KR20220072565A

KR20220072565A - 배리어성이 우수한 다층의 봉지 접착 필름 및 이의 제조방법

Info

Publication number: KR20220072565A
Application number: KR1020200160319A
Authority: KR
Inventors: 도상길; 노승훈; 이규완; 박영돈; 김헌정
Original assignee: 율촌화학 주식회사
Priority date: 2020-11-25
Filing date: 2020-11-25
Publication date: 2022-06-02
Also published as: KR102489566B1

Abstract

본 명세서에는 접착력을 향상시킨 배리어성이 우수한 다층의 봉지 접착 필름 및 이의 제조방법이 개시된다.

Description

배리어성이 우수한 다층의 봉지 접착 필름 및 이의 제조방법 {MULTILAYER SEALING ADHESIVE FILM WITH EXCELLENT BARRIER PROPERTIES AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 명세서는 접착력을 향상시킨 배리어성이 우수한 다층의 봉지 접착 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

현재 상용화된 OLED 디스플레이는 LCD 등 기존의 디스플레이와 비교해, 자체발광으로 인한 단순한 구조로 패널수가 절반가량 적다는 장점과 함께 자연색에 가까운 색상과 높은 명암비, 소비전력 감소 등 다양한 장점이 있어, LCD에서 OLED로 시장의 니즈가 옮겨가고 있다.

그러나 OLED는 수분, 가스에 취약한 치명적인 문제점이 있어, 이를 극복하기 위한 다양한 봉지 기술이 개발되어 왔다. TV 등 대형 디스플레이에는 박막봉지를 위한 금속 박형 Barrier Layer와 패널을 부착하고 있으며, 패널 내에 발생하는 수분과 가스의 제거를 위한 OLED用 Encapsulation접착 필름이 필수적이다.

한편, 종래의 OLED用 Encapsulation접착 필름은 일반적으로 수분을 제거하기 위한 흡습제가 포함된 접착층 만으로 구성되어 왔는데, 주로 금속산화물이나 금속염인 다량의 흡습제 분말에 의하여 기재와의 밀착력 저하가 발생해, 초기에 수분 침투가 빠르게 발생하는 등 신뢰성에 문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 밀착력이 우수하면서도 수분을 충분히 제거할 수 있는 필름의 개발이 요구되고 있다.

WO2013125874A1

본 명세서는 OLED패널을 봉지한 후에 가속시험 평가 시, 초기의 수분 침투가 빠르게 발생하는 현상을 방지할 수 있는 봉지 필름 및 이의 제조방법을 제공하고자 한다.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 점착부여제를 포함하는 제1 접착층; 상기 제1 접착층 상에 위치하고, 점착부여제를 포함하는 제2 접착층; 및 상기 제2 접착층 상에 위치하고, 점착부여제를 포함하는 제3 접착층;을 포함하고, 상기 제2 접착층은 흡습제를 더 포함하는, 봉지 접착 필름을 제공한다.

본 발명의 또다른 예시적인 구현예들에서는, 전술한 봉지 접착 필름의 제조방법으로서, 제1 접착층용 조성물, 제2 접착층용 조성물 및 제3 접착층용 조성물을 준비하는 단계; 상기 조성물들을 멀티 매니폴드 다이에 투입하는 단계; 및 상기 멀티 매니폴드 다이를 이용하여 동시에 제1 접착층, 제2 접착층 및 제3 접착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 봉지 접착 필름 제조방법을 제공한다.

본 발명의 일 측면에서, 배리어 층(Barrier Layer)과 OLED용 봉지 접착 필름간의 밀착력이 향상된 봉지 접착 필름을 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면에서, OLED 패널 내에 발생하는 수분과 가스의 제거를 위한 봉지 접착 필름을 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면에서, 양 외면에 접착력이 높은 접착층을 구성한 다층 형태로서, 밀착력 향상에 의해 초기의 빠른 수분 침투를 방지할 수 있는 봉지 접착 필름을 제공한다.

본 발명의 다른 일 측면에서, 다층의 접착 필름을 한번의 공정으로 제조함으로써 생산성 향상과 제품 원가경쟁력 확보할 수 있는 봉지 접착 필름 제조방법을 제공한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 봉지 접착 필름의 시간에 따른 WVT 수치 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2는 종래(비교예)의 봉지 접착 필름의 구조도이다.
도 3은 본 발명의 일 구현예에 따른 봉지 접착 필름의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에서 사용되는 멀티 매니폴드 다이의 개략도이다.

본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예들을 상세히 설명한다.

도 3 은 본 발명의 일 구현예에 따른 봉지 접착 필름의 구조도이다.

