KR20220096996A

KR20220096996A - 유기전자장치용 봉지재

Info

Publication number: KR20220096996A
Application number: KR1020200189924A
Authority: KR
Inventors: 김태화; 김준호; 최창훤; 공이성; 정완희
Original assignee: (주)이녹스첨단소재
Priority date: 2020-12-31
Filing date: 2020-12-31
Publication date: 2022-07-07
Also published as: KR102582822B1; CN114686133B; CN114686133A

Abstract

본 발명은 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 제거 및 차단하고, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있으며, 박막봉지공정(Thin Film Encapsulation)에 있어서 상온에서도 유기전자장치와 봉지재간의 합착이 우수한 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것이다.

Description

유기전자장치용 봉지재{Encapsulation member}

본 발명은 유기전자장치용 봉지재에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 제거 및 차단하고, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있으며, 박막봉지공정(Thin Film Encapsulation)에 있어서 유기전자장치와 봉지재간의 합착이 우수한 유기전자장치용 봉지재에 관한 것이다.

유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)는 발광층이 박막의 유기 화합물로 이루어지는 발광 다이오드로서, 형광성 유기 화합물에 전류를 통과시켜 빛을 발생시키는 전계 발광 현상을 이용한다. 이러한 유기발광다이오드는 일반적으로 3색(Red, Green, Blue) 독립화소방식, 생변환 방식(CCM), 컬러 필터 방식 등으로 주요 컬러를 구현하며, 사용하는 발광재료에 포함된 유기물질의 양에 따라 저분자 유기발광다이오드와 고분자 유기발광다이오드로 구분된다. 또한, 구동방식에 따라 수동형 구동방식과 능동형 구동방식으로 구분될 수 있다.

이러한 유기발광다이오드는 자체 발광에 의한 고효율, 저전압 구동, 간단한 구동 등의 특징을 가지고 있어, 고화질의 동영상을 표현할 수 있는 장점이 있다. 또한, 유기물의 유연한 특성을 이용한 플렉서블 디스플레이 및 유기물 전자소자에 대한 응용도 기대되고 있는 실정이다.

유기발광다이오드는 기판 상에 발광층인 유기 화합물을 박막의 형태로 적층하는 형태로 제조된다. 그러나, 유기발광다이오드에 사용되는 유기 화합물은 불순물, 산소 및 수분에 매우 민감하여 외부 노출 또는 수분, 산소 침투에 의해 특성이 쉽게 열화되는 문제를 안고 있다. 이러한 유기물의 열화현상은 유기발광다이오드의 발광특성에 영향을 미치고, 수명을 단축시키게 된다. 이러한 현상을 방지하기 위하여 유기전자장치의 내부로 산소, 수분 등이 유입되는 것을 방지하기 위한 박막봉지공정(Thin Film Encapsulation)이 요구된다.

종래에는 금속 캔이나 유리를 홈을 가지도록 캡형태로 가공하여 그 홈에 수분 흡수를 위한 건습제를 파우더 형태로 탑재하였으나, 이러한 방법은 봉지된 유기전자장치로 습기를 목적하는 수준으로 제거하고, 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 차단하며, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않고, 내습성 및 내열성이 우수한 효과를 동시에 가지기 어려운 문제가 있었다.

한편, 박막봉지공정(Thin Film Encapsulation)은 일반적으로 유기발광다이오드와 유기발광다이오드를 봉지하는 봉지재를 합착(=패키징)시키기 위해서, 40~60℃의 온도에서 공정이 진행된다. 그러나, 40~60℃의 온도에서 박막봉지공정이 진행된다면 기재 간 열팽창 계수(CTE) 차이에 의하여 휨(bending)이 발생하는 문제가 있었다.

한국 공개특허번호 제10-2006-0030718호 (2006.04.11)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하려는 과제는 유기전자장치에 수분, 불순물 등의 불량원인 물질이 접근하지 못하도록 제거 및 차단하고, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있으며, 박막봉지공정에 있어서 유기전자장치와 봉지재간의 합착이 우수한 유기전자장치용 봉지재 및 이를 포함하는 유기전자장치를 제공하는데 있다.

상술한 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내습 및 방열기능을 가지는 기재층;

상기 기재층의 일면에 형성되고 둘 이상의 다층으로 형성된 봉지수지층; 및

상기 기재층의 타면에 형성된 보상층 및 상기 보상층 상에 형성된 보호필름층;을 포함하고,

하기 조건 (1)을 만족하는 유기전자장치용 봉지재를 제공한다.

(1) 0.3 ≤ B/A ≤ 28.5

상기 조건 (1)에 있어서, A는 기재층의 두께(㎛)를 나타내고, B는 보호필름층의 두께(㎛)를 나타낸다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 기재층은 투습율(Water Vapor Transmission Rate)이 1.0 g/m²/day 이하이고, 열전도도가 50 W/m·K 이상인 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 기재층은 금속 박막일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 기재층은 인장 강도가 100~400 MPa인 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 상기 A는 7~50㎛, B는 15~200㎛인 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 봉지수지층은 제1 봉지수지층 및 기재층과 상기 제1 봉지수지층 사이에 개재된 제2 봉지수지층으로 이루어지며,

상기 제1봉지수지층 및 제2봉지수지층은 1:2.8~1:5.2의 두께비를 가지는 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 봉지수지층은 1~30㎛의 두께를 가지고, 상기 제2 봉지수지층은 15~70㎛의 두께를 가지는 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 보상층은 감압접착제층(PSA) 또는 제3 봉지수지층일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 보상층은 10~300㎛의 두께를 가질 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 봉지수지층 및 제2 봉지수지층은 각각 독립적으로 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제를 포함하는 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 제1 봉지수지층 및 제2 봉지수지층은 각각 독립적으로 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 기재층의 일면에 형성된 봉지수지층의 기재층과 접하는 면의 반대면에 이형필름층을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 이형필름층의 박리력은 상기 보호필름층의 박리력보다 낮을 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 보호필름층은 상기 보상층과 접하는 면이 이형처리되어 있으며, 이형처리된 면의 배면의 표면저항이 9.99×10³~9.99×10¹²Ω/□인 것일 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 봉지재에서는 상기 봉지수지층, 기재층 및 보상층, 보호필름층의 두께의 합은 48㎛ ~ 650㎛일 수 있다.

본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 산소, 불순물, 수분을 차단함과 동시에 투습되는 수분을 효과적으로 제거하여 수분이 유기전자장치까지 도달하는 것을 현저히 저지할 수 있어 유기전자장치의 수명 및 내구성을 현저히 향상시킬 수 있다. 또한, 수분이 제거될 때 발생할 수 있는 층간 박리현상이 일어나지 않는 동시에 내습성 및 내열성이 우수한 효과가 있다. 이뿐만 아니라, 유기전자장치에 봉지재를 패키징하는 박막봉지 공정에 있어서 유기전자장치와 봉지재 간의 합착이 우수하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기전자장치용 봉지재의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 유기전자장치의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 부가한다.

도 1을 참조하여 설명하면, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 봉지재층(10)을 포함한다.

본 발명의 봉지재층(10)은 내습 및 방열기능을 가지는 기재층(13);

상기 기재층(13)의 일면에 형성되고 둘 이상의 다층으로 형성된 봉지수지층(11, 12); 및

상기 기재층(13)의 타면에 형성된 보상층(14) 및 상기 보상층 상에 형성된 보호필름층(20);을 포함한다.

