KR20210158229A - 밀봉재 조성물 - Google Patents

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KR20210158229A
KR20210158229A KR1020200076715A KR20200076715A KR20210158229A KR 20210158229 A KR20210158229 A KR 20210158229A KR 1020200076715 A KR1020200076715 A KR 1020200076715A KR 20200076715 A KR20200076715 A KR 20200076715A KR 20210158229 A KR20210158229 A KR 20210158229A
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박성은
김준형
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주식회사 엘지화학
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Abstract

본 출원은 외부로부터 유입되는 수분 또는 산소 차단 역할을 수행하는 것으로, 터치 패널의 박형화를 구현하면서도, 저유전율 특성을 가짐으로써 우수한 터치 감도를 나타내며, 잉크젯 방식으로 적용 가능한 밀봉재 조성물을 제공한다.

Description

밀봉재 조성물 {ENCAPSULATING COMPOSITION}
본 출원은 밀봉재 조성물, 이를 포함하는 유기전자장치 및 상기 유기전자장치의 제조 방법에 관한 것이다.
터치센서는 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 전계 방출 표시장치(Field Emission Display, FED), 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 전계발광 표시장치(Electroluminescence Device, EL), 전기영동 표시장치 등과 같은 화상표시장치에 설치되어 사용자가 화상표시장치를 보면서 터치 패널을 가압하여(누르거나 터치하여) 미리 정해진 정보를 입력하는 입력장치의 한 종류이다.
전술한 표시장치에 사용되는 터치센서는 그 구조에 따라 상판 부착형(add-on type), 내장형(integrated type) 및 상판 일체형(on-cell type)으로 나눌 수 있다. 상판 부착형(add-on type)은 표시장치와 터치센서를 개별적으로 제조한 후에, 표시장치의 상판에 터치센서를 부착하는 방식이다. 상판 일체형(on-cell type)은 표시장치의 상부 유리 기판 표면에 터치센서를 구성하는 소자들을 직접 형성하는 방식이다. 내장형(integrated type)은 표시장치 내부에 터치센서를 내장하여 표시장치의 박형화를 달성하고 내구성을 높일 수 있는 방식이다.
그러나, 상판 부착형(add-on type) 터치센서는 완성된 터치센서가 표시장치 위에 장착되는 구조로 두께가 두껍고, 표시장치의 밝기가 어두워져 시인성이 저하되는 문제가 있다. 또한, 내장형(integrated type) 터치센서는 내구성 향상과 박형화가 가능하다는 점에서 상판 부착형(add-on type)과 상판 일체형(on-cell type)의 터치센서에 의해 발생하는 문제점들을 해결할 수 있는 장점이 있다. 그러나, 내장형(integrated type) 터치센서는 박막트랜지스터 어레이 기판에 형성되기 때문에, 설계가 복잡하고 개구율이 저하되는 문제점이 있다.
한편, 상판 일체형(on-cell type) 터치센서는 표시장치의 유리기판 표면에 별도의 터치센서가 형성된 구조로서, 유리기판을 공유하고 있기 때문에 상판 부착형(add-on type)보다 두께를 줄일 수 있다. 그러나, 정밀한 터치 감도를 나타내기 위해서는, 두께가 줄어들수록 낮은 수준의 유전율을 구현하는 것이 매우 중요한 화두이다.
이에, 본 출원은 외부로부터 유입되는 수분 또는 산소 차단 역할을 수행하는 것으로, 광학 특성이 우수하고, 터치 패널의 박형화를 구현하면서도, 저유전율 특성을 가짐으로써 우수한 터치 감도를 나타내며, 잉크젯 방식으로 적용 가능한 밀봉재 조성물을 제공한다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 출원에서, 용어 「알킬기」는 별도의 기재가 없는 한 직쇄상, 분지쇄상 또는 고리상의 탄화수소를 의미할 수 있으며, Cx-y의 알킬기라 함은 탄소수 x 내지 y를 갖는 알킬기를 의미한다.
< 밀봉재 조성물 >
본 출원에 관한 일례에서, 본 출원은 밀봉재 조성물에 관한 것이다.
상기 밀봉재 조성물은 경화하여 밀봉층을 형성할 수 있고, 밀봉층은 유기발광소자 일면 상에 위치하고, 유기발광소자가 물리적 충격으로부터 손상되거나 외부 침투 물질(예: 산소 또는 수분)로부터 손상되는 것을 억제 또는 방지하는데 사용될 수 있다. 또한, 하기 설명되는 바와 같이, 상기 본 출원의 조성물로부터 제조되는 밀봉층은 유기전자소자와 터치 센서의 사이에 위치할 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 출원의 밀봉재 조성물은, 밀봉재 본연의 기능으로서, 유기전자소자를 보호하는 역할뿐 아니라 터치 센서의 터치 감도를 높일 수 있도록 구성될 필요가 있다.
본 출원의 밀봉재 조성물은 광경화가 가능하도록 광경화성 관능기를 갖는 화합물을 포함할 수 있고, 밀봉재 조성물은 후술하는 바와 같이 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 박막으로 경화 후, 100 kHz 및 25 ℃조건에서 2.8 이하의 유전율을 가질 수 있다. 자세하게는, 2.78 이하의 유전율, 2.76 이하의 유전율, 또는 2.7 이하의 유전율일 수 있고, 그 하한은 제한없으나, 1 이상일 수 있다.
일 구체예에서, 밀봉재 조성물은 디엔계 화합물(A), 및 아크릴계 화합물(B)을 포함할 수 있다. 본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 상기의 화합물을 포함함으로써 낮은 유전율을 가질 수 있고, 이에 따라, 밀봉층 내 유기층과 인접하는 터치 센서의 터치 감도를 높일 수 있다.
디엔계 화합물
상기 디엔계 화합물(A)은 하나의 분자 안에 2개의 이중 결합을 갖는 디엔계(CnH2n-2)의 지방족 탄화수소를 단량체로 하여 중합반응에 의하여 얻어진 중합체를 의미할 수 있다. 디엔계 화합물의 단량체로는, 예를 들어 부타디엔, 펜타디엔, 헥사디엔, 헵타디엔, 옥타디엔, 3-메틸-1,3-부타디엔, 1,3-부탄디올-디메타크릴레이트, 2,4-헥사디엔-1-올, 메틸시클로헥사디엔, 시클로펜타디엔, 시클로헥사디엔, 시클로헵타디엔, 시클로옥타디엔, 디시클로펜타디엔, 1-하이드록시디시클로펜타디엔, 1-메틸시클로펜타디엔, 메틸디시클로펜타디엔, 디알릴에테르, 디알릴술파이드, 아디프산디알릴, 2,5-노르보르나디엔, 테트라하이드로인덴, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-비닐-2-노르보르넨, 시아누르산트리알릴, 이소시아누르산디알릴, 이소시아누르산트리알릴, 이소시아누르산디알릴프로필 등을 들 수 있다.