본 발명의 예시적인 구현예들에서는, 점착부여제를 포함하는 제1 접착층(10); 상기 제1 접착층 상에 위치하고, 점착부여제를 포함하는 제2 접착층(20); 및 상기 제2 접착층 상에 위치하고, 점착부여제를 포함하는 제3 접착층(30);을 포함하고, 상기 제2 접착층은 흡습제를 더 포함하는, 봉지 접착 필름을 제공한다.

종래의 OLED용 봉지(Encapsulation) 접착 필름은 일반적으로 수분을 제거하기 위한 흡습제가 포함된 접착층으로 구성되어 왔는데, 주로 금속산화물이나 금속염인 다량의 흡습제 분말에 의하여 기재와의 밀착력 저하가 발생해, 초기에 수분 침투가 빠르게 발생하는 등 신뢰성에 문제를 일으킬 수 있다.

본 발명의 일 측면에서는, 내층(제2 접착층)에만 흡습제를 포함하고, 양쪽 외층(제1 접착층 및 제3 접착층)에 흡습제를 포함하지 않는 밀착성이 향상된 접착층을 구성함으로써 필름과 만나는 금속층 등 기재와의 밀착력을 향상시켜, 밀착력 저하 시 발생할 수 있는 수분 침투를 방지하여, 높은 제품 신뢰성 확보가 가능하다.

예시적인 구현예에서, 상기 제1 접착층, 제2 접착층 및 제3 접착층은 각각 독립적으로 폴리올레핀계 바인더, 아크릴 모노머, 광개시제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 외면의 제1 접착층 및 제3 접착층은 같은 조성일 수 있고, 서로 다른 조성으로 제조할 수도 있으나, 제2 접착층과 달리 흡습제를 포함하지 않는다.

일 구현예에서, 상기 폴리올레핀계 바인더는 당업계에 공지된 일반적인 폴리올레핀계 바인더는 모두 해당될 수 있다. 또한 상기 폴리올레핀계 수지는 폴리에틸렌계 수지 또는 폴리프로필렌계 수지일 수 있으며, 변성 폴리에틸렌 수지, 변성 폴리프로필렌계 수지, 에틸렌 공중합체 또는 프로필렌 공중합체일 수 있으며, 예컨대, 내수분성이 좋고, 가격이 저렴한 가소성 폴리올레핀(TPO), 폴리올레핀 엘라스토머(POE)일 수 있고, EPDM 또는 Butyl Rubber일 수 있다.

일 구현예에서, 상기 아크릴 모노머는 아크릴레이트계 모노머 또는 메타크릴레이트계 모노머일 수 있고, 예컨대, 디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 디에틸아미노에틸메타크릴레이트, 디메틸아미노에틸아크릴레이트, t-부틸아미노에틸메타크릴레이트일 수 있고, 예컨대 내수분성, 내화학성이 높은 아크릴 모너머로서 2관능기 이상의 아크릴 모너머일 수 있으며, 바람직하게는 Tricyclodecane dimethanol diacrylate (관용명 TCDDA)일 수 있다.

일 구현예에서, 상기 광개시제는 일반적인 300~400nm 파장대역에서 사용 가능한 광개시제는 사용 가능하며, 예컨대, 벤조인메틸에테르, 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일) 페닐포스핀옥사이드, α,α-메톡시-α-하이드록시아세토페논, 2-벤조일-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-몰포닐) 페닐]-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 옥심에스터계 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 예컨대, 1-Hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone나 Bis(2,4,6-trimethylbenzoyl)-phenylphosphineoxide 일 수 있고, 바람직하게는 Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide(관용명 TPO)일 수 있다.

예시적인 구현예에서, 상기 흡습제는 금속 산화물을 포함할 수 있다.

예시적인 구현예에서, 상기 흡습제는 산화리튬(Li₂O), 산화나트륨(Na₂O), 산화칼륨(K₂O) 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 및 산화마그네슘(MgO)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있고, 예컨대, 산화칼슘을 포함할 수 있고, 산화칼슘(CaO)의 경우 수분함유 시 색상변화가 육안으로 쉽게 관찰될 수 있어 바람직하다.

예시적인 구현예에서, 상기 제1 접착층 및 제3 접착층의 두께는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 5 내지 50 μm 이고, 상기 제2 접착층의 두께는 20 내지 1,000 μm일 수 있다. 예컨대 상기 제1 접착층 및 제3 접착층의 두께는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 5~50um 일 수 있고, 바람직하게는 5~20 um일 수 있으며, 상기 제2 접착층의 두께는 20~1,000 um일 수 있고, 바람직하게는 20~100 um일 수 있다.