이 때, 상기 봉지수지층(11, 12)은 제1 봉지수지층(11) 및 제2 봉지수지층(12)을 포함할 수 있고,

각각의 제1 봉지수지층(11) 및 제2 봉지수지층은 (12) 독립적으로 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40', 40")를 포함하여 형성될 수 있다. 이 때, 상기 제2 봉지수지층(12)의 봉지수지는 상기 제1 봉지수지층(11)의 봉지수지와 동일 또는 상이한 것일 수 있다.

먼저, 봉지수지는 감압점착제 조성물을 포함할 수 있고, 바람직하게는 폴리올레핀계 수지를 포함할 수 있으며, 폴리올리핀계 수지는 폴리에틸렌(polyethylene, PE), 폴리프로필렌(polypropylene, PP), 폴리이소부틸렌(polyisobutylene) 등의 C₂~C₆알킬렌의 폴리올레핀 수지; 및 에틸렌, 프로필렌 및/또는 디엔계(diene-based) 화합물이 공중합된 랜덤 공중합체 수지; 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.

바람직한 일례를 들면, 상기 봉지수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에 있어서, R¹은 수소원자, C₃~C₁₀의 직쇄형 알케닐기(alkenyl group) 또는 C₄~C₁₀의 분쇄형 알케닐기이고, 바람직하게는 R¹은 수소원자, C₄~C₈의 직쇄형 알케닐기 또는 C₄~C₈의 분쇄형 알케닐기일 수 있다.

또한, 화학식 1의 R¹이 수소원자, C₃~C₁₀의 직쇄형 알케닐기 또는 C₄~C₁₀의 분쇄형 알케닐기임에 따라 봉지수지의 신뢰성이 더욱 우수할 수 있다.

또한, 화학식 1에 있어서, n은 중량평균분자량 30,000~1,550,000g/mol을 만족하는 유리수이고, 바람직하게는 중량평균분자량 40,000~1,500,000g/mol을 만족하는 유리수일 수 있다. 만일, 중량평균분자량이 30,000g/mol 미만이면 모듈러스 저하에 따른 패널 처짐 현상이 발생하는 문제가 있을 수 있고, 내열성이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 흡습제의 충진성이 저하됨에 따라 신뢰성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 기계적 물성이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 탄성 저하에 따른 흡습제 부피 팽창에 의한 기재와의 들뜸현상이 발생할 수 있는 문제가 있을 수 있다. 또한, 중량평균분자량이 1,550,000g/mol을 초과하면 젖음성 저하로 인해 기재와의 점착력이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 모듈러스 증가에 따라 패널에 대한 합착성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 측정방법으로 측정시 100℃~140℃, 바람직하게는 110~130℃, 더욱 바람직하게는 115℃~125℃의 결정화 온도를 가질 수 있다.

[측정방법]

200℃에서 -150℃의 온도까지 10℃/min의 속도로 냉각시키면서 시차 주사 열량측정기(Differential Scanning Calorimetry, DSC)로 측정한 열류량의 냉각곡선의 피크 분석을 통하여 결정화 온도(T_c)를 측정함.

다음으로, 점착부여제는 통상적으로 유기전자장치용 봉지재에 사용되는 점착 수지라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 수첨 석유수지, 수첨 로진수지, 수첨 로진 에스테르 수지, 수첨 테르펜 수지, 수첨 테르펜 페놀 수지, 중합 로진 수지 및 중합 로진 에스테르 수지 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

다음으로, 흡습제(40', 40")는 통상적으로 유기전자장치의 패키징에 사용되는 흡습제라면 제한 없이 사용할 수 있고, 바람직하게는 제올라이트, 티타니아, 지르코니아 또는 몬모릴로나이트 등을 성분으로 포함하는 흡습제, 금속염 및 금속산화물 중 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 금속산화물을 포함할 수 있다.

금속산화물은 실리카(SiO₂), 알루미나(Al₂O₃), 산화리튬(Li₂O), 산화나트륨(Na₂O), 산화바륨(BaO), 산화칼슘(CaO) 또는 산화마그네슘(MgO) 등의 금속산화물, 유기 금속산화물 및 오산화인(P₂O₅) 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

금속염은 황산리튬(Li₂SO₄), 황산나트륨(Na₂SO₄), 황산칼슘(CaSO₄), 황산마그네슘(MgSO₄), 황산코발트(CoSO₄), 황산갈륨(Ga₂(SO₄)₃), 황산티탄(Ti(SO₄)₂) 또는 황산니켈(NiSO₄) 등의 황산염, 염화칼슘(CaCl₂), 염화마그네슘(MgCl₂), 염화스트론튬(SrCl₂), 염화이트륨(YCl₃), 염화구리(CuCl₂), 불화세슘(CsF), 불화탄탈륨(TaF₅), 불화니오븀(NbF₅), 브롬화리튬(LiBr), 브롬화칼슘(CaBr₂), 브롬화세슘(CeBr₃), 브롬화셀레늄(SeBr₄), 브롬화바나듐(VBr₃), 브롬화마그네슘(MgBr₂), 요오드화바륨(BaI₂) 또는 요오드화마그네슘(MgI₂) 등의 금속할로겐화물 및 과염소산바륨(Ba(ClO₄)₂) 또는 과염소산마그네슘(Mg(ClO₄)₂) 등의 금속염소산염 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

흡습제는 순도가 95% 이상을 사용하는 것이 좋으며, 순도 95% 미만인 경우 수분 흡수기능이 저하될 뿐 아니라 흡습제에 포함되는 물질이 불순물로 작용해 접착필름의 불량을 야기할 수 있고, 유기전자장치에도 영향을 줄 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

한편, 본 발명의 제1봉지수지층(11) 및 제2봉지수지층(12)은 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함할 수 있다.

경화제는 통상적으로 경화제로 사용될 수 있는 물질이라면 제한없이 포함할 수 있으며, 바람직하게는 가교제의 역할을 함으로써 봉지수지층의 충분한 가교밀도를 확보할 수 있는 물질을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 중량평균분자량이 100~1,500g/mol인 우레탄 아크릴레이트계 경화제 및 중량평균분자량이 100~1,500g/mol인 아크릴레이트계 경화제 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 만일 경화제의 중량평균분자량이 100g/mol 미만이면 경도 증가에 의해 패널 합착성 및 기재와의 점착력 저하하며 미반응 경화제의 아웃가스(Outgas) 문제가 발생할 수 있고, 중량평균분자량이 1,500g/mol를 초과하면 연화성(Softness)증가에 의해 기계적 물성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

UV 개시제는 통상적으로 사용되는 UV 개시제로 사용되는 것이라면 제한 없이 포함할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, 모노 아실 포스파인(Mono Acyl Phosphine), 비스 아실 포스파인(Bis Acyl Phosphine), α-히드록시케톤(α-Hydroxyketone), α-아미노케톤(α-Aminoketone), 페닐글리옥실레이트(Phenylglyoxylate), 벤질디메틸-케탈(Benzyldimethyl-ketal) 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 봉지재층(10) 일면에 형성된 보호필름층(20)을 더 포함할 수 있으며, 구체적으로 보호필름층(20)은 봉지재층(10)의 보상층(14)상에 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 상기 봉지재층(10) 타면에 형성된 이형필름층(30)을 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 이형필름층(30)은 봉지재층(10)의 제1봉지수지층(11) 하부에 형성될 수 있다.

