KR20210045581A - 유전체 조성물, 저유전율 유전체막, 및 이를 구비하는 디스플레이 소자 - Google Patents
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Abstract
유전체 조성물, 저유전율 유전체막, 및 이를 구비하는 디스플레이 소자를 제공한다. 아크릴레이트 모노머 및 하기 화학식 2로 나타낸 실세스퀴옥산 분자들을 함유한다. [화학식 2] (RSiO1.5)n 상기 화학식 2에서, n은 8 내지 16이고, 8 내지 16개의 R은 서로에 관계없이 하기 화학식 3으로 나타낸 작용기들 중 어느 하나이다. [화학식 3] 
상기 화학식 3에서, *는 화학식 2의 Si에 연결된 결합이고, Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, L은 탄소수 1 내지 12의 알킬렌이다.
Description
본 발명은 유전체막에 관한 것으로, 보다 상세하게는 저유전율을 나타내는 유전체막에 관한 것이다.
유기발광다이오드와 같은 유기 광전자 장치, 광전지를 포함하는 장치 및 유기 박막 트랜지스터 등의 디스플레이장치는 대기 중의 기체(주로 산소 및/또는 수분)로부터 그들의 민감한 부품을 보호하기 위하여 봉지되어야한다. 적절한 보호가 이루어지지 않는다면, 상기 장치의 질이 저하될 수 있다. 또한, 주로 검은 비방사성의 점(dark spot)이 생김으로써 장치의 질의 저하가 나타날 수 있다. 특히 유기발광다이오드의 경우, 다이오드로 침투하는 수증기로 인해 질이 저하되고, 음극(또는 양극)/유기막 계면부의 질을 저하시킬 수 있다.
봉지는 전형적으로 특정 접착제, 특히 낮은 투수성을 갖는 접착제를 이용하여 디스플레이 장치에 유리 캡을 접합시킴으로써 이루질 수 있다. 일반적으로, 장치의 수명을 길게 하기 위하여 고체의 수분 게터를 기판과 캡 사이에 넣을 수 있다. 캡을 이용한 봉지는 견고한 장치에는 잘 맞지만, 유연한 지지부(예를 들면, 플렉시블(flexible) 디스플레이)를 포함하는 장치에는 잘 맞지 않을 수 있다.
따라서, 플렉서블 디스플레이 향 봉지층은 고분자층을 사용하려는 시도가 있다. 또한, 터치패널과 일체화된 디스플레이에서는 봉지층을 유전체막으로 사용하려는 시도가 있다. 그러나, 현재까기 개발된 고분자 봉지층의 유전율은 다소 높아 터치감도가 높지 않은 단점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 매우 낮은 유전율을 나타낼 수 있는 유전체막 및 이를 구비하는 디스플레이 소자를 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 유전체 조성물를 제공한다. 유전체 조성물은 아크릴레이트 모노머 및 하기 화학식 2로 나타낸 실세스퀴옥산 분자들을 함유한다.
[화학식 2]
(RSiO1.5)n
상기 화학식 2에서, n은 8 내지 16이고, 8 내지 16개의 R은 서로에 관계없이 하기 화학식 3으로 나타낸 작용기들 중 어느 하나이다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, *는 화학식 2의 Si에 연결된 결합이고, Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, L은 탄소수 1 내지 12의 알킬렌이다.
상기 화학식 3에서 L은 프로필렌기이고, Ra은 메틸기일 수 있다. 상기 실세스퀴옥산 분자들은 1 내지 10 wt%로 함유될 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 유전체막을 제공한다. 상기 유전체막은 폴리아크릴레이트 매트릭스; 및 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스 내에 분산된 실세스퀴옥산 분자들을 구비한다.
상기 실세스퀴옥산 분자들은 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스와 화학결합될 수 있다. 상기 유전체막은 2.0 내지 2.7 의 유전율을 나타낼 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 실시예는 디스플레이 소자를 제공한다. 상기 디스플레이 소자는 기판, 상기 기판 상에 배치된 유기발광소자층, 상기 유기발광소자층 상에 배치된 봉지층을 구비한다. 상기 봉지층은 폴리아크릴레이트 매트릭스와 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스 내에 분산된 실세스퀴옥산 분자들을 구비한다. 상기 봉지층 상에 터치전극이 배치된다.
