4.5 중량%, 및 단관능성 아크릴레이트 (예컨대, 라우릴 아크릴레이트) 약 10 mol%, 2관능성 아크릴레이트 (예컨대, 도데실 디메타크릴레이트) 약 51.6 mol%, 3관능성 아크릴레이트 (예컨대, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트) 약 8.4 mol% 및 실록산 모노머(예컨대, 상기 화학식 2 내지 6 중 어느 하나로 표현되는 모노머) 약 30 mol%를 포함하는 모노머 혼합물 약 95.5 중량%을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 경화성 수지 조성물은 중합 개시제 (예컨대, 2,4,6- 트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드) 약 4.5 중량%, 및 단관능성 아크릴레이트 (예컨대, 라우릴 아크릴레이트) 약 10 mol%, 2관능성 아크릴레이트 (예컨대, 도데실 디메타크릴레이트) 약 30 mol%, 3관능성 아크릴레이트 (예컨대, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트) 약 8.4 mol% 및 실록산 모노머(예컨대, 상기 화학식 3으로 표현되는 모노머) 약 51.6 mol%를 포함하는 모노머 혼합물 약 95.5 중량%을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 경화성 수지 조성물은 중합 개시제 (예컨대, 2,4,6- 트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드) 약 4.5 중량%, 및 2관능성 아크릴레이트 (예컨대, 도데실 디메타크릴레이트) 약 70 mol%, 및 실록산 모노머(예컨대, 상기 화학식 2 내지 6 중 어느 하나로 표현되는 모노머) 약 30mol%를 포함하는 모노머 혼합물 약 95.5 중량%을 포함할 수 있다.
다른 구현예에 따르면, 경화성 수지 조성물은 중합 개시제 (예컨대, 2,4,6- 트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드) 약 4.5 중량%, 및 2관능성 아크릴레이트 (예컨대, 도데실 디메타크릴레이트) 약 50 mol%, 및 실록산 모노머(예컨대, 상기 화학식 2 내지 6 중 어느 하나로 표현되는 모노머) 약 50mol%를 포함하는 모노머 혼합물 약 95.5 중량%을 포함할 수 있다.
상기 경화성 수지 조성물은 기판 위에 증착되거나, 후술하는 바와 같이 소자(예컨대, 유기발광소자(OLED)) 위에 직접 증착될 수 있다. 상기 경화성 수지 조성물은 적당한 어느 증착 기법에 의해서도 증착될 수 있으며, 진공 증착 기법, 플래시 증발 및 비 진공 증착 기법을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 경화성 수지 조성물은 플래시 증발에 의해 증착될 수 있다. 다른 구현예에서, 상기 경화성 수지 조성물은 예컨대 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 스핀 코팅, 블래이드 코팅, 바 코팅 등과 같은 비 진공 증착법에 의해 증착될 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 경화성 수지 조성물은 잉크젯 인쇄에 의해 증착될 수 있다. 상기 경화성 수지 조성물은 상기 기판 또는 소자의 전체 면적에 증착되거나 상기 기판 또는 소자의 선택된 면적에만 증착될 수 있다. 상기 기판은 적당한 여하의 기판일 수 있으며 예컨대 플라스틱 호일(plastic foil)일 수 있다.
본 발명의 구현예에 따른 경화성 수지 조성물은 배리어 적층체 구조 내 의 디커플링 층에 종래의 폴리머를 사용한 경우와 비교하여 향상된 플라즈마 저항 특성을 나타낸다. 향상된 플라즈마 저항 특성에 더하여, 본 발명의 구현예에 따른 경화성 수지 조성물은 가시광 및 UV/vis 스펙트럼에 우수한 투명성을 나타낸다. 뿐만 아니라, 본 발명의 구현예에 따른 경화성 수지 조성물은 하부 기판(또는 소자)의 우수한 습윤성을 나타내어, 실질적으로 균일하고 평활한 필름의 제조를 가능하게 한다. 여기서 “실질적으로(substantially)”란 근사치의 용어로 사용된 것으로 정도(degree)의 용어로서 사용된 것이 아니며, 당업자에게 이해된 바와 같이 측정치 또는 계산치에 내재하는 표준 편차를 설명하기 위한 것이다.
본 발명의 몇몇의 구현예에 따르면, 배리어 적층체는 디커플링(또는 평활화/평탄화) 층 및 배리어층을 포함한다. 몇몇의 구현예에서, 상기 배리어 적층체는 다이애드(dyad)에 배열된 추가의 배리어 층 및 추가의 디커플링 층을 포함할 수 있다. 다이애드는 디커플링 층 및 배리어 층의 커플링(coupling)이고, 배리어 적층체가 멀티플 다이애드(multiple dyads)를 포함시, 이에 따른 배리어 적층체 구조는 제1 다이애드의 배리어 층이 상기 제1 다이애드의 디커플링 층 위에 위치하는 것, 제2 다이애드의 디커플링 층이 제1 다이애드의 배리어 층 위에 위치하는 것, 상기 제2 다이애드의 배리어 층이 상기 제2 다이애드의 디커플링 층 위에 위치하는 것 등과 같은 디커플링 층 및 배리어 층의 교호 층(alternating layers)을 포함할 수 있다. 상기 배리어 적층체 층들은 상기 배리어 적층체에 의해 밀봉(또는 보호)되는 소자의 위에 직접 증착될 수 있고, 또는 별도의 기판 지지체 위에 증착된 다음 당해 소자 위에 라미네이트 될 수 있다. 