한편, 도 1을 참조하면, 본 발명의 봉지재층(10)은 내습 및 방열기능을 가지는 기재층(13), 상기 기재층의 일면에 형성되고 둘 이상의 다층으로 형성된 봉지수지층(11, 12) 및 상기 기재층의 타면에 형성된 보상층(14)을 포함한다.

이 때, 상기 봉지수지층(11, 12)는 제1 봉지수지층(11) 및 제2 봉지수지층(12)을 포함할 수 있고, 제2 봉지수지층(12)이 상기 기재층(13)에 접한다. 또한 상기 제1 봉지수지층(11) 일면에는 제2 봉지수지층(12)이 형성되어 있고 타면에는 이형필름층(30)이 형성될 수 있다.

본 발명의 유기전자장치용 봉지재는 하기 조건 (1)을 만족하는 것이다.

(1) 0.3 ≤ B/A ≤ 28.5

상기 조건 (1)에 있어서, A는 기재층(13)의 두께(㎛)를 나타내고, B는 보호필름층(20)의 두께(㎛)를 나타낸다.

만일, 조건 (1)의 B/A 값이 0.3 미만일 때, 봉지재료 제조 시 컬(curl) 제어가 어려울 수 있으며, 고객 공정에서의 디스플레이 패널의 휨 또는 뒤틀림을 유발할 수 있다. 뒤틀림이 심해질 경우 패널 유리의 파손을 야기하여 제조상의 문제가 될 수 있다. B/A 값이 28.5를 초과할 때, 보호필름층의 두께 및 강성이 상승하여 봉지재료와 OLED TFT Glass와의 접착 품질 하락을 유발할 수 있다. 접착 품질의 예로는 기포 발생 및 접착력 저하 등이 있을 수 있다.

본 발명의 기재층(13)은 그래핀, 탄소섬유 또는 PET, PE, PP 등의 고분자이거나 알루미늄(Al), 구리(Cu) 등의 금속 박막일 수 있다. 바람직하게는, 상기 기재층(13)은 금속 박막일 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 기재층은 투습율(Water Vapor Transmission Rate)이 1.0g/m²/day 이하, 바람직하게는 10^-2g/m²/day 미만일 수 있다. 만일 투습율이 1.0g/m²/day을 초과하면 기재층을 통한 수분 및 산소침투로 인한 봉지층의 성능 열화 및 디스플레이 패널 소자 불량을 야기할 수 있다. 이 때, 투습율은 수분 투과도 시험 방법을 통해 측정될 수 있다.

또한, 상기 기재층은 열전도도가 50 W/m·K 이상일 수 있다.

만일 상기 기재층의 열전도도가 50 W/m·K 미만인 경우, 방열 성능의 저하로 인해 소자 열화가 심화되어 소자 수명 단축의 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 기재층(13)은 인장 강도가 100~400 MPa 인 것일 수 있다. 인장 강도가 100 MPa 보다 작은 경우에는 봉지재료 강성이 낮아서 물류 공정 중에 휨 또는 꺾임의 문제가 있을 수 있고, 인장 강도가 400 MPa를 초과하는 경우에는 너무 강성이 높아, 디스플레이 패널 신뢰성 시험에서 휨 발생 시 유리의 파손의 위험을 야기할 수 있다.

또한, 이형필름층(30)의 박리력은 보호필름층(20)의 박리력 보다 낮을 수 있다. 고객 공정의 첫 번째 공정이 이형필름층을 먼저 제거하여, 제1봉지수지층과 OLED TFT GLASS와 접착을 하는 공정이나, 이형필름필름층의 박리력이 보호필름층의 박리력보다 높을 경우 보호필름층이 벗겨지고, 이형필름층이 벗겨지지 않아, 공정 오류를 유발시킬 수 있다. 이때 보호필름층은 봉지재료가 안착된 플레이트에 붙어 안착되어 있어야 한다.

또한, 보호필름층(20)은 상기 보상층과 접하는 면이 이형처리되어 있으며, 이형처리된 면의 배면의 표면저항이 9.99×10³ ~ 9.99Х10¹² Ω/

인 것을 특징으로 할 수 있다. 보호필름층의 배면 표면저항이 9.99Х10¹² Ω/

를 초과 하는 경우 물류 공정에서 보호필름층과 맞닿는 면과의 정전기 인력으로 인해 제품 이송기와의 탈락을 야기, OLED PANEL의 추락 및 파손 문제가 발생 할 수 있다.

또한, 상기 기재층(13)의 두께는 7~50㎛일 수 있고, 바람직하게는 15~40㎛, 더욱 바람직하게는 23~36㎛일 수 있다. 만일 상기 기재층(13)의 두께가 7㎛ 미만인 경우 봉지재료 제조 공정에서 주름 제어의 어려움 및 공정 주행간 원단 터짐의 문제가 문제가 있을 수 있으며, 50㎛를 초과하는 경우, 기재층의 열에 의한 체적 변화량이 높아져 디스플레이 패널 휨을 유발할 수 있다.

또한, 보호필름층(20)은 두께가 15~200㎛일 수 있고, 바람직하게는 38~125㎛, 더욱 바람직하게는 50~100㎛일 수 있다. 만일 보호필름층(20)의 두께가 15㎛ 미만인 경우 봉지재료 강성이 약해 고객 물류 공정에서 휨 및 쳐짐으로 인한 공정 오류를 유발할 수 있으며, TFT GLASS와의 합착 시 주름이 발생할 수 있다. 200㎛를 초과하는 경우 봉지재료의 두께 및 강성이 증가하여 접착 품질의 하락을 유발할 수 있다.

상기 조건 (1)을 살펴보면, 상기 기재층(13)과 보호필름층(20)의 두께비 B/A는 0.3~28.5, 바람직하게는 0.95~8.33, 더욱 바람직하게는 1.39~4.35일 수 있고, 만일 B/A가 0.3 미만이면 봉지재료 제조시 컬 제어가 어려울 수 있으며, 이후 패널 접착 공정에서의 디스플레이 패널의 휨 또는 뒤틀림을 유발할 수 있다. 뒤틀림이 심해질 경우 패널 유리의 파손을 야기하여 제조상의 문제가 될 수 있다. B/A가 28.5를 초과하면 보호필름층의 두께 및 강성이 상승하여 봉지재료와 TFT GLASS와의 접착 품질 하락을 유발할 수 있다. 접착품질 문제의 예로는 기포 발생 및 접착력 저하 등이 있을 수 있다.

상기 봉지수지층(11, 12)은 제1 봉지수지층(11)과 제2 봉지수지층(12)으로 이루어지고, 상기 제1 봉지수지층(11)와 제2 봉지수지층(12)은 1:2.8~1:5.2의 두께비를 갖는 것일 수 있다. 제1 봉지수지층(11)과 제2 봉지수지층(12)은 바람직하게는 1:3.2~1:4.8의 두께비, 더욱 바람직하게는 1:3.6~1:4.4의 두께비, 더더욱 바람직하게는 1:3.8~1:4.2의 두께비를 가질 수 있고, 만일 두께비가 1:2.8 미만이면 흡습 효율 하락으로 봉지재 성능 감소에 의한 디스플레이 소자 불량을 야기할 수 있고, 1:5.2을 초과하면 제2 봉지수지층이 두꺼워질수록 봉지재료 제조 공정상에서의 기포 발생 및 잔류용제 증가 등의 문제가 발생하여 디스플레이 소자 불량을 야기할 수 있다.

