KR20220169198A

KR20220169198A - 밀봉재 조성물 및 이를 포함하는 유기전자장치

Info

Publication number: KR20220169198A
Application number: KR1020210079311A
Authority: KR
Inventors: 이태섭; 임윤빈; 김하늘; 김정곤; 제갈관; 임이슬
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2021-06-18
Filing date: 2021-06-18
Publication date: 2022-12-27

Abstract

본 출원은 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있고, 전면 발광형 유기전자장치의 구현이 가능하며, 잉크젯 방식으로 적용 가능한 밀봉재 조성물, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 유기전자장치를 제공한다.

Description

밀봉재 조성물 및 이를 포함하는 유기전자장치{Encapsulating composition and Organic electronic device comprising the same}

본 발명은 밀봉재 조성물 및 이를 포함하는 유기전자장치에 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 종류를 말한다.

최근, 표시장치의 대형화 및 박형화의 추세에 맞추어, 전술한 표시장치에 사용되는 터치센서의 구조의 폼 팩터가 변화되고 있는 실정이다. 이에 따라, 터치센서를 밀봉층 상에 형성하는 표시 장치가 개발되고 있다.

한편, 표시장치의 박형화에 따라, 터치센서를 이루는 터치센서용 전극과 화상표시장치 내 상부 전극 간 간격이 좁아지게 되므로 기생 전류를 발생시켜 터치센서의 터치 감도가 낮아지는 문제가 생길 수 있다.

따라서, 밀봉층의 유전율을 낮추어 사용자 터치 감도를 높이는 것이 주요 해결 과제이다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 저유전율의 특성을 바탕으로 우수한 터치 민감도를 구현할 수 있는 밀봉재 조성물을 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.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 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 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.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<밀봉재 조성물>

본 출원은 유기전자소자 밀봉재 조성물에 관한 것이다. 상기 밀봉재 조성물은 예를 들면, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용되는 밀봉재일 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 밀봉재 조성물은 유기전자소자의 전면을 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용될 수 있다. 따라서, 상기 밀봉재 조성물이 캡슐화에 적용된 후에는 유기전자장치의 전면을 밀봉하는 형태로 존재할 수 있다.

본 명세서에서, 용어 「유기전자장치」는 서로 대향하는 한 쌍의 전극 사이에 정공 및 전자를 이용하여 전하의 교류를 발생하는 유기재료층을 포함하는 구조를 갖는 물품 또는 장치를 의미하며, 그 예로는, 광전지 장치, 정류기, 트랜스미터 및 유기발광다이오드(OLED) 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원의 하나의 예시에서 상기 유기전자장치는 OLED일 수 있다.

본 출원의 밀봉재 조성물은 전면 발광형 유기전자소자 상에 직접 상기 소자와 접촉하도록 적용되는 것으로, 경화 후 우수한 광학 특성을 가져야 하고, 잉크젯 공정에 적용하기 위하여 우수한 저점도를 구현하여야 하고, 특히, 저유전율 특성을 바탕으로 박막의 유기전자장치에서 우수한 터치 민감도를 구현할 수 있어야 한다. 이에, 본 출원은 후술하는 바와 같이 화합물 분극률을 특정 범위로 제어하여, 상기, 광학 특성, 소자 신뢰성, 저점도성, 고경도 뿐만 아니라 저유전률을 동시에 구현할 수 있는 유기전자소자 봉지용 조성물을 제공할 수 있다.

본 출원에서, 상기 밀봉재 조성물은 적어도 하나 이상의 경화성 관능기를 갖는 경화성 화합물을 포함할 수 있고, 경화성 화합물은 광경화성 또는 열경화성 화합물일 수 있다. 일 예로서, 본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 경화성 관능기로 양이온 경화성 관능기를 갖는 양이온 경화성 경화성 화합물을 포함할 수 있다.

하나의 구체예에서, 본 출원의 밀봉재 조성물은 적어도 하나 이상의 양이온경화성 관능기를 갖는 양이온 경화성 화합물을 포함하고, 조성물 분극률이 1.53 이하, 1.52 이하, 1.51 이하, 1.5 이하, 1.49 이하, 1.48 이하, 1.47 이하, 1.46 이하, 1.45 이하, 1.44 이하, 1.43 이하, 1.42 이하, 1.41 이하, 1.4 이하, 1.39 이하, 1.38 이하, 1.37 이하, 1.36 이하, 1.35 이하, 1.34 이하, 또는 1.33 이하일 수 있고, 조성물 분극률의 하한은 1 이상일 수 있다.