상기 배리어 적층체의 디커플링 층은 평탄화에 기여하고, 디커플링 및/또는 평활 층은 예컨대 상술한 경화성 수지 조성물로부터 유도된 실록산 함유 수지 조성물을 포함할 수 있다. 상기 배리어 적층체의 디커플링 층을 형성하기 위하여, 상기 경화성 수지 조성물이 상기 기판(또는 소자, 또는 하부의 이전 다이애드의 배리어 층)에 적용되고, 예컨대, 열, UV 방사 또는 전자 빔 처리에 의해 경화된다. 상기 경화 과정에 의해, 상기 디커플링 층의 실록산 함유 수지 조성물은 상술한 경화성 수지 조성물 내의 실록산 모노머로부터 유도된 모이어티를 포함한다. 예를 들어, 경화 직후 상기 경화된 (또는 가교된) 실록산 함유 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머로부터 유도된 모이어티를 포함한다.
상기 경화성 수지 조성물은 적당한 모든 증착 기법에 의해 소자 또는 기판 위에 증착될 수 있고, 비제한적 예시는 진공 처리 또는 대기 처리를 포함한다. 상기 디커플링 층의 증착에 적당한 진공 처리의 몇몇 비제한적 예시는 플래시 증발을 포함하고, 열 중합, 또는 진공 하의 인 시츄(in situ) 중합, 및 플라즈마 증착 및 중합과 같은 모든 적당한 중합 기법을 포함할 수 있다. 상기 디커플링 층의 증착에 적당한 대기 처리의 몇몇 비제한적 예시는 스핀 코팅, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 및 스프레이 법을 포함한다. 몇몇의 구현예에서, 상기 디커플링 층은 상기 기판(또는 지지체), 소자, 또는 하부의 배리어 층 위에 경화가 뒤따르는 플래시 증발, 또는 잉크젯 인쇄에 의해 적용될 수 있다.
상기 디커플링 층은 실질적으로 평탄한 및/또는 평활한 층 표면을 가질 수 있는 적당한 모든 두께를 가질 수 있다. 여기서, 상기 “실질적으로”라는 용어는 근사치의 용어로 사용된 것으로서 정도의 용어로서 사용된 것은 아니며, 상기 디커플링 층의 평탄 또는 평활 특성을 측정 또는 평가함에 있어 내재하는 정규 편차를 설명하기 위한 것이다. 몇몇의 구현예에서, 예컨대, 상기 디커플링 층은 약 100 내지 약 1000 nm의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 몇몇의 구현예에 따르면, 상기 배리어 적층체는 배리어 층을 포함하고, 이는 유해 기체, 액체 및 화학물질이 밀봉 또는 보호되는 소자에 침투하는 것을 방지 또는 저감하는 데에 기여한다. 상기 배리어 층은 상기 디커플링 층 위에 증착되고, 상기 배리어 층의 증착은 배리어 층에 사용되는 물질에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 일반적으로 어떠한 증착 기법 및 어떠한 증착 조건도 상기 배리어 층을 증착시키는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 상기 배리어 층은 스퍼터링 법과 같은 진공 처리, 화학기상증착법, 유기금속 화학기상증착법, 플라즈마 강화 화학기상증착법, 증발법, 승화법, 전자 싸이크로트론 공명- 플라즈마 강화 화학기상증착법, 또는 이들의 조합을 이용하여 증착될 수 있다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 배리어 층은 스퍼터링 법, 예컨대 AC 스퍼터링 방식에 의해 증착될 수 있다.
상기 배리어 층의 재료는 특히 한정되지 않으며, 유해 기체, 액체 및 화학물질 (예컨대, 산소 또는 수증기)가 밀봉 또는 보호되는 소자에 침투하는 것을 실질적으로 방지 또는 저감할 수 있는 모든 물질을 사용할 수 있다. 상기 배리어 층의 적당한 재료의 몇몇 비제한적 예시는 금속, 금속 산화물, 금속 질화물 (metal nitrides), 금속 산질화물(metal oxynitrides), 금속 탄화물(metal carbides), 금속산화붕화물(metal oxyborides), 및 이들의 조합을 포함한다. 당업자는 당해 층의 바람직한 특성에 기초하여 산화물, 질화물 및 산질화물에서 사용에 적당한 물질을 선택할 수 있다. 그러나, 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 금속은 Al, Zr, Si 또는 Ti일 수 있다.
본 발명에 따른 배리어 적층체의 예시적인 구현예들을 도 1 및 2에 나타낸다. 도 1을 참고하면, 배리어 적층체(100)는 상술한 경화성 수지 조성물로부터 경화된 고분자를 포함하는 디커플링 층(110), 및 산화물 배리어 층(oxide barrier layer)을 포함하는 배리어 층(130)을 포함한다. 도 1에서, 배리어 적층체(100)는 기판(150), 예컨대 유리 위에 증착된다. 그러나, 도 2에서, 배리어 적층체(100)는 보호되는 소자(160), 예컨대 유기발광소자의 바로 위에 증착된다.
디커플링 층(110) 및 배리어 층(130)에 더하여, 배리어 적층체(100)의 몇몇의 예시적인 구현예에는 디커플링 층(110) 및 기판(150) 또는 밀봉되는 소자(160) 사이에 결합 층(140)을 포함할 수 있다. 상기 배리어 적층체들이 결합 층(140), 디커플링 층(110) 및 배리어 층(130)을 포함하는 것으로 도면들에 도시되어 있으나, 이들 층은 기판(150) 또는 소자(160) 위에 어느 순서에 따라서도 증착될 수 있음은 이해될 것이며, 상기 도면들에서 이들 층들을 특정 순서로 도시한 것이 상기 층들이 당해 순서로 증착되어야 함을 의미하는 것은 아니다. 실제로, 여기서 기재하고 도 3에 도시한 바와 같이, 결합 층(140)은 디커플링 층(110)의 증착에 앞서 기판(150) 또는 소자(160) 위에 증착될 수 있다.