또한, 제1 봉지수지층(11)은 1~30㎛의 두께, 바람직하게는 2~15㎛의 두께, 더욱 바람직하게는 3~12㎛의 두께를 가질 수 있으며, 만일 두께가 1㎛ 미만이면 OLED TFT GLASS와의 접착 품질의 문제가 있을 수 있고, 30㎛를 초과하면 수분 및 산소의 침투경로가 확장되어 봉지재료 성능 감소의 문제가 있을 수 있다.

또한, 제2 봉지수지층(12)은 15~70㎛의 두께, 바람직하게는 30~60㎛의 두께, 더욱 바람직하게는 40~55㎛의 두께를 가질 수 있으며, 만일 두께가 15㎛ 미만이면 흡습 효율 하락으로 봉지재 성능 감소에 의한 OLED 소자 불량을 야기할 수 있고, 70㎛를 초과하면 봉지재료 제조 공정상에서의 기포 발생 및 잔류 용제 증가 등의 문제가 발생하여 OLED 소자 불량을 야기할 수 있다.

나아가, 도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 봉지수지층(11)은 유기전자장치(도2)에 직접적으로 접촉하는 층으로써, 봉지수지, 점착부여제 를 포함하여 형성될 수 있다.

제1 봉지수지층(11)에 포함되는 봉지수지는 앞서 언급한 봉지수지와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 제1 봉지수지층(11)에 포함하는 점착부여제는 앞서 언급한 점착부여제와 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 제2 봉지수지층(12)에는 흡습제(40')를 포함할 수도 있고, 포함하지 않을 수도 있다. 흡습제를 포함할 경우 앞서 언급한 흡습제와 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 흡습제로는 실리카를 사용할 수 있으며, 흡습제를 포함할 경우 이로 인해 수분 제거 성능이 우수하고, 유기전자장치와 봉지재의 분리가 방지될 수 있으며, 유기전자장치의 내구성을 현저히 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 봉지수지층(11)에 흡습제를 포함할 경우 흡습제(40")는 형상이나 입경이 제한되지 않으나, 바람직하게는 형상은 무정형 또는 구형일 수 있고, 평균 입경은 0.01~10㎛, 바람직하게는 0.1~5㎛, 더욱 바람직하게는 0.2~1㎛일 수 있고, 평균 입경이 0.01㎛ 미만이면 분산력 저하에 따른 신뢰성 및 접착력 저하의 문제가 있을 수 있고, 10㎛를 초과하면 합착 공정 중 돌출된 입자에 의한 데미지로 인해 암점의 문제가 있을 수 있다.

한편, 상기 제1 봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 94~176 중량부, 바람직하게는 108~163 중량부, 더욱 바람직하게는 121~149 중량부, 더더욱 바람직하게는 128~143 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 94 중량부 미만으로 포함하면, 내습성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 176 중량부를 초과하여 포함하면, 탄성저하(Brittle)에 따른 내구성 및 내습성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 제1 봉지수지층(11)에 흡습제(40")를 포함할 경우에는 봉지수지 100 중량부에 대하여, 흡습제(40")는 11.2 중량부 이하, 바람직하게는 10.4 중량부 이하, 더욱 바람직하게는 9.5 중량부 이하, 더더욱 바람직하게는 9.1 중량부 이하로 포함할 수 있다. 11.2 중량부를 초과하여 포함하는 경우 젖음성 부족으로 인해 유기전자장치와의 밀착력, 접착력 등 합착 불량으로 유기전자장치의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있을 수 있다.

상기 제1 봉지수지층(11)은 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40") 외에도, 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하여 형성될 수 있고, 바람직하게는 경화제 및 UV 개시제를 더 포함하여 형성될 수 있다.

제1 봉지수지층(11)에 포함하는 경화제는 앞서 언급한 경화제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있어, 이로 인해 충분한 경화 밀도 확보가 가능하며, 이를 통해 내습성 및 내열성이 우수한 장점이 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

상기 화학식 2에 있어서, A₁, A₂ 및 A₃는 각각 독립적으로 C₁~C₆의 알킬렌기이고, 바람직하게는 메틸렌기(methylene group), 에틸렌기(ethylene group) 또는 프로필렌기(propylene group)이다.

또한, 제1 봉지수지층(11)에 포함되는 경화제는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 1:5.25~1:9.75 중량비, 바람직하게는 1:6~1:9 중량비, 더욱 바람직하게는 1:6.75~1:8.25 중량비, 더더욱 바람직하게는 1:7.12~1:7.88 중량비로 포함할 수 있으며, 만일 중량비가 1:5.25 미만이면 점착력 저하에 따른 신뢰성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 1:9.75를 초과하면 봉지재의 찐 빠짐 및 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 제1 봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 28~52 중량부, 바람직하게는 32~48 중량부, 더욱 바람직하게는 36~44 중량부, 더더욱 바람직하게는 38~42 중량부를 포함할 수 있고, 만일 28 중량부 미만으로 포함할 경우 목적하는 겔화율 및 모듈러스를 달성할 수 없고, 탄성력이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 52 중량부를 초과하여 포함할 경우 높은 모듈러스 및 경도로 인해 패널 합착 불량, 젖음성 저하에 따른 점착력 저하의 문제가 있을 수 있다.

제1 봉지수지층(11)에 포함되는 UV 개시제는 앞서 언급한 UV 개시제와 동일한 물질을 포함할 수 있다.

또한, 상기 제1봉지수지층(11)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, UV 개시제 1.64~3.06 중량부, 바람직하게는 1.88~2.83 중량부, 더욱 바람직하게는 2.11~2.59 중량부, 더더욱 바람직하게는 2.23~2.48 중량부를 포함할 수 있고, 만일 1.64 중량부 미만으로 포함하게 되면 UV 경화 불량에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 3.06 중량부를 초과하여 포함하게 되면 경화밀도 저하에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.

상기 제2 봉지수지층(12)은 기재층(13)에 직접적으로 접하는 층으로써, 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40')를 포함하여 형성될 수 있다.

제2 봉지수지층(12)에 포함되는 봉지수지는 앞서 언급한 봉지수지와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 제2 봉지수지층(12)에 포함되는 봉지수지는 점착부여제는 앞서 언급한 점착부여제와 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 제2 봉지수지층(12)에 포함하는 흡습제(40')는 앞서 언급한 흡습제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 산화칼슘(CaO)을 포함할 수 있으며, 이로 인해 물리적인 흡습이 아닌 화학적인 반응을 통한 안정적인 수분 흡습이 가능하다는 장점이 있을 수 있다. 또한, 제2 봉지수지층(12)에 포함되는 흡습제(40')는 형상이나 입경이 제한되지 않으나, 바람직하게는 형상은 무정형 또는 구형일 수 있고, 평균 입경은 0.1~20㎛, 바람직하게는 0.5~10㎛, 더욱 바람직하게는 1.5~4㎛일 수 있고, 평균 입경이 0.1㎛ 미만이면 분산력 저하에 따른 신뢰성 및 점착력 저하의 문제가 있을 수 있고, 20㎛를 초과하면 합착 공정 중 돌출된 입자에 의한 데미지로 인해 암점의 문제가 있을 수 있다.