여기서, 조성물 분극률은 상기 밀봉재 조성물을 이루는 각각의 양이온 경화성 화합물에 대한 화합물 분극률과 당해 화합물 중량비율을 곱한 값의 총합이고, 상기 화합물 분극률은 하기 일반식 1로 계산될 수 있다.

[일반식 1]

화합물 분극률 = (당해 화합물의 분자 구조 내에 포함된 탄소의 개수와 산소의 개수를 합한 값) / (당해 화합물의 분자 구조 내에 포함된 탄소의 개수에서 산소의 개수를 감한 값)

일반식 1에서 당해 화합물의 분자 구조 내에 포함된 탄소(또는 수소)의 개수는 화합물을 이루고 있는 탄소(또는 수소)의 개수를 일컫는 것으로, 밀봉재 조성물이 화합물(a), 화합물(b), 화합물(c) 및 화합물(d)로 이루어진 경우, 조성물 분극률은 (a 화합물 분극률 * a 화합물 중량비율) + (b 화합물 분극률 * b 화합물 중량비율) + (c 화합물 분극률 * c 화합물 중량비율) + (d 화합물 분극률 * d 화합물 중량비율)로 계산될 수 있다.

즉, 본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 조성물을 이루는 양이온 경화성 화합물의 조성물 분극률을 제어함으로써, 조성물의 유전율을 낮추고, 결과적으로 밀봉층과 인접하는 터치 센서의 터치 감도를 높일 수 있다.

하나의 예시에서, 양이온 경화성 화합물은 분자 구조 내에 2 이상의 고리가 융합되어 있는 융합 고리(fused ring)를 갖는 지환족 에폭시 화합물(C)을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 지환족 에폭시 화합물은 양이온 경화성 관능기로 에폭시기를 포함하고, 옥세탄기를 포함하지 않을 수 있고, 일 예로서, 지환족 에폭시 화합물(C)은 분자 구조 내에 고리를 적어도 2 이상 12 이하, 2 내지 6 이하 , 2 내지 4 이하로 포함할 수 있고, 상기 고리는 3 내지 12, 4 내지 10, 또는 5 내지 8의 고리 구성 원자로 형성될 수 있다. 또한, 일 예로서, 지환족 에폭시 화합물(C)은 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.

하나의 예시에서, 지환족 에폭시 화합물(C)은 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2의 단위를 포함할 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

화학식 1에서, R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 적어도 하나 이상의 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 포함할 수 있고, 화학식 2에서, R₃ , R₄ 및 R₅는 각각 독립적으로 적어도 하나 이상의 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 포함할 수 있고, 상기 알킬기는 다리걸친(bridged) 고리를 형성할 수 있다. 본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 지환족 화합물을 포함함으로써, 저유전율을 구현할 수 있다.

하나의 예시에서, 밀봉재 조성물을 기준으로 분자 구조 내에 2개 이상의 고리가 융합되어 있는 융합 고리(fused ring)를 갖는 지환족 에폭시 화합물(C)은 5 내지 50 중량%로 포함될 수 있고, 일 예로서, 그 하한은 6 중량% 이상, 7 중량% 이상, 8 중량% 이상, 9 중량% 이상, 10 중량% 이상, 11 중량% 이상, 12 중량% 이상, 13 중량% 이상, 14 중량% 이상, 15중량% 이상, 17 중량% 이상, 20 중량% 이상, 23 중량% 이상, 25 중량% 이상, 27 중량% 이상, 30 중량% 이상, 또는 33 중량% 이상일 수 있고, 그 상한은 45 중량% 이하, 40 중량% 이하, 36 중량% 이하, 34 중량% 이하, 30 중량% 이하, 27 중량% 이하, 23 중량% 이하, 20 중량% 이하, 또는 18 중량% 이하일 수 있다. 이와 같이 특정 범위로 포함함으로써, 본 발명이 목적하는 물성을 만족할 수 있다.

또한, 하나의 구체예에서, 양이온 경화성 화합물은 지방족 에폭시 화합물(A)을 포함할 수 있다. 지방족 에폭시 화합물(A)은 양이온 경화성 관능기로 적어도 1 이상의 에폭시기를 포함하는 것으로, 옥세탄기나 분자 구조 내에 환형 구조를 포함하지 않을 수 있다. 나아가, 지방족 에폭시 화합물(A)은 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있고, 그 종류는 특별히 제한되지 않으나, 일 예로서, 에폭시기를 2 이상 갖는 다관능 에폭시 화합물은 포함하지 않을 수 있다. 또한, 지방족 에폭시 화합물(C)은 탄소수 8 내지 16, 10 내지 14, 또는 11 내지 13인 직쇄 또는 분지쇄일 수 있다.