결합 층(140)은 배리어 적층체(100)의 층들과 기판(150) 또는 밀봉되는 소자(160) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 결합 층(140)의 재료는 특별히 제한되지 않으며, 상기 배리어 층과 관련하여 상술한 재료들을 포함할 수 있다. 또한, 상기 결합층의 재료는 상기 배리어 층의 재료와 같거나 또는 다를 수 있다. 상기 배리어 층의 재료는 상술한 바와 같다.
또한, 상기 결합층은 상기 기판 또는 밀봉되는 소자 위에 적당한 어느 기법에 의해서라도 증착될 수 있으며, 상기 배리어 층과 관련하여 상술한 기법을 포함하나 이에 한정되는 것은 아니다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 결합 층은 상기 배리어 층에 관하여 상술한 바와 유사한 조건하에서 스퍼터링, 예컨대 AC 스퍼터링에 의하여 증착될 수 있다. 또한, 상기 증착된 결합 층의 두께는 특별히 제한되지 않으며, 상기 배리어 적층체의 디커플링 층 및 기판 또는 밀봉되는 소자 간의 양호한 접착력을 나타내는 데에 적합한 것이라면 어느 두께라도 가능하다. 몇몇의 구현예에서, 예를 들어, 상기 결합층은 20 nm 내지 60 nm의 두께, 예컨대 약 40 nm의 두께를 가질 수 있다.
결합 층(140)을 포함하는 본 발명에 따른 배리어 적층체(100)의 예시적인 구현예를 도 3에 나타낸다. 도 3에 도시된 배리어 적층체(100)는 상술한 경화성 수지 조성물로부터 경화된 고분자를 포함하는 디커플링 층(110), 산화 층을 포함하는 결합 층(140), 및 산화물 배리어 층을 포함하는 배리어 층(130)을 포함한다. 도 3에서, 배리어 적층체(100)는 기판(150), 예컨대 글라스 위에 증착된다. 그러나, 상기 결합 층을 배제하는 상기 구현예와 관련한 도 2에 도시된 바와 같이, 배리어 적층체(100)는 양자택일적으로 소자(160), 예컨대 유기발광소자의 바로 위에 증착될 수 있다.
본 발명의 몇몇의 구현예에서, 배리어 적층체의 제조 방법은 기판(150)을 제공하는 단계를 포함하고, 기판(150)은 별도의 기판 지지체 또는 배리어 적층체(100) (예컨대, 유기발광소자 등)에 의해 밀봉되는 소자(160)일 수 있다. 상기 제조방법은 상기 기판 위에 디커플링 층(110)을 형성하는 단계를 더 포함한다. 디커플링 층(110)은 상술한 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 경화 폴리머를 포함하며 이후의 배리어 층의 증착을 위하여 평활(smooth) 및/또는 편평한(planar) 표면을 제공한다. 또한 상술한 바와 같이, 디커플링 층(110)은 진공 처리(vacuum process) 및 대기 처리(atmospheric process)를 포함하는 적당한 모든 증착 기법 에 의해 소자(160) 또는 기판(150) 위에 증착될 수 있으며 상기 기법에 한정되는 것은 아니다. 몇몇의 비제한적인 예시에 따르면, 상기 디커플링 층의 증착을 위한 적절한 진공 처리는 열 경화 또는 진공 하에서의 인 시츄(in situ) 중합을 동반하는 플래시 증발, 그리고 플라즈마 증착 및 중합을 포함한다. 몇몇의 비제한적인 예시에 따르면, 상기 평탄화 층을 증착하기 위한 적당한 대기 처리는 스핀 코팅, 스크린 인쇄 및 스프레이 법을 포함한다. 몇몇의 비제한적인 예시에 따르면, 상기 제1층의 증착을 위한 적절한 대기 처리는 스핀 코팅, 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄 및 스프레이 법을 포함한다. 예를 들어, 몇몇의 구현예에서, 상기 디커플링 층은 열 경화를 동반하는 플래시 증발 또는 잉크젯 인쇄에 의해 상기 기판 또는 소자 위에 형성될 수 있다.
상기 제조방법은 디커플링 층(120)의 표면 위에 배리어 층(130)을 증착하는 단계를 더 포함한다. 배리어 층(130)은 상술한 바와 같고, 유해한 기체, 액체 및 화학물질이 하층의 소자로 침투하는 것을 상당히 방지 또는 감소시키는 데에 기여함으로써 상기 배리어 적층체의 배리어 층과 같은 역할을 할 수 있다. 배리어 층(130)의 증착은 상기 배리어 층에 사용되는 재료에 따라 달라질 수 있다. 그러나, 일반적으로 어느 증착 기법 및 증착 조건도 상기 배리어 층의 증착에 이용될 수 있다. 예를 들어, 배리어 층(130)은 스퍼터링 법, 화학기상증착법, 유기금속 화학기상증착법, 플라즈마 강화 화학기상증착법, 증발법, 승화법, 전자 싸이크로트론 공명- 플라즈마 강화 화학기상증착법, 또는 이들의 조합을 이용하여 증착될 수 있다. 그러나, 몇몇의 구현예에서 배리어 층(130)은 AC 스퍼터링 방식에 의해 증착될 수 있다.
몇몇의 구현예에 따르면, 상기 제조방법은 기판(150) (또는 밀봉되는 소자(160))와 디커플링 층(110) 사이에 결합 층(140)의 증착을 더 포함한다. 결합 층(140)은 상술한 바와 같으며, 상기 기판 또는 소자와 배리어 적층체(100)의 디커플링 층(110) 간의 접착력 향상에 기여한다. 결합 층(140)은 상술한 여하의 적당한 기법에 따라 증착될 수 있다. 예를 들어, 또한 상술한 바와 같이 결합 층(140)은 여하의 적당한 기법에 따라 기판(150) (또는 밀봉되는 소자(160)) 위에 증착될 수 있다. 몇몇의 구현예에 따르면, 결합 층(140)은 예컨대 상술한 바와 같이 AC 스퍼터링 방식에 의해 증착될 수 있다.