일 예로서, 상기 단량체가 중합하여 얻어진 디엔계 화합물(A)은 활성 에너지선 중합성 관능기를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 활성 에너지선 중합성 관능기는 비닐기, (메트)아크릴레이트기，및 (메트)아크릴로일기로 이루어진 군 으로부터 선택되는 하나 이상의 관능기를 포함할 수 있다.
다른 예로서, 상기 디엔계 화합물(A)은 하기 화학식 1의 구조를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에서, n은 5 내지 1,000의 정수 이고, X는 (메트)아크릴레이트기，(메트)아크릴로일기，및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 광경화성 관능기일 수 있다. 상기 화학식 1을 만족하는 디엔계 화합물로, 1,2-비닐 폴리부타디엔 중합체를 들 수 있다. 상기 디엔계 화합물은 주쇄 결합이 C-H 결합 및 C-C 결합 만으로 이루어짐에 따라 분극성이 낮으므로, 본원에 따른 밀봉재 조성물의 저유전율 특성을 구현할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 디엔계 화합물(A)은 디엔계 화합물(A) 및 아크릴계 화합물(B)의 총합 100 중량부에 대하여, 30 내지 73 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 즉, 디엔계 화합물과 아크릴계 화합물의 총합을 100 중량부로 하였을 때, 디엔계 화합물 중량부의 하한은 30 중량부 이상, 31 중량부 이상, 32 중량부 이상, 33 중량부 이상, 34 중량부 이상, 35 중량부 이상, 또는 36 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 73 중량부 이하, 72 중량부 이하, 71 중량부 이하, 70 중량부 이하, 69 중량부 이하, 60 중량부 이하, 55 중량부 이하, 50 중량부 이하, 45 중량부 이하, 또는 40 중량부 이하일 수 있다.
특히, 본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 디엔계 화합물을 상기의 중량부로 포함함으로써, 우수한 터치감도로 정밀한 터치를 구현가능한 저유전율 특성을 가질 수 있고, 잉크젯 방식에 적용가능한 적정수준의 저점도를 만족할 수 있다.
일 구체예에서, 디엔계 화합물(A)은 수평균분자량이 100 내지 10,000 g/mol의 범위로 포함될 수 있다. 자세하게는, 디엔계 화합물의 수평균분자량의 상한은 9,500 g/mol 이하, 9,000 g/mol 이하, 8,500 g/mol 이하, 8,000 g/mol 이하, 7,500 g/mol 이하, 7,000 g/mol 이하, 6,500 g/mol 이하, 6,000 g/mol 이하, 5,500 g/mol 이하, 5,000 g/mol 이하, 4,500 g/mol 이하, 4.000 g/mol 이하, 3,500 g/mol 이하, 3,000 g/mol 이하, 2,500 g/mol 이하, 2,000 g/mol 이하, 또는 1,500 g/mol 이하일 수 있고, 그 하한은 200 g/mol 이상, 300 g/mol 이상, 400 g/mol 이상, 또는 500 g/mol 이상일 수 있다.
여기서, 용어 수평균분자량(Mn;Number Average Molecular Weight)은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)를 사용하여 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치이고, 본 명세서에서 용어 분자량은 특별히 달리 규정하지 않는 한 수평균분자량을 의미한다.
아크릴계 화합물
본 출원의 구체예에서, 상기 아크릴계 화합물(B)은 C10-20의 알킬기를 갖는 단관능 단량체(B1)를 포함할 수 있다. 자세하게는, 아크릴계 화합물(B)은 단관능 단량체로서, C10-20의 알킬기, C10-18의 알킬기, 또는 C12-18의 알킬기를 갖는 단량체를 이용할 수 있다.
상기와 같이, 아크릴계 화합물(B)은 단쇄 알킬기가 아닌, 탄소수 10 이상의 장쇄 알킬기를 포함함으로써, 본 출원에 따른 밀봉재 조성물 제조시 단량체가 용액에 잘 용해되어 경화 후 도막의 헤이즈가 낮아짐으로써 터치 패널 용도에 적합하면서도, 저유전율 특성을 구현할 수 있다.
또한, 상기 단관능 단량체 내 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 바람직하게는 직쇄일 수 있다. 즉, 알킬기가 고리형을 포함하지 않을 수 있다. 알킬기가 고리형을 포함하는 경우, 본원에서 목적하는 저유전율을 구현하기에 적합하지 않을 수 있으며, 또한, 경화감도 역시 저하될 수 있다.
일 예로서, 단관능 단량체(B1)는 하기 화학식 2의 구조를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서, m은 11 내지 17의 정수이고, R1은 수소, 또는 C1-10의 알킬기이다. 일 예로서, 데실 (메트)아크릴레이트, 운데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 트리데실 (메트)아크릴레이트, 테트라데실 (메트)아크릴레이트, 펜타데실 (메트)아크릴레이트, 헥사데실 (메트)아크릴레이트, 헵타데실 (메트)아크릴레이트, 옥타데실 (메트)아크릴레이트, 노나데실 (메트)아크릴레이트, 또는 에이코실 (메트)아크릴레이트일 수 있으며, 화학식 2를 만족하는 것이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구체예에서, 상기 단관능 단량체(B1)는 디엔계 화합물(A) 및 아크릴계 화합물(B)의 총합 100 중량부에 대하여, 17 내지 45 중량부의 범위로 포함함될 수 있다. 즉, 디엔계 화합물과 아크릴계 화합물의 총합을 100 중량부로 하였을 때, 단관능 단량체 중량부의 하한은 17 이상, 18 이상, 19 이상, 20 이상, 또는 21 이상일 수 있고, 그 상한은 45 이하, 44 이하, 또는 43 이하일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 아크릴계 화합물(B)은 C1-9의 알킬기를 갖는 다관능 단량체(B2)를 포함할 수 있다. 자세하게는, 아크릴계 화합물(B)은 다관능 단량체로서, C1-9의 알킬기, 또는 C1-8의 알킬기를 갖는 단량체를 이용할 수 있다.
본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 단관능 단량체 대비 단쇄 알킬기를 포함함으로써, 경화감도가 우수하여 터치 센서로 적합하며, 본 출원의 목적에 부합하는 밀봉층을 제공할 수 있다.