한편, 상기 제2 봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 57~107 중량부, 바람직하게는 65~99 중량부, 더욱 바람직하게는 73~90 중량부, 더더욱 바람직하게는 77~86 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 57 중량부 미만으로 포함하면, 내습성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 107 중량부를 초과하여 포함하면, 탄성저하(Brittle)에 따른 내구성 및 내습성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 제2 봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 흡습제(40') 110~205 중량부, 바람직하게는 126~190 중량부, 더욱 바람직하게는 141~174 중량부, 더더욱 바람직하게는 149~166 중량부를 포함할 수 있고, 만일, 110 중량부 미만으로 포함하는 경우 목적하는 제2 봉지수지층(12)에서의 수분 제거 효과를 달성할 수 없어 유기전자장치의 내구성이 저하되는 문제가 있을 수 있고, 205 중량부를 초과하여 포함하는 경우 접착성능이 현저히 저하되고, 수분 흡습 시 과도한 부피팽창으로 인해 제1 봉지수지층 및 제2 봉지수지층을 포함하는 봉지재층(10)이 유기전자장치에 들떠 그 사이로 수분이 급속히 침투하여 유기전자장치의 수명을 단축시키는 문제점이 있을 수 있다.

나아가, 상기 제2 봉지수지층(12)은 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제(40') 외에도, 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하여 형성될 수 있고, 바람직하게는 경화제 및 UV 개시제를 더 포함하여 형성될 수 있다.

제2 봉지수지층(12)에 포함하는 경화제는 앞서 언급한 경화제와 동일한 물질을 포함할 수 있고, 바람직하게는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, 경화제 6.36~11.82 중량부, 바람직하게는 7.27~11.0 중량부, 더욱 바람직하게는 8.18~10.0 중량부, 더더욱 바람직하게는 8.63~9.55 중량부를 포함할 수 있고, 만일 6.36 중량부 미만으로 포함할 경우 목적하는 겔화율 및 모듈러스를 달성할 수 없고, 탄성력이 저하되는 문제가 있을 수 있으며, 11.82 중량부를 초과하여 포함할 경우 높은 모듈러스 및 경도로 인해 패널 합착 불량, 젖음성 저하에 따른 점착력 저하의 문제가 있을 수 있다.

제2 봉지수지층(12)에 포함하는 UV 개시제는 앞서 언급한 UV 개시제와 동일한 물질을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제2 봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여, UV 개시제 1.27~2.37 중량부, 바람직하게는 1.45~2.19 중량부, 더욱 바람직하게는 1.63~2.0 중량부, 더더욱 바람직하게는 1.72~1.91 중량부를 포함할 수 있고, 만일 1.27 중량부 미만으로 포함하게 되면 UV 경화 불량에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있고, 2.37 중량부를 초과하여 포함하게 되면 경화밀도 저하에 따른 내열성이 좋지 않은 문제가 있을 수 있다.

제2 봉지수지층(12)에는 금속 분말을 더 포함할 수 있다.

상기 금속분말의 종류에는 니켈, 철, 구리, 티타늄, 알루미늄 등이 있을 수 있으며, 넓게는 금속재료 전체를 포함할 수 있다. 금속분말의 첨가 목적은 수분 또는 산소를 흡착하여 OLED 소자 불량을 방지하기 위함에 있다.

또한, 본 발명의 제2 봉지수지층(12)은 봉지수지 100 중량부에 대하여,

금속분말 1.4~20.4 중량부, 바람직하게는 2.5~15.5 중량부, 더욱 바람직하게는 3.5~10.5 중량부를 포함할 수 있고, 만일 1.4 중량부 미만으로 포함하게 되면 OLED 소자 불량 방지성능의 저하가 있을 수 있고, 20.4 중량부를 초과하여 포함하게 되면 투과도 저하에 따른 경화도가 낮아지는 문제가 있을 수 있다. 경화도가 낮아지면 봉지수지층의 기계적 및 열적 특성이 낮아져 투습방지 성능이 낮아지는 문제가 있을 수 있다.

또한, 상기 보상층(14)은 본 발명의 봉지재에 두께를 더욱 부가하여 TFT GLASS와의 접착 품질 개선 효과를 부여하는 것으로서, 10㎛~300㎛의 두께, 바람직하게는 20~150㎛의 두께, 더욱 바람직하게는 30~100㎛의 두께를 가질 수 있다. 만일 두께가 10㎛ 미만이면 충분한 두께 보상을 하지 못해 TFT GLASS와의 접착 품질 문제가 있을 수 있고, 300㎛를 초과하면 봉지재료 찐 빠짐 등의 문제가 있을 수 있다.

상기 보상층(14)은 바람직하게는 감압 접착제층(PSA) 또는 추가적인 봉지수지층, 즉 제3 봉지수지층일 수 있다.

상기 보상층(14)이 제3 봉지수지층인 경우, 상기 제3 봉지수지층은 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제를 포함하여 형성될 수 있다.

상기 제3 봉지수지층의 봉지수지는 제1 봉지수지층의 봉지수지와 동일한 봉지수지이거나, 제2 봉지수지층의 봉지수지와 동일한 봉지수지이거나 또는 제3의 봉지수지일 수 있다.

나아가, 도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 봉지재는 내습 및 방열기능을 가지는 기재층(13), 상기 기재층(13)의 일면 상에 형성된 봉지수지층(11, 12) 및 상기 기재층의 타면 상에 형성된 보상층(14)을 포함한다.

또한, 봉지수지층(11, 12), 기재층(13) 및 보상층(14)은 건조 또는 경화된 상태의 봉지재층(10, 10')일 수 있다.

또한, 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 유기전자장치용 봉지재에 있어서, 상기 봉지수지층, 특히 제1 봉지수지층(11) 상에는 이형필름층(30)을 더 포함할 수 있다.

상기 이형필름층(30)은 이형 시트(liner sheet) 소재로 당업계에서 일반적으로 사용하는 이형시트 소재를 사용할 수 있으며, 바람직한 일례를 들면, PET(polyethylene terephthalate), 종이(Paper), PI(Poly Imide) 및 PE(Poly Ester) 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.

또한, 이형필름층(30)의 두께는 15㎛~75㎛, 바람직하게는 25㎛~60㎛, 더욱 바람직하게는 35㎛~55㎛일 수 있다.

또한, 상기 보호필름층(20)은 본 발명에 따른 봉지재의 강성을 보완하여 고객 물류 공정성을 개선하는 역할을 하며 또한 상기 보상층(14)에 대한 이형필름의 역할을 한다. 상기 보호필름층(20)은 바람직하게는 PET, PE, PI, PTFE, PP, PU, PVC 및 고분자 필름 중에서 선택된 하나일 수 있다.

그러나, 보호필름층(20)의 소재는 반드시 이에만 제한되는 것은 아니며, 일반적인 고분자 필름 소재들 가운데에서 자유롭게 선택 가능하다.

상기 보호필름층(20)은 15㎛~200㎛의 두께를 갖는 것일 수 있다. 바람직하게는, 상기 보호필름층은 38㎛~125㎛의 두께를 가질 수 있으며, 더욱 바람직하게는 50㎛~100㎛의 두께를 가질 수 있다.