이하의 실시예는 오직 설명의 목적으로 제공되는 것이며 본 발명의 범위를 제한하는 것은 아니다.
실시예 1 - 화학식 2a로 표현되는 1,5- 비스 ( 아크릴옥시프로필 )-1,1-5,5- 테트라메틸 -3,3- 디페닐트리실록산의 합성
화학식 2a
Figure pat00033
디페닐실록산디올(diphenylsilanediol) 1.96g, 1,3-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3-테트라메틸디실록산(1,3-bis(acryloxypropyl)-1,1,3,3-tetramethyldisiloxane), 및 p-톨루엔술폰산(p-toluenesulfonic acid) 0.303 g을 20 mL의 유리 병에 투입하였다. 상기 혼합물을 26시간동안 충분히 교반한 다음 톨루엔 42.7 g에 용해시키고 탈 이온수로 분리 깔때기에서 11회 수세하였다. 상기 톨루엔을 회전 증발에 의해 제거시켜 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산을 제조하였다 (수율 80%).
화학식 3 및 4로 표현되는 상기 화합물의 합성 스킴은 상기 실시예 1에서 기술된 합성 방법에 기초하여 당업자에게 인지될 수 있을 것이다.
실시예 2 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량% 과 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 60 mol%, 및 화학식 2로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산 (즉, 상기 실시예 1에서 제조된 모노머) 30 molmol%를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 3 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%과 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 51.6 mol%, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate) 8.4 mol%, 및 화학식 2로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산(즉, 상기 실시예 1에서 제조된 모노머) 30 mol% 를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 4 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%과 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 60 mol%, 및 화학식 3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산 30 mol%을 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 5 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%과 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 51.6 mol%, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate) 8.4 mol%, 및 화학식 3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산 30 mol% 를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 6 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 30 mol%, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate) 8.4 mol%, 및 화학식 3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산 51.6 mol%를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 7 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10.35 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 62.07 mol%, 및 화학식 4a로 표현되는 1,9-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산 27.58 mol% 를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 8 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 60 mol%, 및 화학식 4a로 표현되는 1,9-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산 30 mol% 를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