또한, 상기 다관능 단량체 내 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 바람직하게는 직쇄일 수 있다. 즉, 알킬기가 고리형이 아닐 수 있다.
일 예로서, 다관능 단량체(B2)는 하기 화학식 3의 구조를 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 3에서, l은 1 내지 9의 정수이고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 또는 C1-10의 알킬기이다. 일 예로서, 1,2-에탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,7-헵탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,8-옥탄디올 디(메타)아크릴레이트, 또는 1,9-노난디올 디(메타)아크릴레이트일 수 있으며, 화학식 3을 만족하는 것이라면 이에 제한되는 것은 아니다.
일 구체예에서, 상기 다관능 단량체(B2)는 디엔계 화합물(A) 및 아크릴계 화합물(B)의 총합 100 중량부에 대하여, 5 내지 25 중량부의 범위로 포함될 수 있다. 자세하게는, 디엔계 화합물과 아크릴계 화합물의 총합을 100 중량부로 하였을 때, 단관능 단량체 중량부의 하한은 5 이상, 6 이상, 7 이상, 8 이상, 9 이상, 또는 10 이상일 수 있고, 그 상한은 25 이하, 24 이하, 23 이하, 22 이하, 21 이하, 또는 20 이하일 수 있다.
이와 같이, 아크릴계 화합물로 2 종 이상의 아크릴 단량체를 포함할 수 있으며, 광경화성 작용기를 1개 갖는 단관능 단량체, 및 2개 이상 갖는 다관능 단량체 를 동시에 모두 포함할 수 있다. 구체적으로, 본 출원은 단관능 단량체를 포함함으로써, 잉크젯을 구현하기에 적합한 저점도의 밀봉재 조성물을 제공할 수 있다. 다만, 1종의 단량체만을 이용하여 라디칼 반응을 이용한 광경화를 통해 필름을 형성하는 경우, 밀봉재 조성물의 표면층에서는 공기 중 산소의 영향으로 라디칼 발생이 저감되면서 중합속도가 늦어져, 소위 산소에 의한 반응 저해 현상이 발생할 수 있다. 나아가, 필름의 두께가 얇아질수록 필름 내부 대비 표면의 비율이 높아지기 때문에 상기 현상에 따른 중합속도 저하 문제가 더욱 뚜렷하게 나타날 수 있다. 이러한 점을 고려할 때, 밀봉재 조성물은 단관능 단량체 및 다관능 단량체를 모두 포함할 수 있고, 특히, 본 발명에 따른 저점도 및 경화 감도가 우수한 조성물을 형성하기 위해서는, 단관능 단량체 및 이관능 단량체를 모두 포함할 수 있다.
광중합 개시제
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원은 광중합 개시제로서 라디칼 광중합 개시제를 사용할 수 있다.
광중합 개시제의 구체적인 종류는 경화 속도 및 황변 가능성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 벤조인계, 히드록시 케톤계, 아미노 케톤계 또는 포스핀 옥시드계 광중합 개시제 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.
상기 광중합 개시제는 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부, 0.5 내지 8 중량부, 1 내지 5 중량부, 1.5 내지 4.5 중량부, 또는 2 내지 3.8 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 이를 통해 밀봉재 조성물의 가교 또는 경화 반응을 효과적으로 유도하고, 또한 경화 후에 잔존 성분으로 인해 밀봉층의 물성이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
계면 활성제
본 출원의 구체예에서, 상기 잉크 조성물은 계면 활성제를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 계면 활성제는 극성 작용기를 포함할 수 있고, 상기 극성 작용기는 계면 활성제의 화합물 구조 말단에 존재할 수 있다. 상기 극성 작용기는 예를 들어, 카르복실기, 히드록시기, 인산염, 암모늄염, 카르복시레이트기, 황산염 또는 술폰산염을 포함할 수 있다.
일 예로서, 상기 계면 활성제는 비실리콘계 계면 활성제 또는 불소계 계면 활성제일 수 있다. 상기 비실리콘계 계면 활성제 또는 불소계 계면 활성제는, 디엔계 화합물 및 아크릴계 화합물과 함께 적용되어, 유기전자소자 상에 우수한 코팅성을 제공할 수 있다. 한편, 극성 반응기를 포함하는 계면활성제의 경우 전술한 밀봉재조성물의 다른 성분과의 친화성이 높기 때문에 부착력 측면에서 우수한 효과를 구현할 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 기재에 대한 잉크젯 코팅성을 향상시키기 위해 친수성(hydrophilic) 불소계 계면 활성제 또는 비실리콘계 계면 활성제를 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 계면 활성제는 고분자형 또는 올리고머형 불소계 계면활성제일 수 있다. 상기 계면 활성제는 시판품을 사용할 수 있으며, 예를 들면 TEGO사의 Glide 100, Glide110, Glide 130, Glide 460, Glide 440, Glide450 또는 RAD2500, DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 Megaface F-251, F-281, F-552, F554, F-560, F-561, F-562, F-563, F-565, F-568, F-570 및 F-571 또는 아사히 가라스 사의 Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 및 S-145 또는 스미토모 스리엠 사의 Fluorad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 및 FC-4430 또는 듀퐁 사의 Zonyl FS-300, FSN, FSN-100 및 FSO 및 BYK사의 BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK-399, BYK-3440, BYK-3441, BYKETOL-AQ, BYK-DYNWET 800 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 계면 활성제는 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부, 0.05 중량부 내지 10 중량부, 0.1 중량부 내지 10 중량부, 0.5 중량부 내지 8 중량부 또는 1 중량부 내지 4 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위 내에서, 본 출원은 밀봉재 조성물이 잉크젯 방식에 적용되어 박막의 유기층을 형성할 수 있다.
무기 필러
본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 필요에 따라, 무기 필러를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원에서 사용할 수 있는 필러의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 클레이, 탈크, 알루미나, 탄산칼슘 또는 실리카 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 사용할 수 있다.
본 출원의 밀봉재 조성물은, 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 0 중량부 내지 50 중량부, 1 중량부 내지 40 중량부, 1 중량부 내지 20 중량부, 또는 1 내지 10 중량부의 무기 필러를 포함할 수 있다. 상기 범위를 만족함에 따라, 본 출원에 따른 밀봉재는 우수한 수분 또는 습기 차단성 및 기계적 물성을 가지면서, 박막으로 형성된 경우에도 우수한 수분 차단 특성을 나타낼 수 있다.