만일 상기 보호필름층(20)의 두께가 15㎛ 미만인 경우 봉지재료 강성이 약해 고객 물류 공정에서 휨 및 처짐으로 인한 공정 error를 유발 할 수 있으며, TFT GLASS와의 합착 시 주름이 발생 할 수 있다. 두께가 200㎛를 초과하는 경우, 봉지재료의 두께 및 강성이 증가하여 접착 품질의 하락을 유발 할 수 있다.

본 발명의 바람직한 일실시예에 있어서, 상기 이형필름층(30)의 제1 봉지수지층(11)에 대한 박리력은 상기 보호필름층(20)의 보상층(14)에 대한 박리력보다 작은 것일 수 있다.

봉지재를 사용하여 유기전자장치를 패키징하는 공정에 있어서, 먼저 이형필름층(30)을 제거하여 TFT GLASS에 봉지재를 접착하고, 이어서 보호필름층(20)을 제거한 후, 이너 플레이트(inner plate)를 접착하는 순서로 진행되기 때문에 이형필름층(30)을 제거할 때, 보호필름층(20)은 제거되면 안 된다. 따라서, 이형필름층(30)의 박리력은 보호필름층(20)의 박리력보다 작은 것이 바람직하다.

나아가, 도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명의 유기전자장치는 기판(1), 기판(1)의 적어도 일면에 형성된 유기전자장치(2) 및 상기 유기전자장치(2)를 패키징하는 본 발명의 유기전자장치용 봉지재층(10)을 포함할 수 있다.

기판(1)은 바람직하게는 유리기판, 수정기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 및 구부릴 수 있는 유연한 폴리머 필름 중 어느 하나가 사용될 수 있다.

기판(1)의 적어도 일면에 형성된 유기전자장치(2)는 상기 기판(1) 상에 하부전극을 박막하고 그 위로 n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층, 상부전극을 순차적으로 적층한 후 식각하여 형성되거나 또는 별도의 기판을 통해 제조된 후 상기 기판(1) 상에 배치시켜 형성시킬 수 있다. 이러한 유기전자장치(2)를 기판(1) 상에 형성시키는 구체적인 방법은 당업계의 공지관용의 방법에 의할 수 있는 바, 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으며, 상기 유기전자장치(2)는 유기발광다이오드일 수 있다.

다음으로, 본 발명의 유기전자장치용 봉지재(10)는 유기전자장치(2)를 패키징하며, 상기 패키징의 구체적 방법은 공지된 통상적인 방법에 의할 수 있고, 본 발명에서는 특별히 한정하지는 않는다. 이에 대한 비제한적인 예로서, 기판(1) 상에 형성된 유기전자장치(2)에 유기전자장치용 봉지재(10)의 제1 봉지수지층(11)이 유기전자장치(2)와 직접적으로 접촉시킨 상태에서 진공 프레스 또는 진공 라미네이터 등을 사용하여 열 및/또는 압력을 가해 수행할 수 있다. 또한, 유기전자장치용 봉지재(10)의 경화를 위해 열을 가할 수 있고, 광경화되는 봉지수지를 포함하는 봉지재의 경우 광이 조사되는 챔버로 이동시켜 경화과정을 더 거칠 수 있다.

이하, 본 발명을 하기 실시예들을 통해 설명한다. 이때, 하기 실시예들은 발명을 예시하기 위하여 제시된 것일 뿐, 본 발명의 권리범위가 하기 실시예들에 의해 한정되는 것은 아니다.

실시예 1: 유기전자장치용 봉지재의 제조

(1) 제1 봉지수지층 제조

봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 82 중량부, 경화제 7 중량부 및 UV 개시제 2 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.

이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-525(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 3-1으로 표시되는 화합물을 1:0.3 중량비로 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였다.

제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 600cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 38㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(REL382, Toray)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 10 ㎛인 제2 1 봉지수지층을 제조하였다.

[화학식 1-1]

상기 화학식 1-1에 있어서, 상기 R¹은 이소프렌이고, 상기 n은 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 중량평균분자량 400,000g/mol를 만족시키는 유리수이다.

[화학식 2-1]

[화학식 3-1]

(2) 제2 봉지수지층 제조

봉지수지 100 중량부에 대하여, 점착부여제 90 중량부, 경화제 10 중량부, UV 개시제 2 중량부, 화소불량방지제 8 중량부 및 흡습제 210 중량부를 혼합하여 혼합물을 제조하였다.

이 때, 봉지수지로서 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, 점착부여제로서 SU-525(코오롱인더스트리 사)를 사용하였으며, 경화제로서 하기 화학식 2-1로 표시되는 화합물을 사용하였고, UV 개시제로서 irgacure TPO(Ciba 사)를 사용하였고, 화소불량방지제로서 평균입경이 0.5㎛ 니켈을 사용하였고, 흡습제로서 평균입경이 3㎛인 산화칼슘을 사용하였다.

제조한 혼합물은 20℃의 온도에서 점도 600cps로 맞추고, 캡슐 필터를 통과시켜 이물질을 제거한 후 두께가 36㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(TG65R, SKC)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 40 ㎛인 제2 봉지수지층을 제조하였다.

[화학식 1-1]

[화학식 2-1]

(3) 보상층 제조

제1 봉지수지층과 동일한 조성으로 보상층을 제조하였다. 다만 제1 봉지수지층과 달리 두께가 75㎛인 중박리 대전방지 이형 PET(HT&M R4010P)에 슬롯 다이 코터를 이용하여 도포하고, 이후 160℃의 온도로 건조시켜서 용매를 제거한 후 최종 두께 50㎛인 보상층을 제조하였다.

(4) 기재층 제조

기재층으로는 두께 30㎛의 알루미늄 호일(한국알루미늄사의 AL3104 제품)을 사용하고,

상기 보상층과 70℃ 라미롤을 통과시켜서 적층하였다.

상기 알루미늄 호일은 투습율 및 열전도도가 각각 10^-4g/㎡/day및 160 W/m·K이었으며, 이를 하기 표 1에 기재하였다.

(5) 봉지재료의 제조

상기 제조된 제1 봉지수지층(11)의 제2 봉지수지층(12)이 대면하도록 합지하여 70℃ 라미롤을 통과시켜서 봉지수지층 (11, 12)를 제조하였다.

이후, 제2 봉지수지층의 보호필름을 제거하여 상기 보상층이 적층되어 있는 기재층과 대면하도록 합지하여 70℃ 라미롤을 통과시켜서 봉지재료를 완성 하였다.