하나의 예시에서, 지방족 에폭시 화합물(A)은 지환족 에폭시 화합물(C) 100 중량부 대비 60 내지 250 중량부로 포함될 수 있고, 일 예로서, 그 하한은 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 90 중량부 이상, 100 중량부 이상, 105 중량부 이상, 110 중량부 이상, 120 중량부 이상, 130 중량부 이상, 140 중량부 이상, 150 중량부 이상, 160 중량부 이상, 170 중량부 이상, 180 중량부 이상, 190 중량부 이상, 또는 200 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 245 중량부 이하, 235 중량부 이하, 225 중량부 이하, 215 중량부 이하, 205 중량부 이하, 195 중량부 이하, 185 중량부 이하, 155 중량부 이하, 125 중량부 이하, 115 중량부 이하, 95 중량부 이하, 또는 85 중량부 이하일 수 있다. 본 출원은 상기 함량 범위를 제어함으로써, 밀봉재 조성물이 유기전자소자를 전면 밀봉함에 있어서 소자 손상을 방지할 수 있도록 하고, 잉크젯 가능한 적정 물성을 갖게 하며, 경화 후 저유전율을 함께 구현할 수 있게 한다.

일 구체예에서, 양이온 경화성 화합물은 옥세탄 화합물(B)을 포함할 수 있다. 여기서, 옥세탄 화합물은 양이온 경화성 관능기로 옥세타닐기인 4원 고리형 에테르기를 포함하는 것으로, 에폭시기를 포함하지 않을 수 있다. 이에 제한되는 것은 아니나, 옥세탄 화합물(B)은 서로 다른 2종 이상의 화합물을 포함할 수 있고, 그 종류는 크게 제한되지 않으나, 단관능성 옥세탄 화합물 또는 2 이상의 옥세탄기를 포함하는 다관능성 옥세탄 화합물을 포함할 수 있고, 일 예로서, 방향족 고리를 적어도 1개 이상 포함하는 방향족성 옥세탄 화합물을 포함하지 않을 수 있다.

하나의 예시에서, 옥세탄 화합물(B)은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.

[화학식 3]

화학식 3에서, Z₁ 내지 Z₂은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4 또는 탄소수 1내지 2인, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬렌기일 수 있다. 또한, R₆ 내지 R₇은 각각 독립적으로 수소 원자; 또는 탄소수 1 내지 8, 1 내지 6, 또는 1 내지 4인, 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다.

하나의 예시에서, 옥세탄 화합물(B)은 지환족 에폭시 화합물(C) 100 중량부 대비 60 내지 230 중량부로 포함될 수 있고, 그 하한은 65 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 80 중량부 이상, 83 중량부 이상, 90 중량부 이상, 100 중량부 이상, 110 중량부 이상, 113 중량부 이상, 120 중량부 이상, 130 중량부 이상, 140 중량부 이상, 또는 145 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 220 중량부 이하, 210 중량부 이하, 200 중량부 이하, 190 중량부 이하, 180 중량부 이하, 170 중량부 이하, 160 중량부 이하, 150 중량부 이하, 140 중량부 이하, 130 중량부 이하, 120 중량부 이하, 110 중량부 이하, 100 중량부 이하, 또는 90 중량부 이하일 수 있다. 본 출원은 옥세탄 화합물(B)을 상기 함량 비율로 조절함으로써, 유기전자 소자를 전면 봉지하는 공정에서, 균일한 도막이 가능하면서 가사 시간이 충분히 확보된 조성물을 제공할 수 있다. 하나의 구체예에서, 양이온 경화성 화합물은 실록산 에폭시 화합물(D)을 더 포함할 수 있다. 본 명세서에서, 실록산 에폭시 화합물은 실록산기(Si-O-Si)와 에폭시기를 모두 포함할 수 있다. 특히, 실록산 에폭시 화합물(D)은 분자 구조 내에 고리를 적어도 2 이상 12 이하, 2 내지 6 이하 , 2 내지 4 이하로 포함할 수 있고, 상기 고리는 3 내지 12, 4 내지 10, 또는 5 내지 8의 고리 구성 원자로 형성될 수 있다. 본 발명에 따른 밀봉재 조성물은 상기 실록산 에폭시 화합물(D)을 더욱 포함함으로써, 본 출원이 목적하는 물성을 구현할 수 있다.