수분 흡착제
본 출원의 밀봉재 조성물은, 필요에 따라, 수분 흡착제를 추가로 포함할 수 있다. 본 출원에서, 용어 수분 흡착제는 물리적 또는 화학적 반응 등을 통해, 외부로부터 유입되는 수분 또는 습기를 흡착 또는 제거할 수 있는 성분을 총칭하는 의미로 사용될 수 있다. 즉, 화학 반응성 흡착제 또는 물리적 흡착제를 의미하며, 그 혼합물도 사용 가능하다.
본 출원에서 사용할 수 있는 수분 흡착제의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 화학 반응성 흡착제의 경우, 금속산화물, 금속염 또는 오산화인(P2O5) 등의 일종 또는 이종 이상의 혼합물을 들 수 있고, 물리적 흡착제의 경우, 제올라이트, 지르코니아 또는 몬모릴로나이트 등을 들 수 있다.
본 출원의 수분 흡착제는 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여, 1 중량부 내지 150 중량부, 5 내지 110 중량부, 5 중량부 내지 90 중량부, 10 내지 50 중량부 12 내지 38중량부 또는 14 내지 23중량부의 양으로 포함할 수 있다. 본 출원의 잉크 조성물은, 바람직하게 수분 흡착제의 함량을 5 중량부 이상으로 제어함으로써, 잉크 조성물 또는 그 경화물이 우수한 수분 및 습기 차단성을 나타내도록 할 수 있다. 또한, 본 출원은 수분 흡착제의 함량을 150 중량부 이하로 제어하여, 전술한 조성과 배합되어 잉크젯 가능한 물성을 가지면서 박막을 구현할 수 있는 밀봉재 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 상기 수분 흡착제는 그 평균 입경이 10 내지 15,000 nm, 30 nm 내지 10,000 nm, 50 nm 내지 8,000 nm, 80 nm 내지 5,000 nm, 90 nm 내지 3,000 nm, 95 nm 내지 980 nm 또는 98 nm 내지 495 nm로 제어될 수 있다. 본 명세서에서 입경은 D50 입도분석기로 공지의 방법으로 측정한 것일 수 있다. 상기 범위의 크기를 가지는 수분 흡착제는 수분과의 반응 속도가 적절히 제어되어 외부로부터 침입하는 수분을 효과적으로 차단할 수 있고, 또한, 잉크젯팅에 있어서, 상기 흡착제의 응집을 방지함으로써 우수한 공정성을 구현할 수 있다.
본 출원의 밀봉재 조성물은 전술한 바와 같이, 잉크젯 공정에 적용되는 잉크 조성물일 수 있다. 잉크젯 공정에서 밀봉재 조성물의 점도의 조절 및 이를 통해 잉크젯팅 가능한 물성을 갖는 조성을 구현하는 것은 매우 세밀한 작업에 해당한다. 그러나, 전술한 수분 흡착제는 입자 형태로 상기 조성물에 포함됨으로써, 예를 들어, 흡착제가 조성물 내에서 응집되거나 분산성이 떨어짐으로써 잉크젯팅 공정에서 노즐이 막히거나 균일한 잉크젯팅이 불가능하다는 문제가 발생할 수 있다. 그러나, 본 출원은 전술한 특정 조성 배합의 잉크 조성물을 제공함으로써, 상기 수분 흡착제를 포함되더라도 잉크젯팅 공정이 원활하게 가능할 수 있다.
본 출원에 따른 밀봉재 조성물에는 상술한 구성 외에도 전술한 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 잉크 조성물은 소포제, 점착 부여제, 자외선 안정제 또는 산화 방지제 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 밀봉재 조성물은 잉크젯 공정에 적합한 점도, 예를 들어, 25 ℃, 1 내지 100 rpm, 90 %의 회전 토크 조건 에서 1 내지 150 cP 범위 내의 점도를 만족할 수 있다. 구체적으로, 밀봉재 조성물의 점도 하한은 5 cP 이상, 10 cP 이상, 또는 15 cP 이상일 수 있고, 그 상한은 140 cP 이하, 130 cP 이하, 120 cP 이하, 110 cP 이하, 또는 100 cP 이하일 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우 적절한 코팅성과 경화 감도를 확보할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 무용제형 광 경화성 조성물일 수 있다. 즉, 하기 설명되는 유기층을 형성하는데 사용되는 조성물은 무용제형이고, 광경화 가능한 성분을 포함하는 조성물일 수 있다. 본 출원에서 「무용제형 조성물」은 조성물이 용제, 예를 들어 유기 용제나 수성 용제 등을 포함하지 않는 것을 의미한다. 그리고, 본 출원에서 「광경화형 조성물」이란 광 조사에 따른 라디칼 중합에 의해 경화될 수 있는 조성물을 의미한다. 광경화는 예를 들어, 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X선 또는 감마선과 같은 전자기파는 물론, 알파-입자선(alpha-particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 및 전자선(electron beam)과 같은 입자빔의 조사에 의해 이루어질 수 있다. 구체적인 광경화의 조건은 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 자외선(UV)에 의해 광경화가 이루어질 경우, 그 파장은 근 자외선 영역을 포함하는 것으로 약 290 내지 400 nm 범위 내일 수 있고, 자외선이 조사되는 총 시간 동안의 광 세기는 500 내지 2,500 mW/cm2 범위이고, 광량은 300 내지 2,500 mJ/cm2 범위일 수 있다.
상기 무용제형 조성물을 사용할 경우, 용제형 조성물과 비교하여, 용제에 대한 건조 공정이 대체적으로 생략될 수 있으므로, 공정 효율이 높아질 수 있고, 용제로 인한 기포 발생과 그로 인한 밀봉재의 기능 저하 문제를 회피할 수 있다. 또한, 무용제형 조성물은 밀봉재 조성물 내 수분 함량을 낮출 수 있기 때문에, 수분에 취약한 유기 발광 소자에 적합한 이점이 있다. 그리고, 무용제형 광경화성 조성물의 사용은 열 경화시 발생하는 유기발광소자 내의 유기층에 대한 손상을 회피할 수 있는 이점이 있다.
상기 밀봉재 조성물은 경화 후 가시광선 영역에서의 광투과도가 90 % 이상, 92 % 이상, 95 % 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서, 본 출원은 밀봉재 조성물을 전면 발광형 유기전자장치에 적용하여, 고해상도 및 저소비전력의 유기전자장치를 제공할 수 있다.