실시예 9 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 10 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 51.6 mol%, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate) 8.4 mol%, 및 화학식 4a로 표현되는 1,9-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산 30 mol% 를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
비교예 1 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 라우릴 아크릴레이트 22.5 mol%, 도데실 디메타크릴레이트 67.5 mol%, 및 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (trimethylol propane triacrylate) 8.4 mol%를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드(2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
테스트 결과
상기 디커플링 층을 제조하기 위해 실시예 5에 따른 경화성 수지 조성물을 사용하여 마련된 배리어 적층체의 수증기 투과율(ater vapor transmission rate, WVTR)을 측정하였다. 구체적으로, 2개의 테스트 기판을 준비하였는데, 이들 각각은 글라스 기판 위에 6개의 칼슘 쿠폰(calcium coupon)을 증착하고, 상기 칼슘 쿠폰 위에 실시예 5의 경화성 수지 조성물을 증착하고 상기 경화성 수지 조성물을 경화하여, 이로부터 얻어진 경화 폴리머 디커플링 층 위에 알루미늄 산화물 배리어 층을 증착하고 상기 배리어 층 위에 보호 폴리머(protective polymer)를 증착함으로써 제작되었다. 상기 2개의 기판 중 제1기판 위의 상기 산화물 배리어 층은 펄스 DC 스퍼터링에 의해 증착되었고, 상기 2개의 기판 중 제2기판 위의 상기 산화물 배리어 층은 펄스 AC 스퍼터링에 의해 증착되었다. 실내 온도 및 습도 조건 하에서, 그리고 85 ℃ 및 85% 상대습도의 환경 하에서 시간 경과에 따른 상기 쿠폰들 각각의 WVTR을 테스트하였다. 상기 칼슘 테스트 과정은 Nisato, et al. "P-88: Thin Film Encapsulation for OLEDs: Evaluation of Multi-Layer Barriers using the Ca Test," SID 03 Digest, ISSN/0003-0966X/03/3401-0550, pg. 550-553 (2003) (상기 칼슘 테스트 과정에 관한 기술), 그리고 Nisato, et al., "Evaluating High Performance Diffusion Barriers: the Calcium Test, " Proc . Asia Display, IDW01, pg. 1435 (2001) (마찬가지로, 상기 칼슘 테스트에 관한 기술)에 기재되어 있으며, 이들의 전체 내용은 여기에 참조로서 포함된다.
도 10a 및 10b는 시간 경과에 따른 상기 쿠폰의 WVTR을 보여주는 그래프로서, 도 10a는 상기 배리어 층이 펄스 DC 스퍼터링에 의해 증착된 쿠폰들의 시간 경과에 따른 WVTR을 보여주는 것이고, 도 10b는 상기 배리어 층이 펄스 AC 스퍼터링에 의해 증착된 쿠폰들의 시간 경과에 따른 WVTR을 보여주는 것이다. 이들 그래프로부터 알 수 있듯이 AC 및 DC 스퍼터링 간의 유의한 차이는 없다. 실내 온도 및 습도 조건에서 평균 WVTR는 약 3.55x10-7 g/m2/day이고 85 ℃ 및 85% 상대습도의 환경 하에서 평균 WVTR는약 3.87x10-5 g/m2/day로서 상기 디커플링 층에 대한 플라즈마 손상(plasma damage)이 없거나 최소인 것을 나타낸다.
또한, 도 11a 및 11b는 배리어 증착 후 500시간 경과한 후에 상기 칼슘 쿠폰을 포함하는 2개의 기판의 사진이다. 이들 사진으로부터 알 수 있듯이, 상기 6개의 칼슘 쿠폰 중 5개는 손상이나 흠결이 거의 보이지 않는다. 6번째 쿠폰이 약간의 손상을 보이는데, 이 쿠폰에 대한 손상은 당해 쿠폰 제조에서의 에러로 인한 결과로 보이며, 각각의 기판 위의 다른 5개의 쿠폰에서 보이지는 결과는 실시예 5의 경화성 수지 조성물로부터 제조된 디커플링 층이 우수한 플라즈마 손상 저항 특성을 가짐을 보여준다.
실시예 4 및 5, 그리고 비교예 1의 경화 후 C=C 결합의 전환을 평가하였다. 실시예 4 및 5, 그리고 비교예 1의 전환 평가는 상기 경화성 수지 조성물 내(예컨대 액체 상태에서)의 C=C 결합과 C=O결합의 비율을 경화 후의 비율과 비교하였다. 실시예 4 및 5, 그리고 비교예 1에서, 150 cm/min의 트랙 속도에서의 100 mW/cm2의 15% 전압의 경화 조건하에서의 전환율은 각각 95.5%, 88.5% 및 84.1±3%였다. 실시예 4 및 5, 그리고 비교예 1의 75 cm/min의 트랙 속도에서 200 mW/cm2의 30% 파워의 경화 조건하에서의 전환율은 각각 99.4%, 91.5% and 90.5±2% 였다. 상기 비교로부터 알 수 있듯이, 본 발명의 구현예에 따른 실록산 모노머를 포함하는 실시예 4 및 5는 실록산 모노머를 포함하지 않는 비교예 1의 경화성 수지 조성물과 비교하여 향상된 전환율을 나타낸다.