하나의 예시에서, 실록산 에폭시 화합물(D)은 지환족 에폭시 화합물(C) 100 중량부 대비 40 내지 300 중량부로 포함될 수 있고, 일 예로서, 그 하한은 50 중량부 이상, 60 중량부 이상, 70 중량부 이상, 75 중량부 이상, 90 중량부 이상, 100 중량부 이상, 150 중량부 이상, 170 중량부 이상일 수 있고, 그 상한은 250 중량부 이하, 230 중량부 이하, 210 중량부 이하, 180 중량부 이하, 150 중량부 이하, 130 중량부 이하, 110 중량부 이하, 95 중량부 이하, 또는 80 중량부 이하일 수 있다.

일 구체예에서, 본 발명에 따른 밀봉재 조성물은 광개시제를 포함할 수 있다. 광개시제는 양이온 광중합 개시제일 수 있으며, 구체적인 종류는 경화 속도 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 양이온 광중합 개시제로는, 일 예로서, 방향족 설포늄, 방향족 요오드늄, 방향족 디아조늄 또는 방향족 암모늄을 포함하는 양이온 부와 AsF6^-, SbF6^-, PF6^-, 또는 테트라키스 (펜타플루오르페닐)보레이트를 포함하는 음이온 부를 갖는 화합물을 포함할 수 있다. 또한, 양이온 광중합 개시제로는, 오늄 염(onium salt) 또는 유기금속염(organometallic salt) 계열의 이온화 양이온 개시제 또는 유기 실란 또는 잠재성 황산(latent sulfonic acid) 계열이나 비이온화 양이온 광중합 개시제가 예시될 수 있다. 오늄염 계열의 개시제로는, 디아릴이오도늄 염(diaryliodonium salt), 트리아릴술포늄 염(triarylsulfonium salt) 또는 아릴디아조늄 염(aryldiazonium salt) 등이 예시될 수 있고, 유기금속 염 계열의 개시제로는 철 아렌(iron arene) 등이 예시될 수 있으며, 유기 실란 계열의 개시제로는, o-니트릴벤질 트리아릴 실리 에테르(o-nitrobenzyl triaryl silyl ether), 트리아릴실리 퍼옥시드(triaryl silyl peroxide) 또는 아실 실란(acyl silane) 등이 예시될 수 있고, 잠재성 황산 계열의 개시제로는 α-설포닐옥시 케톤 또는 α-히드록시메틸벤조인 설포네이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 250, Irgacure 270, Irgacure 290, CPI-100P, CPI-101A, CPI-210S, Omnicat 440 및 Omnicat 550, Omnicat 650 등이 있고, 이들 광중합 개시제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

하나의 예시에서, 광개시제는 밀봉재 조성물을 기준으로 0.01 내지 10 중량% 이하, 자세하게는, 0.01 내지 5 중량% 이하로 포함될 수 있다. 광개시제 함량 범위를 조절함으로써, 유기전자소자 상에 직접 적용되는 본 출원의 밀봉재 조성물 특성 상 상기 소자에 물리적 화학적 손상을 최소화할 수 있다.

일 구체예에서, 밀봉재 조성물은 계면 활성제를 포함할 수 있다. 계면 활성제로는 이에 제한되는 것은 아니나, 실리콘계 계면 활성제, 플루오린계 계면 활성제, 또는 아크릴계 계면 활성제가 바람직하다.

실리콘계 계면 활성제의 구체적인 예로는 BYK-Chemie 사의 BYK-077, BYK-085, BYK-300, BYK-301, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-320, BYK-322, BYK-323, BYK-325, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-335, BYK-341v344, BYK-345v346, BYK-348, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358, BYK-361, BYK-370, BYK-371, BYK-375, BYK-380 또는 BYK-390 등이 있으며, 상기 플루오린계 계면 활성제의 구체적인 예로는 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 F-114, F-177, F-410, F-411, F-450, F-493, F-494, F-443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F-472SF, F-474, F-475, F-477, F-478, F-479, F-553, F-554, F-555, F-556, F-557, F-558, F-559, F-560, F-561, F-562, F-563, F-565, F-568, F-569, F-570, F-571, F-572, F-480SF, F-482, F-483, F-484, F-486, F-487, F-172D, MCF-350SF, TF-1025SF, TF-1117SF, TF-1026SF, TF-1128, TF-1127, TF-1129, TF-1126, TF-1130, TF-1116SF, TF-1131, TF1132, TF1027SF, TF-1441 또는 TF-1442 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명에 따른 밀봉재 조성물의 표면장력을 제어하기 위하여, 조성물 내 첨가되는 계면 활성제는 밀봉재 조성물을 기준으로 0.1 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.