구체적으로, 밀봉재 조성물은 경화 후 헤이즈 미터에 따른 헤이즈가 5 % 이하, 3 % 이하, 또는 1 % 이하일 수 있고, 0.1 % 이상일 수 있다. 헤이즈는 밀봉재 조성물을 2 내지 20 ㎛ 의 범위를 만족하는 두께 내에서, JIS K7105 표준 시험에 따라 측정된 것일 수 있다. 헤이즈가 상기 범위를 만족함에 따라, 본 발명에 따른 밀봉재 조성물은 우수한 광학 특성을 가질 수 있다.
또한, 밀봉재 조성물은 잉크젯 공정에 적용 가능한 것으로, 잉크젯 프린팅에 의해 피코팅체 상에 도포되는 조성물일 수 있다. 잉크젯 프린팅이란, 노즐을 통해 원하는 부분에 코팅 조성물을 미세하게 분사하고 막을 형성하는 방법을 의미한다. 잉크젯 프린팅 공정은 여러 개의 노즐을 연결한 멀티헤드를 사용하기 때문에 대량 생산과 대형 패널 제조에 유리하다. 잉크젯 프린팅에 적용될 수 있도록 밀봉재 조성물은 하기 설명되는 점도 및 표면 에너지(장력)를 만족하도록 구성된다.
하나의 예시에서, 밀봉재 조성물은 경화 전 수분 함량이 20 ppm 이하를 만족하는 조성물일 수 있다. 일반적으로 발광소자는 수분에 취약하기 때문에, 필요할 경우 상기 구성의 조성물에 대한 수분 제거 공정을 거쳐 조성물의 경화 전 수분 함량을 20 ppm 이하로 조절할 수 있다. 밀봉재 조성물 내 수분 함량의 경우 낮을수록 좋은 경향성을 갖는 것이기 때문에, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다.
하나의 예시에서, 상기 조성물은, 잉크젯 공정에서 잉크젯 헤드로부터의 토출이 용이할 수 있도록, 20 내지 40 mN/m 범위 내의 표면 에너지를 가질 수 있다. 예를 들어, 그 상한은 39 mN/m 이하, 38 mN/m 이하, 37 mN/m 이하, 36 mN/m 이하, 35 mN/m 이하, 34 mN/m 이하, 33 mN/m 이하, 32 mN/m 이하, 31 mN/m 이하, 30 mN/m 이하, 29 mN/m 이하, 28 mN/m 이하, 27 mN/m 이하, 26 mN/m 이하 또는 25 mN/m 이하일 수 있고, 그 하한은 20.1 mN/m 이상, 20.2 mN/m 이상, 20.3 mN/m 이상, 20.4 mN/m 이상, 20.5 mN/m 이상, 20.6 mN/m 이상, 20.7 mN/m 이상, 20.8 mN/m 이상, 20.9 mN/m 이상 또는 21.0 mN/m 이상일 수 있다.
< 유기전자장치>
본 출원은 또한, 유기전자장치에 관한 것이다. 예시적인 유기전자장치(3)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(31); 상기 기판(31) 상에 형성된 유기전자소자(32); 및 상기 유기전자소자(32)의 전면을 봉지하고, 밀봉재 조성물을 포함하는 밀봉층; 및 상기 밀봉층 상의 터치센서를 포함할 수 있다.
밀봉층
본 출원의 유기전자장치(3)는 전술한 유기층(33) 및 무기층(34)을 포함하는 밀봉층(36)을 포함할 수 있고, 상기 밀봉층은 적어도 하나 이상의 유기층 및 적어도 하나 이상의 무기층을 포함하며, 유기층 및 무기층이 반복하여 적층될 수 있다. 예를 들어, 상기 유기전자장치는 기판/유기전자소자/보호막/(유기층/무기층)n의 구조를 가질 수 있고 상기 n은 1 내지 100의 범위 내의 수일 수 있다. 도 1은 n이 1일 때를 예시적으로 나타낸 단면도이다.
유기층
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치는 유기층(33)을 포함할 수 있으며, 유기층은 상기에서 설명된 밀봉재 조성물을 포함하는 것으로, 자세하게는, 밀봉재 조성물로부터 경화되어 얻어진 경화물일 수 있다.
하나의 예시에서, 유기층은 밀봉재 조성물로부터 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 박막으로 경화되어, 100 kHz 및 25 ℃조건에서 2.8 이하의 유전율을 가질 수 있다. 구체적으로, 유기층은 양면 상에 금속층에 형성된 경우, 하기 실험예에 따라 측정되는 유전율이 3 이하일 수 있다. 이때, 상기 금속층을 형성하는 성분은 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 Al 또는 Ag 등일 수 있다. 또한, 유전율 측정시의 금속층 두께도 특별히 제한되지 않고, 예를 들어 100 Å이상 내지 5,000 Å위 이내일 수 있다.
기존에 양산되는 유기층의 유전율은 약 3.2 이상 내지 3.4의 범위 내로서, 전극간의 기생 커패시턴스로 인해 대형 디스플레이에는 사용하는 부적합한 면이 있었다. 또한, 밀봉층 상에 터치 센서가 위치하는 구조인 TOE(Touch on Encapsulation)의 경우, 커패시턴스를 저감하고 터치 감도를 개선하는 것이 필요하다. 이에, 본 출원의 밀봉재 조성물로부터 형성된 유기층은 3 이하, 2.95 이하, 2.9 이하, 2.85 이하, 2.8 이하, 2.78 이하, 2.76 이하, 또는 2.7의 유전율을 갖도록 제조되며, 유전율을 낮추는 것이 터치 센서의 감도 개선에 유리하기 때문에, 유전율의 하한은 특별히 제한되지 않으나, 1 이상일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 유기층의 두께는 20 ㎛ 이하, 19 ㎛ 이하, 18 ㎛ 이하, 17 ㎛ 이하, 16 ㎛ 이하, 15 ㎛ 이하, 14㎛ 이하, 13 ㎛ 이하, 12 ㎛ 이하, 11 ㎛ 이하, 10 ㎛ 이하, 9 ㎛ 이하, 8 ㎛ 이하, 7 ㎛ 이하, 6 ㎛ 이하, 또는 5 ㎛ 이하일 수 있고, 하한은 제한되지 않으나, 1 ㎛ 이상, 2 ㎛ 이상, 3 ㎛ 이상, 4 ㎛ 이상 또는 5 ㎛ 이상일 수 있다. 본 출원은 유기층의 두께를 얇게 제공하여 박막의 유기전자장치를 제공할 수 있다.