상기 실세스퀴옥산 분자들은 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스와 화학결합될 수 있다. 상기 봉치층은 2.0 내지 2.7 의 유전율을 나타낼 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명 실시예에 따르면, 봉지층은 약 2.8 이하의 유전율 구체적으로, 2.0 내지 2.7 일 예로서, 2.2 내지 2.5의 유전율을 나타냄에 따라 터치 전극의 감도가 획기적으로 향상될 수 있다.
그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물 및 이를 사용한 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막을 적용한 디스플레이 소자를 나타낸다.
도 3은 제조예들 1 내지 7 및 비교예에 따른 필름의 UV-Vis 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막을 적용한 디스플레이 소자를 나타낸다.
도 3은 제조예들 1 내지 7 및 비교예에 따른 필름의 UV-Vis 투과도를 보여주는 그래프이다.
이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 조성물 및 이를 사용한 필름을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1(a)을 참조하면, 유전체 조성물이 제공될 수 있다.
상기 유전체 조성물은 비닐계 모노머, 구체적으로 아크릴레이트 모노머(10) 및 실세스퀴옥산 분자들(31)을 구비할 수 있다. 상기 유전체 조성물은 광개시제 및 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴레이트 모노머(10)는 하기 화학식 1로 나타낸 모노머, 혹은 이들의 조합일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, R2는 탄소수 1 내지 20의 선형 또는 분지형 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 탄소수 6 내지 20의 아릴알킬기, 탄소수 1 내지 20의 하이드록시알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴옥시알킬기이다.
상기 아크릴레이트 모노머는 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, iso-부틸(메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 옥틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 노닐(메타)아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 페녹시(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-페닐에틸 (메타)아크릴레이트, 3-페닐프로필 (메타)아크릴레이트, 4-페닐부틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-메틸페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-메틸페닐)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-메틸페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-프로필페닐)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(4-(1-메틸에틸)페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-메톡시페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-사이클로헥실페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(2-클로로페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-클로로페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-클로로페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-브로모페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(3-페닐페닐)에틸 (메타)아크릴레이트, 2-(4-벤질페닐)에틸 (메타)아크릴레이트중 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 실세스퀴옥산 분자(31)은 하기 화학식 2로 나타낸 분자일 수 있다.
[화학식 2]
(RSiO1.5)n
상기 화학식 2에서, n은 8 내지 16 일 예로서, 8, 10, 12, 또는 16일 수 있다. 하나의 분자 내에 8 내지 16개의 R은 서로에 관계없이 하기 화학식 3으로 나타낸 작용기들 중 어느 하나 일 수 있다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, *는 화학식 2의 Si에 연결된 결합이고, Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, L은 탄소수 1 내지 12의 알킬렌이다.
구체적으로, L은 프로필렌기이고, Ra은 메틸기일 수 있다.
상기 실세스퀴옥산 분자(31)는 하기 화합물 (1) 내지 (6) 중 어느 하나 혹은 이들의 조합일 수 있다. 화합물 (1)은 부분적 케이지 구조이고, (2)는 사다리 구조, (3)은 랜덤 구조이다. (4)는 상기 화학식 2에서 n이 8인 경우이고, (5)는 상기 화학식 2에서 n이 10인 경우이고, (6)는 상기 화학식 2에서 n이 12인 경우에 하나의 케이지를 구비하는 분자구조이다.
화합물 (1) 내지 (6) 각각에서, R은 화학식 3에서 정의된 바와 같다.
상기 실세스퀴옥산 분자(31)는 상기 유전체 조성물 내에서 약 0.1 내지 20 wt%, 구체적으로 1 내지 10 wt%, 더 구체적으로는 약 1 내지 8wt%로 함유될 수 있다.
상기 실세스퀴옥산 분자(31)는 그 내부에 기공(31a)을 가져, 그 기공 내에 공기가 함유될 수 있다.