실시예 4에 관하여, 펄스 DC스퍼터링 및 펄스 AC 스퍼터링에 의한 배리어 층의 증착 후 경화된 폴리머에 대하여 플라즈마 손상을 평가하였다. 특히, 실시예 4의 경화성 수지 조성물을 2개의 글라스 기판에 각각 증착시키고 경화하여 2개의 샘플을 준비하였다. 그 다음, 100 nm 두께의 알루미늄 산화물 배리어 층을 펄스 DC 스퍼터링에 의한 경화 폴리머 층에 대한 제1기판 위에 증착시키고, 알루미늄 산화물 배리어 층을 펄스 AC 스퍼터링에 의한 경화 폴리머 층에 대한 제2기판 위에 증착시켰다. 상기 펄스 DC 스퍼터링은 3.2 kW의 전력, 2.5 mTorr의 압력, 65 sccm의 아르곤 유량, 및 70 cm/min의 트랙 속도에서 수행되었다. 상기 펄스 AC 스퍼터링은 4 kW의 전력, 4.5 mTorr의 압력, 100 sccm의 아르곤 유량, 및 70 cm/min의 트랙 속도에서 수행되었다. 상기 알루미늄 산화물 층을 증착시킨 후, 각각의 기판을 UV 오븐에 넣어 UV에 20분간 노출시켰다. 도 12a 및 12b는 UV에 노출된 후의 글라스 기판의 사진으로, 도 12a는 상기 산화물 층이 DC 스퍼터링에 의해 증착된 글라스 기판을 나타내고, 도 12b는 상기 산화물 층이 AC 스퍼터링에 의해 증착된 글라스 기판을 나타낸다. 도 12a로부터 알 수 있듯이, 상기 기판들은 모두 우수한 플라즈마 손상 저항 특성을 나타내고, DC 또는 AC 스퍼터링에 의한 증착에 기초한 플라즈마 손상 저항 성능에 있어 분별 가능한 정도의 차이를 나타내지 않는다.
실시예 5의 모폴로지 안정성(morphological stability)을 증착 후, 및 특정 대기 조건 하에서 에이징(aging)시킨 후의 표면 평활성을 관찰함으로써 평가하였다. 특히, 글라스 기판을 포함하는 배리어 구조는 상기 글라스 기판 위의 40 nm 두께의 제1 산화물 층, 상기 제1 산화물 층 위의 1 μm 두께의 제1 폴리머 층 (실시예 5를 사용), 상기 제1 폴리머 층 위의 40 nm 두께의 제2 산화물 층, 및 상기 제2 산화물 층 위의 1 μm 두께의 제2 폴리머 층(실시예 5를 사용)를 포함한다. 상기 적층체의 표면 모폴로지를 증착 후, 85 ℃ 건조 오븐에 139 시간 동안 노출시킨 후, 상대습도 90%의 40 ℃ 오븐에서 139시간 노출시킨 후, 그리고 상대습도 85%의 85 ℃ 오븐에서 139시간 노출시킨 후에 평가하였다. 도 13a 및 13b는 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 13a), 및 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 13b)이다. 도 14a 및 14b는 85 ℃ 건조 오븐에서 139시간 동안 노출된 후의 상기 적층체의 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 14a), 및 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 14b)이다. 도 15a 및 15b는 상대습도 90%의 40 ℃ 오븐에서 139시간 동안 노출된 후의 상기 적층체의 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 15a), 및 x50배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 15a )이다. 도 16a 및 16b는 상대습도 85%의 85 ℃ 오븐에서 139 시간 동안 노출된 후의 상기 적층체의 x10 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 16a), 및 x50 배율에서의 광학 프로필미트리 이미지(도 16b)이다. 상기 도 13a, 14a, 15a 및 16a, 그리고 도 13b, 14b, 15b 및 16b의 비교로부터 알 수 있듯이, 실시예 5의 경화성 수지 조성물을 사용하여 제조된 적층체는 증착 후에 평활한 표면 특성을 나타내었고, 건조 오븐과 다른 상대 습도 수준의 오븐에 노출된 후에도 평활한 표면 특성을 유지했다. 특히, 도 13a와 14a, 및 도 13b와 14b의 비교로부터 알 수 있듯이, 상기 적층체들의 표면은 평활한 표면 특성의 전환을 가리키는 청색 및 다른 색상을 경미한 양으로 포함할 뿐, 일반적으로 연속적인 녹색을 유지한다. 유사하게, 도 15a 와 16a, 및 도 15b 및 16b를 비교하면, 상기 상기 적층체들의 표면은 평활한 표면 특성의 전환을 가리키는 녹색 및 다른 색상을 경미한 양으로 포함할 뿐, 일반적으로 연속적인 청색을 유지한다.
실시예 10 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머는 도데실 디메타크릴레이트 50 mol%, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (trimethylol propane triacrylate) 20mol% 화학식 2b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산 30 mol% 를 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 옥사이드 (2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)였다.
화학식 2b
Figure pat00034