보호막
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치는 상기 소자의 전극 및 발광층을 보호하는 보호막(35)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 보호막은 무기 보호막일 수 있다. 상기 보호막은 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition)에 의한 보호층일 수 있고, 그 소재는 하기 무기층과 동일하거나 상이할 수 있고, 공지의 무기물 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 보호막은 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 보호막으로 사용되는 실리콘 나이트라이드(SiNx)를 0.01㎛ 내지 50 ㎛의 두께로 증착할 수 있다.
무기층
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치는 상기 유기층(33) 상에 형성된 무기층(34)을 포함할 수 있다. 무기층(34)은 그 소재는 제한되지 않으며, 전술한 보호막과 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 상기 무기층(34)은 상기 보호막(35)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다. 하나의 예시에서, 무기층은 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 질화물일 수 있다. 상기 무기층의 두께는 0.01 ㎛ 내지 50 ㎛ 또는 0.1 ㎛ 내지 20 ㎛ 또는 1 ㎛ 내지 10㎛일 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 무기층은 도판트가 포함되지 않은 무기물이거나, 또는 도판트가 포함된 무기물일 수 있다. 도핑될 수 있는 상기 도판트는 Ga, Si, Ge, Al, Sn, Ge, B, In, Tl, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co 및 Ni로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 원소 또는 상기 원소의 산화물일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
터치 센서
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치는 터치 센서(38)를 포함할 수 있으며, 본 출원에서 터치 센서는 사용자와의 접촉을 통해 얻어진 입력 정보를 인식할 수 있는 장치를 의미하는 것으로, 관련된 기술분야에서 알려진 센서일 수 있다. 예를 들어, 상기 터치센서는 사용자 신체 접촉 부위(예: 손)에서 발생하는 정전기와 그로 인한 전류 변화에 근거하여 터치를 인식하는 정전용량식 센서; 또는 사용자가 가한 압력에 의해 터치 센서의 상판과 하판의 전도성층이 접촉되면서 발생하는 전기용량 변화에 근거하여 터치를 인식하는 감압식 센서일 수 있다. 각 방식에서 사용자 접촉을 인식할 수 있도록 하는 센서의 구성은 관련 기술 분야에서 공지된 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 터치 센서는 일면 또는 양면에 도전층을 포함할 수 있다. 상기 도전층의 재료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, ITO와 같은 투명성 도전 필름이나 금속 나노와이어 등이 등이 사용될 수 있다. 도전층은 전기가 흐르는 채널과 전기가 흐르지 않는 비채널 영역을 가질 수 있다. 이러한 영역들은 식각 또는 포토리소그라피 등의 방법을 통해 형성될 수 있다.
커버 기판
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치는 상기 터치 센서 상에 커버 기판(39)을 더 포함할 수 있다. 상기 기판 및/또는 커버 기판의 소재는 투광성을 갖는 것이면 특별히 제한되지 않고 당업계의 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 또는 커버 기판은 유리, 금속 기재 또는 고분자 필름일 수 있다.
특히, 플렉서블 특성의 부여가 필요할 경우, 상기 커버 기재는 고분자 수지를 포함할 수 있다. 특별히 제한되지는 않으나, 예를 들어, 상기 커버 기재는 예를 들어, PC(Polycarbonate), PEN(poly(ethylene naphthalate)) 또는 PET(poly(ethylene terephthalate))와 같은 폴리에스테르 필름; PMMA(poly(methyl methacrylate))와 같은 아크릴 필름, 또는 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene)와 같은 폴리올레핀 필름; 폴리이미드 필름; 또는 폴리 아미드 필름 등을 포함할 수 있다.
상기 적층되는 구성 사이에는 별도의 투명성을 갖는 점착층 또는 접착층이 위치할 수 있다. 이들 점착층 또는 접착층의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, 아크릴계, 실리콘계, 우레탄계, 또는 에폭시계 점착제 또는 접착제가 사용될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 유기전자소자는 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기물층 및 상기 유기물층 상에 형성되는 제 2 전극층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 전극층은 투명 전극층 또는 반사 전극층일 수 있고, 제 2 전극층 또한, 투명 전극층 또는 반사 전극층일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 유기전자소자는 기판 상에 형성된 반사 전극층, 상기 반사 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기물층 및 상기 유기물층 상에 형성되는 투명 전극층을 포함할 수 있다.
본 출원에서 유기전자소자(32)는 유기발광다이오드일 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원에 따른 유기전자장치는 전면 발광(top emission)형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고, 배면 발광(bottom emission)형에 적용될 수 있다.
또한, 본 출원의 유기전자장치(3)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 커버 기판(38)과 상기 유기전자소자(32)가 형성된 기판(31) 사이에 존재하는 봉지 필름(37)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 봉지 필름(37)은 유기전자소자(32)가 형성된 기판(31)과 상기 커버 기판(39)을 부착하는 용도로 적용될 수 있고, 예를 들어, 미경화된 상태에서 상온에서 고상인 점착 필름 또는 접착 필름일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 봉지 필름(37)은 유기전자소자(32) 상에 적층된 전술한 유기층 및 무기층의 밀봉층(36)의 전면을 밀봉할 수 있다.
< 유기전자장치의 제조방법 >
또한, 본 출원은 유기전자장치의 제조방법에 관한 것이다.
하나의 예시에서, 상기 제조방법은 상부에 유기전자소자(32)가 형성된 기판(31) 상에 전술한 밀봉재 조성물이 상기 유기전자소자(32)의 전면을 밀봉하도록 유기층(33)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기에서, 유기전자소자(32)는 기판(31)으로서, 예를 들어, 글라스 또는 고분자 필름과 같은 기판(31) 상에 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 반사 전극 또는 투명 전극을 형성하고, 상기 반사 전극 상에 유기물층을 형성하여 제조될 수 있다. 상기 유기물층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층 및/또는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 이어서, 상기 유기물층 상에 제 2 전극을 추가로 형성한다. 제 2 전극은 투명 전극 또는 반사 전극일 수 있다.
본 출원의 제조 방법은 상기 기판(31) 상에 형성된 제 1 전극, 유기물층 및 제 2 전극 상에 보호막(35)을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다.
그 다음으로, 상기 기판(31) 상에 상기 유기전자소자(32)를 전면 커버하도록 전술한 밀봉층(36)을 형성할 수 있다.