실시예 2~7 및 비교예 1~2: 유기전자장치용 봉지재의 제조

실시예 1과 동일하게 실시하되, 봉지수지층, 기재층 및 보상층의 두께 및 물성을 하기 표 1과 같이 조절한 점만을 달리 하여 봉지재를 제조하였다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4
제1 봉지수지층 두께(㎛)	10	10	10	10
제2 봉지수지층 두께(㎛)	40	40	40	40
봉지수지층 두께의 합(㎛)	50	50	50	50
기재층 재질/두께(A, ㎛)	AL 3104 30	PET 23	SUS430 50	AL 1050 30
기재층 투습률 (g/m²/day)	10^-4	16~20	10^-4	10^-4
기재층 열전도도 (W/m·K)	160	0.29	25~30	231
기재층 인장강도 (MPa)	310	55	650	75
보상층 (재질/두께)	PSA/50	PSA/50	PSA/50	PSA/50
보호필름층 두께 (B, ㎛)	75	75	75	75
B/A	2.5	3.26	1.5	1.5
보호필름층표면저항 (Ω/□)	5.6×10⁶	5.6×10⁶	5.6×10⁶	5.6×10⁶

	실시예 5	실시예 6	실시예 7	비교예 1	비교예 2
제1 봉지수지층두께(㎛)	10	10	10	10	10
제2 봉지수지층두께(㎛)	40	40	40	40	40
봉지수지층 두께의 합(㎛)	50	50	50	50	50
기재층 재질/두께(A, ㎛)	Fe 50	AL 1235/ 5	AL 3104/ 75	AL3104/ 75	AL 1235/ 7
기재층 투습률 (g/m²/day)	10^-4	10^-4	10^-4	10^-4	10^-4
기재층열전도도 (W/m·K)	80	160	160	160	160
기재층 인장강도 (MPa)	800	130	310	310	130
보상층 (재질/두께, ㎛)	PSA/50	PSA /50	PSA /50	PSA /50	PSA /50
보호필름층 두께 (B, ㎛)	75	75	75	15	250
B/A	1.5	25.0	1.0	0.2	35.7
보호필름층 표면저항 (Ω/□)	5.6×10⁶	5.6×10⁶	5.6×10⁶	5.6×10⁶	5.6×10⁶

실험예 1

상기 실시예 및 비교예를 통해 제조된 봉지재에 대해 하기의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

1. 봉지재의 수분 침투 평가

시편(=봉지재)을 95㎜×95㎜ 크기로 재단한 후 100㎜×100㎜ 무알칼리 유리에 보호필름을 제거한 후 무알칼리 유리의 4면의 가장자리 부위로부터 2.5mm 안쪽으로 시편이 위치될 수 있도록 잘 맞춘 후 65℃로 가열된 롤 라미네이터를 이용하여 부착하였다. 부착된 시편에 남아있는 이형필름을 제거한 후 또 다른 100㎜Х100㎜ 무알칼리 유리를 덮어 진공라미기로 65℃에서 1분간 라미네이션 하여 기포 없이 합착된 샘플을 제작한다. 합착이 완료된 샘플은 85℃, 상대습도 85%로 세팅된 신뢰성 챔버에서 1000 시간 단위로 수분이 침투한 길이를 현미경으로 관찰하였다.

2. 봉지재의 부피 팽창 평가

30㎜×20㎜로 재단된 50㎛ 두께의 SUS 판에 시편(=봉지재)의 이형필름을 제거한 후 약 65℃로 가열된 롤라미네이터를 이용하여 부착했다. 부착된 시편은 SUS 크기에 맞게 칼로 잘라 후 40㎜×30㎜ 0.5T 무알칼리 Glass에 65℃로 가열된 롤라미네이터를 이용하여 부착했다. Glass와 SUS 사이에 시편이 보이드(Void) 없이 잘 부착되었는지 확인한 후 85℃, 상대습도 85%로 세팅된 신뢰성 챔버에서 100시간 간격으로 1,000시간 동안 관찰하여 수분을 흡습한 부위에서 SUS를 기준으로 시편의 높이 변화를 광학현미경을 통해 관찰하였다.

관찰결과 수분 흡습 부위에 높이 변화가 12㎛ 미만인 경우 ◎, 수분 흡습 부위에 높이 변화가 12~14㎛ 미만인 경우 ○, 수분 흡습 부위에 높이 변화가 14~16㎛ 미만인 경우 △, 수분 흡습 부위에 높이 변화가 16㎛ 이상인 경우 ×로 나타내었다.

3. 봉지재의 내열성 평가

시편(=봉지재)을 50㎜Х80㎜ 크기로 재단하고, 시편의 보호필름을 제거한 후 60㎜Х150㎜ 0.08T Ni 합금에 80℃, Gap 1mm, Speed 1의 조건에서 롤라미네이터를 이용하여 부착했다. 상기 부착된 시편의 이형필름을 제거한 후 30㎜Х70㎜ 0.5T 무알카리 Glass에 80℃, Gap 1mm, Speed 1의 조건에서 롤라미네이터를 이용하여 부착했다. 상기 Glass에 부착된 시편을 130℃의 체임버(Chamber)에 수직으로 고정한 후, 1kg의 추를 매달아 봉지수지의 흐름 유무를 파악하였다. 이 때, 평가결과 이상이 없는 경우 ○, 조금이라도 흐를 경우 ×로 나타내었다.

4. 글래스 점착력 평가

실시예 및 비교예에 따라 제조한 봉지재에 대하여, 2 kg 핸드롤러(2kg hand roller)을 통해 점착력 측정 테이프(7475, TESA)를 봉지재의 상면에 라미네이션하고, 시료(=봉지재)를 폭 25㎜ 및 길이 120㎜로 재단한 후, 80℃에서 봉지재 하면을 무알카리 글래스에 라미네이션한 후, 시료를 30분 동안 상온에서 방치하고, 만능재료시험기(UTM)을 통해 300㎜/min 속도로 글래스 점착력을 측정하였다.

5. 메탈 점착력 평가

실시예 및 비교예에 따라 제조한 봉지재에 대하여, 80℃에서 봉지재 상면을 두께 80㎛의 Ni 합금에 라미네이션하고, 점착력 측정 테이프(7475, TESA)를 접착필름 하면에 라미네이션하여, 시료(=접착필름)를 폭 25㎜ 및 길이 120㎜로 재단한 후, 준비된 시료를 30분 상온 방치하고, 만능재료시험기(UTM)을 통해 300㎜/min 속도로 메탈 점착력을 측정하였다.

6. 기재층의 투습률 평가

기재층을 100℉ 및 100%의 상대습도에 위치시킨 상태에서 기재층의 두께

방향에 대한 투습률을 측정하였다. 상기 투습률은 ASTM F1249에서의 규정에 따라서 측정하였다.

7. 기재층의 열전도도 평가

기재층을 LFA (Laser Flash Analysis) 장비를 사용하여 25℃ 조건에서 Thru-Plan에 대한 열전도도를 측정하였다.

8. 기재층의 인장강도 평가

기재층을 만능재료시험기 (UTM: Universal Testing Machine)를 사용하여 인장강도를 측정하였다. 인장강도는 ASTM E8/E8M의 규정에 의거하여 측정하였다.

9. 보호필름의 표면저항 평가

보호필름의 이형처리층의 배면의 표면저항을 분석하기 위해 시편을 100*100mm로 재단한다. 이때 구김이 있을 경우 저항 값의 오차가 발생할 수 있어 구김에 유의한다. 시료를 측정 Plate 중앙에 위치시킨다. 이때 Plate 재질은 부도체를 사용한다. 분석 장비 (Grade: TREK 152-1)를 사용하고 2 Point Probe를 사용하여 측정한다. 특정 전압을 설정한 후, 측정하고자 하는 면에 2개의 Probe를 닿게 한 후 힘주어 눌러 전류를 흘리고 분석 장비에 표기되는 값으로 분석하였다.

실험예 2

ITO 패턴이 있는 기판상에 유기발광소자(정공수송층 NPD/두께 800A, 발광층 Alq3/두께 300A, 전자주입층 LiF/두께 10A, 음극 Al + Liq/두께 1,000 A)를 증착 적층 후, 제작된 소자에 실시예 및 비교예에 따른 봉지재를 상온 라미네이션한 후 녹색을 발광하는 OLED 단위 시편을 제작하였다. 이후 시편에 대해 하기의 물성을 평가하여 표 1에 나타내었다.