실시예 11 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 도데실 디메타크릴레이트50 mol% 및 화학식 6a 로 표현되는1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산 50 mol%을 포함하였다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 (2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)이었다.
화학식 6a
Figure pat00035
실시예 12 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 도데실 디메타크릴레이트 50 mol% 및 화학식 3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산 50 mol%을 포함했다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 (2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)이었다.
화학식 3a
Figure pat00036

실시예 13 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 도데실 디메타크릴레이트 50 mol% 및 화학식 2 b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산 50 mol%을 포함했다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 (2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)이었다.
화학식 2b
Figure pat00037

실시예 14 - 경화성 수지 조성물의 합성
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 (trimethylol propane triacrylate) 30 mol% 및 70 mol% 화학식 5a로 표현되는 1,3-비스(3-아크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산을 포함했다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 (2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)이었다.
화학식 5a
Figure pat00038

비교예 2
모노머 혼합물 95.5 중량%와 광 개시제 4.5 중량%을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 준비하였다. 상기 모노머 혼합물은 도데실 디메타크릴레이트95 mol% 및 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(trimethylol propane triacrylate
) 5 mol%을 포함했다. 상기 광 개시제는 2,4,6-트리메틸올벤조일디페닐포스핀 (2,4,6-trimethylolbenzoyldiphenylphosphine oxide)이었다.
실시예 10 내지 14, 및 비교예 2의 경화성 수지 조성물의 플라즈마 손상 저항 특성을 각각 테스트하였다. 특히, 플래시 증발에 의해 글라스 기판 위에 각각의 경화성 수지 조성물을 증착하였다. 플래시 증발 과정에서, 증발기 압력은 19 및 28 mtorr 사이이고, 펌프 압력은 36 및 130 psi 사이이고, 상기 모노머 유량은 0.33 ml/min이고, 증착 중의 트랙 속도는 약 60 cm/min 였다. 플래시 증발 결과, 상기 경화성 수지 조성물의 필름 두께는 약 8,000 nm 내지 13,000 nm였는데 성공적인 증착과 효율적인 증착률을 나타내는 것이다.
상기 글라스 기판 위에 증착한 후, 상기 경화성 수지 조성물을 경화시키고 알루미늄 산화물 층을 DC스퍼터링에 의해 상기 경화 폴리머 층 위에 증착시켰다. 이로부터 얻어진 기판을 UV 오븐에 넣어 UV 광에 20분간 노출시킨 다음 오븐에서 꺼내었다. 상기 기판을 밤새 방치한 다음 버블(bubble) 또는 디펙트(defect) 형성 여부를 관찰하였다. 도 4 내지 8은 각각 실시예 10 내지 14에 따른 경화성 수지 조성물로부터 제조된 기판 (UV 노출 및 잔여 시간 후)의 사진이고, 도 9는 비교예 2에 따른 경화성 수지 조성물로부터 제조된 기판 (UV 노출 및 잔여 시간 후)의 사진이다. 도 4 내지 9로부터 알 수 있듯이, 비교예 2 의 경화성 수지 조성물로부터 제조된 기판(도 9)은 실시예 10 내지 14의 경화성 수지 조성물로부터 제조된 기판과 비교하여 상당히 많은 버블이 발생한 것으로 나타났다. 이는 본 발명의 구현예에 따른 실록산 모노머를 포함하는 경화성 수지 조성물로부터 제조된 디커플링 층이 유의한 수준의 향상된 플라즈마 손상 저항 특성을 가지는 것을 나타낸다.
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.
100: 배리어 적층체 110: 디커플링 층
130: 배리어 층 140: 결합 층
150: 기판 160: 소자