밀봉층을 형성하는 단계는, 구체적으로, 유기층(33)을 형성하고, 그 다음으로 유기층(33) 상에 무기층(34)을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
유기층을 형성하는 단계는 특별히 한정되지 않으며, 상기 기판(31)의 전면에 전술한 밀봉재 조성물을 잉크젯 인쇄(Inkjet), 그라비아 코팅(Gravure), 스핀 코팅, 스크린 프린팅 또는 리버스 오프셋 코팅(Reverse Offset) 등의 공정을 이용하여 도포하는 단계를 포할 수 있다. 다음으로, 상기 도포된 밀봉재 조성물에 광을 조사하여 가교하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에서는 유기전자장치를 봉지하는 유기층에 대해 경화 공정을 수행할 수도 있는데, 이러한 경화 공정)은 예를 들면, 가열 챔버 또는 UV 챔버에서 진행될 수 있으며, 바람직하게는 UV 챔버에서 진행될 수 있다. 광의 조사는 250 nm 내지 450 nm 또는 300 nm 내지 450 nm영역대의 파장범위를 갖는 광을 0.3 내지 6 J/cm2의 광량 또는 0.5 내지 5 J/cm2의 광량으로 이루어질 수 있다. 한편, 무기층을 형성하는 단계는, 당업계의 공지의 방법이 사용될 수 있고, 전술한 보호막 형성 방법과 동일하거나 상이할 수 있다.
다음으로, 본 출원의 제조 방법은 상기 밀봉층 상에 터치 센서를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 터치 센서를 형성하는 단계는 당업계의 공지된 방법에 의하여 제한없이 수행될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 밀봉재 조성물은 외부로부터 유입되는 수분 또는 산소 차단 역할을 수행할 수 있고, 터치 패널의 박형화를 구현하면서도, 저유전율 특성을 가짐으로써 우수한 터치 감도를 나타내며, 잉크젯 방식으로 적용 가능하다.
그러나, 본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1 및 2는 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기전자장치를 나타내는 단면도이다.
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
상온에서, 3,000 g/mol 의 수평균분자량을 갖는 비닐 폴리부타디엔 중합체(시그마 -알드리치社), 단관능 아크릴 단량체로 옥타데실 아크릴레이트(미원社), 및 다관능 아크릴 단량체로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)를 각각 35:40:20의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다. 이에, 추가로 광중합개시제(TPO)를 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 5 중량부로 투입하였다.
상기 혼합용기를 고점도 믹서(Planetary mixer, 쿠라보社 KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
실시예 2
상온에서, 1,200 g/mol 의 수평균분자량을 갖는 비닐 폴리부타디엔 중합체(B-1000, 일본소다社), 단관능 아크릴 단량체로 옥타데실 아크릴레이트(미원社), 및 다관능 아크릴 단량체로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)를 각각 35:40:20의 중량비인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 3
상온에서, 1,200 g/mol 의 수평균분자량을 갖는 비닐 폴리부타디엔 중합체(B-1000, 일본소다社), 단관능 아크릴 단량체로 옥타데실 아크릴레이트(미원社), 및 다관능 아크릴 단량체로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)를 각각 65:20:10의 중량비인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 4
상온에서, 1,200 g/mol 의 수평균분자량을 갖는 비닐 폴리부타디엔 중합체(B-1000, 일본소다社), 단관능 아크릴 단량체로 옥타데실 아크릴레이트(미원社), 및 다관능 아크릴 단량체로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)를 각각 36:41.5:20.5의 중량비인 것, 및 광중합개시제를 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 2 중량부로 투입한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
실시예 5
상온에서, 1,200 g/mol 의 수평균분자량을 갖는 비닐 폴리부타디엔 중합체(B-1000, 일본소다社), 단관능 아크릴 단량체로 옥타데실 아크릴레이트(미원社), 및 다관능 아크릴 단량체로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)를 각각 35:39.9:20의 중량비인 것, 및 광중합개시제 외에도 추가로 계면활성제(BYK-chemie社의 BYK-399)를 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 5 중량부로 투입한 것 을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
비교예 1
1,200 g/mol 의 수평균분자량을 갖는 비닐 폴리부타디엔 중합체(B-1000, 일본소다社), 단관능 아크릴 단량체로 옥타데실 아크릴레이트(미원社), 및 다관능 아크릴 단량체로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)를 각각 25:40:20의 중량비인 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.
하기 표 1은 실시예 및 비교예에 따른 밀봉재 조성물 제조시 이용한 각 조성 및 밀봉재 조성물 100 중량부를 기준으로 각 조성의 중량부를 정리한 것이다.
조성 실시예1 실시예 2 실시예3 실시예4 실시예5 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6 비교예7 비교예8
올레핀계수지 A 35 - - - - - - - - - - -
A' - 35 65 36 35 25 70 35 35 35 5 35 35
단관능단량체 B1 40 40 20 41.5 39.9 40 15 40 - 40 40 - -
b1-1 - - - - - - - - 40 - - - -
b1-2 - - - - - - - - - - - 40 -
b1-3 - - - - - - - - - - - - 40
다관능단량체 B2 20 20 10 20.5 20 20 10 10 20 - 45 20 20
b2 - - - - - - - - - 20 - - -
계면활성제 - - - - 0.1 - - - - - - - -
광중합개시제 5 5 5 2 5 5 5 0.5 5 5 5 5 5
A: 비닐 폴리부타디엔 중합체(시그마-알드리치社), 수평균분자량=3,000
A': 비닐 폴리부타디엔 중합체(B-1000, 일본소다社), 수평균분자량=1,200
B1: 옥타데실 아크릴레이트(미원社)
b1-1: 도코실 아크릴레이트(미원社)
b1-2: 3,3,5-트리메탈사이클로헥실 메타크릴레이트(사토머社)
b1-3: 4-t-부틸 사이클로헥실 아크릴레이트(사토머社)
B2: 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(미원社)
b2: 1,12-도데칸디올 디메타크릴레이트(사토머社)
[실험예]
실험예 1 - 유전율
세정된 Bare glass 상에 Al 플레이트(Conductive plate)를 1500 Å으로 증착하였다. 상기 증착된 Al 플레이트 면에 실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물을 잉크젯 코팅하고, 코팅된 조성물에 대해 LED UV 램프를 통해 1000 mJ/cm2의 광량으로 경화를 진행하여 8 ㎛의 두께의 유기층을 형성하였다. 상기 유기층 상에 다시 Al 플레이트(Conductive plate)를 1500 Å으로 증착하였다. 다음으로, Impedence 측정기 Agilent 4194A를 이용하여 100 kHz 및 25 ℃ 조건에서 Al 플레이트의 커패시턴스(Capacitance) 값을 측정하였다. 상기 측정 값을 통해, 하기 계산식을 이용하여 상기 유기층의 유전율을 계산하였다.