상기 광개시제로는 제한되지 않지만, 옥탄오일퍼옥사이드, 데칸오일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, 벤조일퍼옥사이드, 모노클로로벤조일 퍼옥사이드, 디클로로벤조일퍼옥사이드, p-메틸벤조일퍼옥사이드, tert-부틸퍼벤조에이트, 아조비스이소부티로니트릴, 또는 아조비스-(2,4-디메틸)발레로니트릴일 수 있다.
도 1(b)을 참조하면, 상기 유전체 조성물을 기판 상에 코팅한 후, 자외선을 조사하여 광경화시켜 유전체막(400)을 제조할 수 있다.
상기 광경화과정에서 상기 아크릴레이트 모노머는 중합하면서 폴리아크릴레이트를 형성할 수 있다. 또한, 이 과정에서 아크릴레이트 모노머와 실세스퀴옥산 분자(31)의 외부에 결합된 상기 화학식 3의 아크릴레이트기 또한 중합될 수 있다.
따라서, 상기 유전체막(400)은 폴리아크릴레이트 매트릭스 내에 실세스퀴옥산 분자(31)이 분산된 형태를 가질 수 있다. 상기 실세스퀴옥산 분자(31)은 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스와 화학결합될 수 있다.
상기 폴리아크릴레이트막은 400 nm ~ 800 nm 파장 범위에서 90% 이상 구체적으로 95% 이상의 투과율을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 폴리아크릴레이트막은 약 2.8 이하의 유전율 구체적으로, 2.0 내지 2.7 일 예로서, 2.2 내지 2.5의 유전율을 나타낼 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유전막을 적용한 디스플레이 소자를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 기판(100) 상에 화소분리패턴(220)과 유기발광소자층이 배치될 수 있다. 상기 유기발광소자층은 애노드(310), 캐소드(320), 및 이들 사이에 적어도 유기발광층을 구비하는 유기기능막(200)을 구비할 수 있다. 상기 유기발광소자층 상에 봉지층(400)이 배치될 수 있다.
상기 봉지층(400)은 도 1을 참조하여 설명한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 도 1(b)의 유전체 조성물을 상기 캐소드(320) 상에 코팅하고 UV를 조사하여 상기 봉지층(400)을 형성할 수 있다.
상기 봉지층(400)은 폴리아크릴레이트 매트릭스 내에 실세스퀴옥산 분자(도 1의 31)이 분산된 형태를 가질 수 있다. 상기 실세스퀴옥산 분자(도 1의 31)는 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스와 화학결합될 수 있다.
상기 봉지층(400) 상에 터치 전극(500)이 배치되고, 터치 전극(500) 상에 보호층(600)이 배치될 수 있다.
상기 봉지층(400)은 유기발광소자막(200)이 습기나 산소와 접촉하지 못하도록 습기와 산소의 투과를 방지하는 배리어층으로서의 기능을 수행할 수 있다. 나아가, 상기 터치 전극(500)이 자기정전용량형 터치전극인 경우, 하부의 봉지층(400)의 낮은 유전율은 센싱감도를 크게 향상시킬 수 있다. 본 발명에서 상기 봉지층(400)은 약 2.8 이하의 유전율 구체적으로, 2.0 내지 2.7 일 예로서, 2.2 내지 2.5의 유전율을 나타냄에 따라 상기 터치 전극(500)의 감도가 획기적으로 향상될 수 있다. 상기 봉지층(400)은 400 nm ~ 800 nm 파장 범위에서 90% 이상 구체적으로 95% 이상의 투과율을 나타냄에 따라 유기발광소자막(200)이 상부발광형 소자인 경우에도 선명한 화질 구현이 가능하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실험예(example)를 제시한다. 다만, 하기의 실험예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명이 하기의 실험예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<제조예들 1 내지 7>
아크릴레이트 모노머 용액과 상기 화학식 3에서 L은 프로필렌기이고 R은 메틸기인 작용기들을 구비하는 실세스퀴옥산 분자들을 혼합하되, 혼합액 내의 실세스퀴옥산 분자의 조성을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 달리하여 조성물을 얻었다. 이 조성물을 기판 상에 코팅한 후 UV를 조사하여 광경화하여 필름을 제조하였다.
<비교예>
아크릴레이트 모노머 용액을 기판 상에 코팅한 후 UV를 조사하여 광경화하여 필름을 제조하였다.