1. 봉지재의 수분 침투에 따른 유기발광소자의 내구성 평가

시편을 85℃, 상대 습도 85%의 환경에서 시간대별 발광부에서의 화소축소(Pixel shrinkage)와 다크스팟(Dark spot)의 생성 및/또는 성장을 ×100의 디지털 현미경으로 100시간 단위로 관찰하여 화소 축소가 50% 이상 발생 및/또는 다크 스팟이 생성되기까지 소요된 시간을 측정하였다.

이때, 화소축소 50% 이상 발생 및 다크스팟 생성 소요시간이 1,000 시간 이상 일 경우 ◎, 화소축소 50% 이상 발생 및 다크스팟 생성 소요시간이 1000시간 미만~800시간 이상일 경우 ○, 화소축소 50% 이상 발생 및 다크스팟 생성 소요시간이 800시간 미만~600시간 이상 일 경우 △, 화소축소 50% 이상 발생 및 다크스팟 생성 소요시간이 600시간 미만 일 경우 ×로 나타내었다.

2. 봉지재의 내구성 평가

시편을 85℃, 상대습도 85% 로 세팅된 신뢰성 챔버에서 100시간 간격으로 1,000시간 동안 관찰하여 유기전자장치와 봉지재간의 계면분리, 크랙 또는 접착필름내 기포발생, 접착층 간의 분리 등을 광학현미경을 통해 관찰하여 물리적 손상여부를 평가하였다. 평가결과 이상이 없는 경우 ○, 계면분리, 크랙 또는 봉지재 내의 기포발생, 제1 및 제2봉지수지층 간의 분리 등 어떠한 이상이라도 발생하는 경우 ×로 나타내었다.

3. 물류 공정이상 유무

봉지재료 시편을 250mm×30mm로 재단하여 높이가 조절 가능한 지그에 50mm는 고착시키고, 200mm는 자중으로 처지게 하여 고착된 반대의 끝단이 바닥에 닿기 전까지 높이를 조절한다. 200mm 길이 시편이 바닥과 맞닿는 높이가 130mm미만이면 ○, 처짐높이가 130mm 이상이면 ×로 나타내었다.

4. 패널 고온/고습 휨 이상 유무

봉지재료 시편을 250Х30mm로 재단하고, 260Х35mm, 0.5T 무알카리 GLASS와 중심을 맞추어 70℃ 라미롤을 통과시켜 접착시킨다.

이를 85℃/85% RH 챔버에 48시간 동안 투입 후 꺼내어 상온 봉지재료가 상면을 보고, 0.5T 무알카리 GLASS가 TABLE과 맞닿도록 40시간을 방치한다.

상기 방법으로 제작된 시편을 Height Gauge를 사용하여 Table - 무알카리 GLASS간의 벌어진 높이를 측정한다. 높이가 2mm 미만이면 ○, 높이가 2mm 이상이면 ×로 나타내었다. 좌, 우 각 1회 측정하며 어느 한쪽이라도 2mm를 초과하면 ×로 나타내었다

구분		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5
접착 필름	수분침투길이 (㎛)	1.7	3.5	2.1	1.8	1.8
	부피팽창평가	◎	×	○	○	○
	내열성 평가	○	×	○	○	○
글래스 점착력 (gf/25mm)	2,423	2,106	2,592	2419	2384
메탈 점착력(gf/25mm)	1,834	1,443	1,966	1913	1882
OLED 시편	유기발광소자 내구성 평가	◎	△	○	○	○
	봉지재의 내구성 평가	○	×	○	○	×
	물류 공정 이상 유무	○	○	○	×	×
	Panel 고온/고습휨 이상 유무	○	×	×	×	×
	구분	실시예 6	실시예 7	비교예 1	비교예 2
접착 필름	수분침투길이 (㎛)	3.8	0.1	0.1	3.3
	부피팽창평가	○	×	×	○
	내열성 평가	○	×	×	○
	글래스 점착력 (gf/25mm)	2,524	2,300	2,481	1,725
	메탈 점착력 (gf/25mm)	1,901	1,852	1,769	968
OLED 시편	유기발광소자 내구성 평가	○	○	○	×
	봉지재의 내구성 평가	○	○	×	×
	물류 공정 이상 유무	×	○	○	○
	Panel 고온/고습휨 이상 유무	○	×	×	○

본 발명의 단순한 변형이나 변경은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해서 용이하게 실시될 수 있으며, 이러한 변형이나 변경은 모두 본 발명의 영역에 포함되는 것으로 볼 수 있다.

1: 기판
2: 유기전자장치
10: 봉지재층
11: 제1 봉지수지층
12: 제1 봉지수지층
13: 기재층
14: 보상층
20: 보호필름층
30: 이형필름층
40': 점착부여제 및 흡습제
40": 점착부여제 및 흡습제
50': 금속 분말

Claims

내습 및 방열기능을 가지는 기재층;
상기 기재층의 일면에 형성되고 둘 이상의 다층으로 형성된 봉지수지층; 및
상기 기재층의 타면에 형성된 보상층 및 상기 보상층 상에 형성된 보호필름층;을 포함하고,
하기 조건 (1)을 만족하는 유기전자장치용 봉지재:
(1) 0.3≤B/A≤28.5
상기 조건 (1)에 있어서, A는 기재층의 두께(㎛)를 나타내고, B는 보호필름층의 두께(㎛)를 나타낸다.
제1항에 있어서,
상기 기재층은 투습율(Water Vapor Transmission Rate)이 1.0 g/m²/day 이하이고,
열전도도가 50 W/m·K 이상인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 기재층은 금속 박막인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제3항에 있어서,
상기 기재층은 인장 강도가 100~400 MPa인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 A는 7~50㎛, B는 15~200㎛인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 봉지수지층은, 제1 봉지수지층 및 기재층과 상기 제1 봉지수지층 사이에 개재된 제2 봉지수지층으로 이루어지며,
상기 제1봉지수지층 및 제2봉지수지층은 1:2.8~1:5.2의 두께비를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제6항에 있어서,
상기 제1 봉지수지층은 1~30㎛의 두께를 가지고,
상기 제2 봉지수지층은 15~70㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 보상층은 감압접착제층(PSA) 또는 제3 봉지수지층인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 보상층은 10~300㎛의 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제6항에 있어서,
상기 제1 봉지수지층 및 제2 봉지수지층은 각각 독립적으로 봉지수지, 점착부여제 및 흡습제를 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제10항에 있어서,
상기 제1 봉지수지층 및 제2 봉지수지층은 각각 독립적으로 경화제 및 UV 개시제 중에서 선택된 1종 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 기재층의 일면에 형성된 봉지수지층의 기재층과 접하는 면의 반대면에 이형필름층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제12항에 있어서,
상기 이형필름층의 박리력은 상기 보호필름층의 박리력보다 낮은 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 보호필름층은 상기 보상층과 접하는 면이 이형처리되어 있으며, 이형처리된 면의 배면의 표면저항이 9.99×10³~9.99×10¹²Ω/□인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.
제1항에 있어서,
상기 봉지수지층, 기재층 및 보상층, 보호필름층 두께의 합은 48~650㎛인 것을 특징으로 하는 유기전자장치용 봉지재.