Claims (19)

  1. 실록산 함유 수지 조성물을 포함하는 디커플링 층; 및
    상기 디커플링 층 위에 위치하는 배리어 층
    을 포함하고,
    상기 실록산 함유 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머로부터 유도된 모이어티를 포함하는
    배리어 적층체:
    [화학식 1]
    Figure pat00039

    상기 화학식 1에서,
    n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 10이고,
    z는 0 내지 5이고,
    R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, -O-SiR9R10R11기, 또는 이들의 조합이고,
    R9, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, 또는 이들의 조합이고,
    R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다.
  2. 제1항에서,
    결합 층을 더 포함하고,
    상기 디커플링 층은 상기 결합 층 위에 위치하는
    배리어 적층체.
  3. 제1항에서,
    상기 R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C10 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합인 배리어 적층체.
  4. 제1항에서,
    상기 R1 내지 R6는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합인 배리어 적층체.
  5. 제1항에서,
    상기 R1 내지 R6는 각각 독립적으로 메틸기, 페닐기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합인 배리어 적층체.
  6. 제1항에서,
    상기 n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 6이고, 상기 z는 0 내지 3인 배리어 적층체.
  7. 제1항에서,
    상기 화학식 1로 표현되는 실록산 모노머는 하기 화학식 2a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산, 하기 화학식 2b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1-5,5-테트라메틸-3,3-디페닐트리실록산, 하기 화학식3a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산, 하기 화학식 3b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,5,5-펜타메틸-3-페닐트리실록산, 하기 화학식 4a로 표현되는 1,9-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산, 하기 화학식 4b로 표현되는 1,9-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-데카메틸 헥사실록산, 하기 화학식 5a로 표현되는 1,3-비스(3-아크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산, 하기 화학식 5b로 표현되는 1,3-비스(3-메타크릴옥시프로필)테트라키스(트리메틸실록시) 디실록산, 하기 화학식 6a로 표현되는 1,5-비스(아크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산, 하기 화학식 6b로 표현되는 1,5-비스(메타크릴옥시프로필)-1,1,3,3,5,5-헥사메틸 트리실록산, 또는 이들의 조합을 포함하는 배리어 적층체:
    [화학식 2a]
    Figure pat00040

    [화학식 2b]
    Figure pat00041

    [화학식 3a]
    Figure pat00042

    [화학식 3b]
    Figure pat00043

    [화학식 4a]
    Figure pat00044

    [화학식 4b]
    Figure pat00045

    [화학식 5a]
    Figure pat00046

    [화학식 5b]
    Figure pat00047

    [화학식 6a]
    Figure pat00048

    [화학식 6b]
    Figure pat00049
  8. 제1항에서,
    상기 실록산 함유 수지 조성물은 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머로부터 유도된 모이어티를 포함하는 배리어 적층체.
  9. 제8항에서,
    상기 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머는 단관능성 아크릴레이트, 단관능성 메타크릴레이트, 2관능성 아크릴레이트, 2관능성 메타릴레이트, 3관능성 아크릴레이트, 3관능성 메타크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 배리어 적층체.
  10. 제8항에서,
    상기 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 모노머는 라우릴 아크릴레이트, 도데실 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 배리어 적층체.
  11. 배리어 적층체의 제조방법으로서,
    기판 위에 실록산 모노머를 포함하는 경화성 수지 조성물을 증착하고 상기 경화성 수지 조성물을 경화하여 상기 기판 위에 실록산 함유 수지 조성물을 포함하는 디커플링 층을 형성하는 단계; 및
    상기 디커플링 층 위에 무기재료를 포함하는 배리어 층을 형성하는 단계
    를 포함하고,
    상기 실록산 모노머는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는
    배리어 적층체의 제조방법:
    [화학식 1]
    Figure pat00050

    상기 화학식 1에서,
    n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 10이고,
    z는 0 내지 5이고,
    R1 내지 R6은 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, -O-SiR9R10R11 기, 또는 이들의 조합;
    R9, R10 및 R11는 각각 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기, 치환 또는 비치환된 히드록시 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로 아릴기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 락톤기, 치환 또는 비치환된 카르복시기, 치환 또는 비치환된 글리시딜 에테르기, 히드록시기, 또는 이들의 조합; 및
    R7 및 R8는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이다.
  12. 제11항에서,
    상기 기판 및 디커플링 층 사이에 결합층을 형성하는 단계를 더 포함하는 배리어 적층체의 제조방법.
  13. 제11항에서,
    상기 기판 위에의 경화성 수지 조성물의 증착은 플래시 증발 또는 잉크젯 인쇄를 포함하는 배리어 적층체의 제조방법.
  14. 제11항에서,
    상기 경화성 수지 조성물의 경화는 열 경화, UV 방사, 또는 전자 빔 처리를 포함하는 배리어 적층체의 제조방법.
  15. 제11항에서,
    상기 경화성 수지 조성물은 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머를 더 포함하는 배리어 적층체의 제조방법.
  16. 제15항에서,
    상기 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머는 단관능성 아크릴레이트, 단관능성 메타크릴레이트, 2관능성 아크릴레이트, 2관능성 메타크릴레이트, 3관능성 아크릴레이트, 3관능성 메타크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 배리어 적층체의 제조방법.
  17. 제15항에서,
    상기 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머는 라우릴 아크릴레이트, 도데실 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 배리어 적층체의 제조방법.
  18. 제15항에서,
    상기 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머는 상기 경화성 수지 조성물 내에서 상기 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머, 및 상기 실록산 모노머 100 mol%에 대하여 30 mol% 내지 80 mol%의 양으로 존재하는 배리어 적층체의 제조방법.
  19. 제15항에서,
    상기 실록산 모노머는 상기 경화성 수지 조성물 내에서 상기 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머, 및 상기 실록산 모노머 100 mol%에 대하여 20 mol% 내지 70 mol%의 양으로 존재하는 배리어 적층체의 제조방법.
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