본 출원에 따른 밀봉재 조성물에는 상술한 구성 외에도 전술한 발명의 효과에 영향을 미치지 않는 범위에서, 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 밀봉재 조성물은 증감제, 소포제, 점착 부여제, 자외선 안정제 또는 산화 방지제 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.

본 출원의 구체예에서, 본 출원의 밀봉재 조성물은 상온, 예를 들어, 25°C에서 액상일 수 있다. 일 구체예로서, 상기 밀봉재 조성물은 무용제 타입의 액상일 수 있다. 여기서, 무용제 타입은 용제를 0.05 % 이하로 함유하는 것을 의미한다. 또한, 일 구체예에서, 밀봉재 조성물은 잉크 조성물일 수 있다. 즉, 본 출원에 따른 밀봉재 조성물은 비접촉식으로 패터닝이 가능한 잉크젯 프린팅을 이용해 기판에 토출되었을 때, 적절한 물성을 갖도록 설계될 수 있다.

하나의 예시에서, 밀봉재 조성물은 25°C의 온도, 90%의 토크 및 20 rpm의 전단속도에서, 브룩필드사의 DV-3으로 측정한 점도가 50 cP 이하, 1 내지 46 cP, 3 내지 44 cP, 4 내지 38 cP, 5 내지 33 cP 또는 14 내지 24 cP의 범위 내일 수 있다. 본 출원은 조성물의 점도를 상기 범위로 제어함으로써, 유기전자소자에 적용되는 시점에서의 잉크젯팅 가능한 물성을 구현할 수 있고, 또한, 코팅성을 우수하게 하여 박막의 봉지재를 제공할 수 있다.

하나의 예시에서, 밀봉재 조성물은 경화 후 1 내지 250 kHz 중 어느 하나의 주파수 및 25 °C 온도 조건에서 2.9 이하, 2.8 이하, 2.79 이하, 2.78 이하, 2.77 이하, 2.76 이하, 2.75 이하, 2.74 이하, 2.73 이하, 2.72 이하, 2.71 이하, 또는 2.7 이하의 유전율을 가질 수 있고, 그 하한은 크게 제한되지 않으나 1 이상일 수 있다. 일 예로서, 유전율은 100 내지 250 kHz 중 어느 하나의 주파수에서 측정한 것일 수 있으며, 더욱 자세하게는 250 kHz의 주파수에서 측정한 것일 수 있다.

아래에서 자세하게 상술하는 바와 같이, 상기 밀봉재 조성물은 광의 조사로 가교를 유도하여 유기층을 형성 할 수 있다. 상기 광을 조사하는 것은 약 250 내지 약 450 nm 또는 약 300 내지 약 450 nm 영역대의 파장범위를 갖는 광을 300 내지 6,000 mJ/cm²의 광량 또는 500 내지 4,000 mJ/cm²의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다.

이 때, 아래에서 후술하는 바와 같이, 유기층은 25 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 일 예로, 그 두께는 23 ㎛ 이하, 22 ㎛ 이하, 21 ㎛ 이하, 또는 20 ㎛ 이하일 수 있고, 그 하한은 1 ㎛ 이상 또는 2 ㎛ 이상일 수 있다. 본 출원은 유기층의 두께를 얇게 제공하여 박형의 유기전자장치를 제공할 수 있다.

본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 경화 후 경화물의 표면장력이 10 내지 50 mN/m, 12 내지 45 mN/m, 15 내지 40 mN/m, 18 내지 35 mN/m 또는 20 mN/m 내지 30 mN/m의 범위 내일 수 있다. 상기 표면장력은 당업계의 공지의 방법으로 측정될 수 있고, 예를 들어, 링 방법(Ring Method) 등으로 측정될 수 있다. 본 출원은 상기 표면장력 범위를 만족함에 따라, 잉크젯 공정에서 잉크젯 헤드로부터의 토출이 용이할 수 있다.