상기 제1 접착층 또는 제3 접착층의 두께는 5um 미만으로 낮을 경우, 흡습제 등 필러의 영향으로 표면 조도가 커져 부착력이 낮을 수 있으며, 20um 초과로 높을 경우, 흡습 성능을 저하시킬 수 있다.

상기 제2 접착층의 두께가 20um 미만으로 낮을 경우, 흡습 성능의 저하가 발생할 수 있으며, 100um 초과로 높을 경우, 패널 전체 두께를 커지게 하므로 바람직하지 않다.

예시적인 구현예에서, 상기 봉지 접착 필름은 상기 제1 접착층 또는 제3 접착층 상에 위치하는 기재필름을 더 포함할 수 있다.

예시적인 구현예에서, 상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리스티렌(PS; Polystyrene)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있고, 예컨대 상기 기재 필름은 이형 실리콘 코팅 처리된 PET일 수 있다.

예시적인 구현예에서, 상기 봉지 접착 필름은 OLED용일 수 있다.

도 4는 본 발명의 일 구현예에 따른 제조방법에서 사용되는 멀티 매니폴드 다이의 개략도이다.

필름의 층(Layer)이 다수일수록, 제조 공정이 많아지고 생산 수율이 저하될 수 있다. 본 명세서에서는 다층을 한번에 제조할 수 있도록, 멀티 매니폴드 다이(Multi Manifold Die)를 활용하여 생산성 향상과 제품 원가경쟁력 향상을 도모할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 제1 접착층용 조성물 및 제3 접착층용 조성물은 각각 독립적으로 접착부여제, 폴리올레핀계 바인더, 아크릴 모노머, 및 광개시제를 포함할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 제2 접착층용 조성물은 흡습제, 점착부여제, 폴리올레핀계 바인더, 아크릴 모노머, 및 광개시제를 포함할 수 있다.

일 구현예에서, 상기 아크릴 모노머의 함량은 상기 제1 접착층용 조성물 또는 제3 접착층용 조성물 총 중량을 기준으로 0.1 내지 2 중량%일 수 있다.

일 구현예에서, 상기 광개시제의 함량은 상기 아크릴 모노머 100 중량부 기준으로 1 내지 20 중량부일 수 있다.

예시적인 구현예에서, 상기 제1 접착층용 조성물 또는 제3 접착층용 조성물의 점도와 상기 제2 접착층용 조성물의 점도의 차이는 100 cps 이상일 수 있고, 예컨대, 100 cps 이상, 200 cps 이상, 300 cps 이상, 400 cps 이상, 500 cps 이상, 600 cps 이상, 700 cps 이상, 800 cps 이상, 또는 900 cps 이상일 수 있다.

접착 필름 제조 시, 제1-3 접착층용 조성물들을 Multi Manifold Die에서 이형PET 등 기재에 코팅될 때, 제1-3 접착층용 조성물들이 서로 혼합되는 경우를 방지하기 위해, 제2 접착층용 조성물의 점도는 상대적으로 높게, 제1 접착층용 조성물 및 제3 접착층용 조성물의 점도는 제2 접착층용 조성물의 점도와 비교하여 상대적으로 낮게 설계되어야 한다.

이하, 본 발명의 예시적인 구현예들에 따른 구체적인 실시예를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예들이 구현될 수 있고, 단지 하기 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 함과 동시에 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 실시를 용이하게 하고자 하는 것임이 이해될 것이다.

실시예

1-1. 1번 코팅액 제조 (제1, 제3 접착층용 조성물)

폴리올레핀계 바인더의 일종인 EPDM, Butyl Rubber와, 점착부여제(Tackifier)를 1:2:4로 섞은 용액에 0.5wt%의 아크릴 모너머와 아크릴 모너머 100wt% 대비 10wt%의 광개시제를 첨가하여 1번 코팅액을 제조하였다. 사용한 제품은 구체적으로 다음과 같다:

-EPDM : ethylene norbornene 약 10wt% 함량의 High Diene 타입 제품

-Butyl Rubber : Isobutlyene과 Isoprene의 공중합체(30~55MU(무늬점도))

-점착부여제(Tackifier): 전기적인 극성이 낮은 Softening Point가 90℃ 및 100℃인 두 종류를 혼합

-아크릴 모너머: Tricyclodecane dimethanol diacrylate (관용명 TCDDA)

-광개시제: Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide(관용명 TPO)

1-2. 2번 코팅액 제조 (제2 접착층용 조성물)

CaO를 1번 코팅액과 1:1 섞어 2번 코팅액을 제조하였다.