제조예들 1 내지 7 및 비교예에 따른 필름의 유전율을 측정하였고, 이 유전율을 하기 표 1에 나타내었다.
| 실세스퀴옥산 분자 | 유전율 | UV/Vis 투과도 |
|
| 비교예 | - | 2.9 | 99% |
| 제조예 1 | 0.1 wt% | 2.9 | 99% |
| 제조예 2 | 0.5 wt% | 2.9 | 99% |
| 제조예 3 | 0.8 wt% | 2.9 | 99% |
| 제조예 4 | 1 wt% | 2.7 | 98% |
| 제조예 5 | 3 wt% | 2.5 | 98% |
| 제조예 6 | 5 wt% | 2.3 | 98% |
| 제조예 7 | 10 wt% | 2.6 | 97% |
상기 표 1을 참고하면, 실세스퀴옥산 분자 첨가량이 1 wt% 이상일 때 첨가하지 않은 경우(비교예) 대비 유전율이 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 실세스퀴옥산 분자 첨가량이 5 wt%일 때 최소 유전율을 나타내었다. 이로부터 실세스퀴옥산 분자 첨가량이 약 1 내지 10 wt% 구체적으로는 약 1 내지 5 wt% 로 함유할 때 양호한 유전율을 나타내는 것으로 추정할 수 있다.
도 3은 제조예들 1 내지 7 및 비교예에 따른 필름의 UV-Vis 투과도를 보여주는 그래프이다.
도 3을 참조하면, 400 nm ~ 800 nm 파장 범위에서 제조예들 1 내지 7에 따른 필름의 투과도는 비교예에 따른 필름의 투과도와 거의 유사한 값인 약 97% 이상으로 매우 높은 값을 나타내었다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.
Claims (9)
- 아크릴레이트 모노머 및 하기 화학식 2로 나타낸 실세스퀴옥산 분자들을 함유하는 유전체 조성물:
[화학식 2]
(RSiO1.5)n
상기 화학식 2에서,
n은 8 내지 16이고,
8 내지 16개의 R은 서로에 관계없이 하기 화학식 3으로 나타낸 작용기들 중 어느 하나이고,
[화학식 3]
상기 화학식 3에서,
*는 화학식 2의 Si에 연결된 결합이고,
Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, L은 탄소수 1 내지 12의 알킬렌이다. - 제1항에 있어서,
상기 화학식 3에서 L은 프로필렌기이고, Ra은 메틸기인 유전체 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 실세스퀴옥산 분자들은 1 내지 10 wt%로 함유되는 유전체 조성물. - 폴리아크릴레이트 매트릭스; 및
상기 폴리아크릴레이트 매트릭스 내에 분산된 실세스퀴옥산 분자들을 구비하는 유전체막. - 제4항에 있어서,
상기 실세스퀴옥산 분자들은 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스와 화학결합되는 유전체막. - 제4항에 있어서,
상기 유전체막은 2.0 내지 2.7 의 유전율을 나타내는 유전체막. - 기판;
상기 기판 상에 배치된 유기발광소자층;
상기 유기발광소자층 상에 배치되고, 폴리아크릴레이트 매트릭스와 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스 내에 분산된 실세스퀴옥산 분자들을 구비하는 봉지층; 및
상기 봉지층 상에 배치된 터치전극을 구비하는 디스플레이 소자. - 제7항에 있어서,
상기 실세스퀴옥산 분자들은 상기 폴리아크릴레이트 매트릭스와 화학결합되는 디스플레이 소자. - 제7항에 있어서,
상기 봉지층은 2.0 내지 2.7 의 유전율을 나타내는 디스플레이 소자.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020190128766A KR20210045581A (ko) | 2019-10-16 | 2019-10-16 | 유전체 조성물, 저유전율 유전체막, 및 이를 구비하는 디스플레이 소자 |
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| KR (1) | KR20210045581A (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116063925A (zh) * | 2022-12-29 | 2023-05-05 | 武汉尚赛光电科技有限公司 | 光固化性组合物及其硬涂层和应用 |
-
2019
- 2019-10-16 KR KR1020190128766A patent/KR20210045581A/ko unknown
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