상기 표면장력은 25°C에서 동적 젖음성 시험기로 링 방법(Ring Method)에 의해 측정된 값을 의미할 수 있다. 일 예로서, Kruss사의 표면장력 시험기(Tensiometer)를 이용할 수 있고, 자세하게는 플래티넘(platinum) 혹은 플래티넘-이리듐(platinum-iridium) 재질의 링(ring)을 밀봉재 조성물에 담근 후 수직 방향으로 링(ring)을 당겨서, 링(ring)에 가해지는 힘이 최고에 도달하게 되면 접촉각은 0이 되는데, 이 때의 힘과 링(ring)이 움직인 거리에 의하여 계산된 표면장력 값이 표면장력 시험기(Tensiometer)에 표시되어 측정할 수 있다.

또한, 본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 경화 후 가시광선 영역에서의 광투과도가 90 % 이상, 92 % 이상 또는 95 % 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서 본 출원은 밀봉재 조성물을 전면 발광형 유기전자장치에 적용하여, 고해상도, 저소비전력 및 장수명의 유기전자장치를 제공한다. 또한, 본 출원의 밀봉재 조성물은 경화 후 JIS K7105 표준 시험에 따른 헤이즈가 3 % 이하, 2 % 이하 또는 1 % 이하일 수 있고, 하한은 특별히 한정되지 않으나, 0 %일 수 있다. 상기 헤이즈 범위 내에서 밀봉재 조성물은 경화 후 우수한 광학 특성을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 전술한 광투과도 또는 헤이즈는 상기 밀봉재 조성물을 유기층으로 경화한 상태에서 측정한 것일 수 있고, 상기 유기층의 두께를 2 내지 20 ㎛ 중 어느 한 두께일 때 측정한 광학 특성일 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 상기 광학 특성을 구현하기 위해, 전술한 수분 흡착제 또는 무기 필러는 포함하지 않을 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 밀봉하고, 전술한 밀봉재 조성물에 의해 형성되는 유기층(33)을 포함할 수 있다.

본 출원의 구체예에서, 유기전자소자(32)는 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기재료층 및 상기 유기재료층상에 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 유기전자소자(32)는 기판 상에 형성된 반사 전극층, 상기 반사 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기재료층 및 상기 유기재료층상에 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.

상기 유기전자장치(3)는 상기 유기전자소자(32)의 전극 및 발광층을 보호하는 것으로 유기전자소자(32)와 유기층 사이에 무기층(35)을 추가로 포함할 수 있다. 무기층(35)은 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition)에 의한 보호층일 수 있다. 일 예로, 무기층(34)은 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물 또는 질화물일 수 있다. 무기층의 두께는 10 내지 70 nm 또는 약 20 내지 약 60 nm일 수 있다. 하나의 예시에서, 본 출원의 무기층(34)은 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.

하나의 예로서, 유기전자장치(3)는 상기 유기층(33) 상에 형성된 무기층(34)을 추가로 포함할 수 있다. 무기층(34)은 유기전자소자(32)와 유기층 사이에 형성되는 무기층(35)과 동일하거나 상이한 소재를 이용할 수 있고, 상기 무기층(34)은 상기 보호막(35)과 동일한 방법으로 형성될 수 있다.

또한, 유기층은 25 ㎛ 이하의 두께를 가질 수 있다. 일 옐로, 그 두께는 23 ㎛ 이하, 22 ㎛ 이하, 21 ㎛ 이하, 또는 20 ㎛ 이하일 수 있고, 그 하한은 1 ㎛ 이상 또는 2 ㎛ 이상일 수 있다. 본 출원은 유기층의 두께를 얇게 제공하여 박형의 유기전자장치를 제공할 수 있다.

하나의 예로서, 본 출원의 유기전자장치(3)는 전술한 유기층(33) 및 무기층(34)을 포함하는 봉지 구조를 포함할 수 있고, 상기 봉지 구조는 적어도 하나 이상의 유기층(33) 및 적어도 하나 이상의 무기층(34)을 포함하며, 유기층(33) 및 무기층(34)이 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.

하나의 구체예에서, 적어도 하나 이상의 유기층 및 적어도 하나 이상의 무기층을 포함하는 봉지 구조(36)를 포함하고, 상기 봉지 구조 상에 형성되는 터치센서(37)를 포함할 수 있다. 이러한 적층 구조를 TOE(Touch On Encapsulation) 구조라고 칭할 수 있다. 이와 같은 구조에서는 터치 감도를 높이기 위해 저유전율을 갖는 봉지재용 유기층이 요구된다.