C = εr ·εo · A/D
(C: Al 플레이트의 커패시턴스, εr: 유기층의 유전율, εo: 진공 유전율, A: Al 플레이트의 면적, D: 두 개의 Al 플레이트 사이의 거리)
본 출원에서, 유전율은 상기 진공일 때의 유전율을 1로 했을 때 상기 진공에서의 유전율에 대한 상대 값(비율)이다.
실험예 2 - 경화 감도
실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물을 준비하였다. 그리고, 25 ℃ 조건에서, 1 W/cm2의 세기 및 1 J/cm2의 광량으로 UV-LED 광을 조사하여 두께 8 ㎛의 경화물을 얻었으며, 상기 경화물에 대한 택 프리 타임(tack free time)을 측정하였다. 여기서, 택 프리 타임이란 경화 직후 경화물의 표면을 만졌을 때 끈적임(tacky)이 사라지고 표면으로부터 묻어 나옴이 전혀 없을 때까지의 시간을 측정한 것이다. 택 프리 타임을 측정하여, 1초 미만으로 실질적으로 택 타임이 거의 없는 경우 "O", 5분 이상인 경우 "X"로 나타내었다.
실험예 3 - 헤이즈
실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물을 LCD 유리 기판 (두께 5mm) 상에 스핀 코터를 이용하여 2000 rpm 및 10 초의 조건으로 도포하였다. 상기 조성물이 도포된 기판을 질소 분위기하에서 10 분 동안 보관 후, 1 W/cm2의 세기 및 4 J/cm2의 광량으로 경화시켜 두께 8 ㎛의 경화물을 얻었으며, 상기 경화물 하부에 인쇄물 글씨를 위치시켜, 육안으로 관찰이 가능한 경우 "○", 불가능한 경우 "X"로 표시하였다.
실험예 4 - 점도
25 ℃, 1 내지 100 rpm, 90%의 회전 토크 조건에서, 브룩필드(Brookfield)사 DV2T-LV의 회전형 점도계를 이용하여 실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물의 점도(단위:cP)를 측정하였다.
하기 표 2는 상기 실험예 1 내지 5에 따른 결과를 나타낸 것이다.
유전율 경화 감도 헤이즈 점도
(cP)
실시예 1 2.77 ○ ○ 98
실시예 2 2.78 ○ ○ 55
실시예 3 2.35 ○ ○ 96
실시예 4 2.8 ○ ○ 51
실시예 5 2.76 ○ ○ 57
비교예 1 3.05 - ○ 30
비교예 2 2.33 - ○ 155
비교예 3 - X - 50
비교예 4 - - X 불용
비교예 5 - X - 64.2
비교예 6 3.32 ○ X 12
비교예 7 3.07 X ○ 62
비교예 8 3.18 X ○ 59
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
3: 유기전자장치
31: 기판
32: 유기전자소자
33: 유기층
34: 무기층
35: 보호막(무기 보호막, 무기층)
36: 밀봉층
37: 봉지 필름
38: 터치 센서
39: 커버 기판

Claims (19)

  1. 디엔계 화합물(A), 및 아크릴계 화합물(B)을 포함하는 밀봉재 조성물이고,
    상기 밀봉재 조성물은 20 ㎛ 이하의 두께를 갖는 박막으로 경화 후, 100 kHz 및 25 ℃조건에서 2.8 이하의 유전율을 가지는 밀봉재 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 디엔계 화합물(A)은 활성 에너지선 중합성 관능기를 포함하는 밀봉재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성 에너지선 중합성 관능기는 비닐기, (메트)아크릴레이트기，및 (메트)아크릴로일기로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 관능기를 포함하는 밀봉재 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디엔계 화합물(A)은 하기 화학식 1의 구조를 포함하는 밀봉재 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00004

    상기 화학식 1에서, n은 5 내지 1,000의 정수이고, X는 (메트)아크릴레이트기，(메트)아크릴로일기，및 비닐기로 이루어진 군으로부터 선택되는 관능기이다.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 디엔계 화합물(A)은 디엔계 화합물(A) 및 아크릴계 화합물(B)의 총합 100 중량부에 대하여, 30 내지 73 중량부의 범위로 포함되는 밀봉재 조성물.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 디엔계 화합물(A)은 수평균분자량이 100,000 g/mol 이하의 범위로 포함되는 밀봉재 조성물.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴계 화합물(B)은 2종 이상의 아크릴 단량체를 포함하는 밀봉재 조성물.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴계 화합물(B)은 C10-20의 알킬기를 갖는 단관능 단량체(B1)를 포함하는 밀봉재 조성물.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 단관능 단량체(B1)는 하기 화학식 2의 구조를 포함하는 밀봉재 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00005

    상기 화학식 2에서, m은 9 내지 19의 정수이고, R1은 수소, 또는 C1-10의 알킬기이다.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 단관능 단량체(B1)는 디엔계 화합물(A) 및 아크릴계 화합물(B)의 총합 100 중량부에 대하여, 17 내지 45 중량부의 범위로 포함되는 밀봉재 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 아크릴계 화합물(B)은 C1-9의 알킬기를 갖는 다관능 단량체(B2)를 포함하는 밀봉재 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 다관능 단량체(B2)는 하기 화학식 3의 구조를 포함하는 밀봉재 조성물:
    [화학식 3]
    Figure pat00006

    상기 화학식 3에서, l은 1 내지 9의 정수이고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 또는 C1-10의 알킬기이다.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 다관능 단량체(B2)는 디엔계 화합물(A) 및 아크릴계 화합물(B)의 총합 100 중량부에 대하여, 5 내지 25 중량부의 범위로 포함되는 밀봉재 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서,
    광중합 개시제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 광중합 개시제는 밀봉재 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부의 범위 내로 포함되는 밀봉재 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서,
    계면 활성제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  17. 기판; 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자의 전면을 봉지하고, 제 1 항에 따른 밀봉재 조성물을 포함하는 밀봉층; 및 상기 밀봉층 상의 터치 센서를 포함하는 유기전자장치.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 밀봉층은 유기층을 포함하고, 상기 유기층은 20㎛ 이하의 두께를 가지는 유기전자장치.
  19. 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 제 1 항에 따른 밀봉재 조성물이 상기 유가전자소자의 전면을 밀봉하도록 적용하여 밀봉층을 형성하는 단계; 및 상기 밀봉층 상에 터치 센서를 형성하는 단계를 포함하는 유기전자장치의 제조 방법.
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