1-3. 필름 제조

코팅액을 Multi Manifold Die에 1/2/3의 코팅층(접착층)이 형성되도록 투입하고, 코팅용 지지필름으로 이형실리콘 코팅 처리가 된 PET를 사용하였으며, 상기 이형실리콘 코팅 처리가 된 PET 위에 1/2/3 접착층을 코팅 후 건조하여 봉지 접착필름을 제조하였다.

2. 비교예 1

실시예와 동일하게 코팅액을 제조한 후, 2번 코팅액(흡습제를 포함하는 제2 접착층용 조성물)만 코팅하여, 단일층 필름의 WTV를 진행하였다.(도 2 참조)

3. 비교예 2

실시예와 동일하게 코팅액을 제조한 후, 1, 2번 코팅액(흡습제를 포함하지 않는 제1 접착층용 조성물 및 흡습제를 포함하는 제2 접착층용 조성물)만 코팅하여, 2층으로 된 필름의 WTV를 진행하였다.

시험예

1. Water Through Velocity(WTV) 평가

실시예 1 및 비교예 1 및 2의 필름의 양 외면에 Alkali free 유리를 라미네이션 한 후에, 온도 85℃, 습도 85%의 신뢰성 챔버에 넣고, 100시간 단위로 1000시간까지 수분의 침투 길이를 현미경을 통해 측정하였다.

2. 금속 기재와의 접착력 평가

세정된 금속기재(인바; Invar)에 봉지 접착 필름을 라미네이션 한 후, 반대면에 Tesa 07475 테이프를 라미네이션 한 시편을 제작한 후, UTM에 메탈의 한쪽면을 고정한 후 상기 Tesa 테이프로 180°의 각도로 박리시켜 접착력을 평가하였다.

상기 시험예 1 및 2의 결과는 하기 표 1 및 도 1과 같다.

℃	금속 기재 접착력 (Kgf/25mm)	WVT (μm/hrs)
℃	금속 기재 접착력 (Kgf/25mm)	100 시간	200 시간	300 시간	400 시간	500 시간	600 시간	700 시간	800 시간	900 시간	1000 시간
실시예	1.9	533	702	752	799	848	947	998	1032	1097	1125
비교예1	1.1	882	995	1042	1127	1172	1273	1398	1450	1485	1554
비교예2	1.3	775	901	952	989	1083	1144	1241	1296	1343	1377

금속 기재와의 접착력이 실시예 > 비교예 2 > 비교예 1 순으로 평가되었으며, 1000시간까지 진행된 WVT 결과도 유사한 경향을 보여주고 있음을 그래프로 알 수 있었다. 특히, 비교예 1과 비교예 2에서 100시간 근처에서 초기에 WTV가 급격히 증가하는 현상이 확인되었는데, 실시예에서는 이 현상이 그래프의 기울기를 보면 이 현상이 상대적으로 완화된 것을 확인할 수 있었다. 결론적으로, 접착력을 향상시킨 3층 구조 제품을 통해 초기에 수분이 흡수되는 문제를 다소 완화시키는 효과가 있음을 확인하였다.

10: 제1 접착층
20: 제2 접착층
30: 제3 접착층

Claims

점착부여제를 포함하는 제1 접착층;
상기 제1 접착층 상에 위치하고, 점착부여제를 포함하는 제2 접착층; 및
상기 제2 접착층 상에 위치하고, 점착부여제를 포함하는 제3 접착층;을 포함하고,
상기 제2 접착층은 흡습제를 더 포함하는, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 접착층, 제2 접착층 및 제3 접착층은 각각 독립적으로 폴리올레핀계 바인더, 아크릴 모노머, 광개시제로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 더 포함하는, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 흡습제는 금속 산화물을 포함하는, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 흡습제는 산화리튬(Li₂O), 산화나트륨(Na₂O), 산화칼륨(K₂O) 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO), 및 산화마그네슘(MgO)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 제1 접착층 및 제3 접착층의 두께는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 5 내지 50 μm 이고,
상기 제2 접착층의 두께는 20 내지 1,000 μm인, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 봉지 접착 필름은 상기 제1 접착층 또는 제3 접착층 상에 위치하는 기재필름을 더 포함하는, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 기재필름은 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 및 폴리스티렌(PS; Polystyrene)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는, 봉지 접착 필름.
제1항에 있어서,
상기 봉지 접착 필름은 OLED용인, 봉지 접착 필름.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 봉지 접착 필름의 제조방법으로서,
제1 접착층용 조성물, 제2 접착층용 조성물 및 제3 접착층용 조성물을 준비하는 단계;
상기 조성물들을 멀티 매니폴드 다이에 투입하는 단계; 및
상기 멀티 매니폴드 다이를 이용하여 동시에 제1 접착층, 제2 접착층 및 제3 접착층을 형성하는 단계;를 포함하는, 봉지 접착 필름 제조방법.