터치센서(37)는 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 터치센서(37)는 일면 또는 양면에 도전층(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 도전층의 재료는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들어, ITO와 같은 투명성 도전 필름이나 금속 나노와이어 등이 등이 사용될 수 있다. 상기 도전층은 전기가 흐르는 채널과 전기가 흐르지 않는 비채널 영역을 가질 수 있다. 이러한 영역들은 식각 또는 포토리소그라피 등의 방법을 통해 형성될 수 있다.

하나의 예시에서, 상기 유기전자장치(3)는 최상부면에 커버 기재(미도시)를 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 유기전자장치(3)는 봉지 구조(36), 터치센서(37), 커버 기재를 순차로 포함할 수 있다. 이 때, 커버 기재와 터치 센서를 통칭하여 터치 패널(37)이라고 호칭할 수 있다. 상기 터치 패널 상에 봉지재가 위치하여 TOE 구조를 구현할 수 있다.

일 구체예에서, 터치센서(37)는 봉지 구조(36) 상에 직접 형성될 수 있다. 즉, 상기 적층되는 구성 사이에는 별도의 점착층 또는 접착층이 존재하지 않을 수 있다.

상기 커버 기재는 예를 들어, 가시광에 대한 투과율이 80 % 이상인 경우와 같이, 투광성을 가질 수 있다. 투광성을 갖는 경우, 상기 커버 기재가 포함하는 재료의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 커버 기재는 고분자 수지 또는 유리 성분을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 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(methylmethacrylate))와 같은 아크릴 필름, 또는 PE(polyethylene) 또는 PP(polypropylene)와 같은 폴리올레핀 필름;폴리이미드 필름; 또는 폴리 아미드 필름 등을 포함할 수 있다.

<유기전자장치의 제조 방법>

본 출원은 또한, 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)의 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 유기재료층을 형성하여 제조될 수 있다. 상기 유기재료층은 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 주입층 및/또는 전자 수송층을 포함할 수 있다. 이어서, 상기 유기재료층 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, 유기 재료층 및 제 2 전극 상에 무기층(35)을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 그 후, 상기 기판(31) 상에 상기 유기전자소자(32)를 전면 커버하도록 전술한 유기층(33)을 적용한다. 이때, 상기 유기층(33)을 형성하는 단계는 특별히 한정되지 않으며, 상기 기판(31)의 전면에 전술한 밀봉재 조성물을 잉크젯 인쇄(Inkjet), 그라비아 코팅(Gravure), 스핀 코팅, 스크린 인쇄 또는 리버스 오프셋 코팅(Reverse Offset) 등의 공정을 이용할 수 있다.

상기 제조방법은 또한, 상기 유기층에 광을 조사하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 본 발명에서는 유기전자장치를 봉지하는 유기층에 대해 경화 공정을 수행할 수도 있는데, 이러한 경화 공정은 예를 들면, 가열 챔버 또는 UV 챔버에서 진행될 수 있으며, 바람직하게는 UV 챔버에서 진행될 수 있다. 하나의 예시에서, 전술한 밀봉재 조성물을 잉크젯 인쇄 방식으로 도포하고, 광의 조사로 도포된 밀봉재 조성물의 가교를 유도하여 유기층을 형성 할 수 있으며, 이는 전술한 바와 같이, 250 내지 450 nm 파장범위 및 300 내지 6,000 mJ/cm²의 광량범위로 광을 조사하여 유기층을 형성할 수 있다.

본 출원의 제조 방법은 상기 유기층(33) 상에 무기층(34)을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 무기층(34)을 형성하는 단계는, 당업계의 공지의 방법이 사용될 수 있고, 전술한 보호막(도 1의 (35)) 형성 방법과 동일하거나 상이할 수 있다.

또한, 상기 유기층(33) 또는 무기층(34, 35) 상에 터치 센서(37)를 배치하는 단계를 추가할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시예들에 따른 밀봉재 조성물은 인접하는 터치 센서의 터치 감도를 개선하고, 외부 환경에 대한 우수한 보호기능을 제공할 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 하나의 예시에 따른 유기전자장치를 나타내는 단면도이다.

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.

실험예

1. 조성물 분극률

조성물 분극률은 상기 밀봉재 조성물을 이루는 각각의 양이온 경화성 화합물에 대한 화합물 분극률과 당해 화합물 중량비율을 곱한 값의 총합이고, 상기 화합물 분극률은 하기 일반식 1로 계산되었다.

즉, 밀봉재 조성물이 화합물(X), 화합물(Y), 및 화합물(Z)로 이루어진 경우, 조성물 분극률은 (X 화합물 분극률 × X 화합물 중량비율) + (Y 화합물 분극률 × Y 화합물 중량비율) + (Z 화합물 분극률 × Z 화합물 중량비율)로 계산될 수 있다.

[일반식 1]

화합물 분극률 = (당해 화합물의 분자 구조 내에 포함된 탄소의 개수와 산소의 개수를 합한 값) / (당해 화합물의 분자 구조 내에 탄소의 개수에서 산소의 개수를 감한 값)

2. 경화율

실시예들 및 비교예들에 따라 제조된 밀봉재 조성물을 세정된 Bare glass 상에 잉크젯 코팅 하고, N₂ 분위기에서 LED UV 램프를 이용하여 1,000 mJ/cm²의 광량으로 경화를 진행하여 10 ㎛ 두께의 유기층을 형성하였다. 그리고 난 다음, Cary 5660 FT-IR (제조사 Agilent) 장비로 조성물과 경화물인 유기층의 피크를 측정하고, 980 cm^-1 영역의 적분값을 통해 경화율을 측정하였다.

경화율 (%) = (1 - 980 cm^-1 영역의 유기층 적분값 / 980 cm^-1 영역의 조성물 적분값) × 100

3. 유전율

세정된 Bare glass 상에 Al 플레이트(Conductive plate)를 150 nm으로 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 10 ㎛의 두께 유기층을 형성하였다. 상기 유기층 상에 다시 Al 플레이트(Conductive plate)를 150 nm으로 증착하여 시편을 제조하였다. 그 후, Impedence/gain-phase 측정기 HP 4194A를 이용하여 250 kHz 및 25 °C 조건에서 제조된 시편의 유전율을 측정하였다.

실시예

실시예 1 내지 4

하기 표 1에 따른 조성 및 함량(각 중량비를 기재함)을 준비하고, 25 °C에서 3시간 이상 혼합하여 실시예 1 내지 4에 따른 조성물을 제조하였다.

비교예 1 내지 2

하기 표 1에 따른 조성 및 함(각 중량비를 기재함)을 준비하고, 25 °C에서 3시간 이상 혼합하여 비교예 1 내지 2에 따른 조성물을 제조하였다.

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2
지방족 에폭시 (A)	a	30	35	33	20	25	20
옥세탄 (B)	b	20	28	27	30	21	8.8
지환족 에폭시 (C)	c-1	-	15.2	-	26.2	-	-
	c-2	15	18	18	-	-	-
	c-3	-	-	-	-	50.2	27.4
	c-4	-	-	-	-	-	40
실록산 에폭시 (D)	d	31.2	-	18.2	20	-	-
광 개시제 (Irgacure 290)		3.3	3.3	3.3	3.3	3.3	3.3
계면 활성제(F-557)		0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
a : 1,2-EPOXYTETRADECANE b : OXT-221(Toagosei社) c-1 : THI-DE (JXTG Nippon Oil&Energy 社) c-2 : DE-103 (JXTG Nippon Oil&Energy 社) c-3 : CEL2081(Daicel社) c-4 : CEL 2021P(Daicel社) d : SIB1092.0(Gelest社, 1,3-BIS[2-(3,4-EPOXYCYCLOHEXYL)ETHYL]TETRAMETHYLDISILOXANE)

하기 표 2는 상기 실시예들 및 비교예들에 따른 실험예 데이터를 정리한 것이다.

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1	비교예 2
조성물 분극률	1.33	1.34	1.33	1.43	1.54	1.59
경화율 (%)	93	88	86	84	88	92
유전율(250 kHz, 25°C)	2.71	2.76	2.7	2.79	3.13	3.18

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
36 : 봉지 구조
35 : 무기층
33 : 유기층
34 : 무기층

Claims

적어도 하나 이상의 양이온 경화성 관능기를 갖는 양이온 경화성 화합물을 포함하고,
조성물 분극률(여기서, 조성물 분극률은 상기 밀봉재 조성물을 이루는 각각의 양이온 경화성 화합물에 대한 화합물 분극률과 당해 화합물 중량비율을 곱한 값의 총합이고, 상기 화합물 분극률은 하기 일반식 1로 계산된다)이 1.53 이하인 밀봉재 조성물:
[일반식 1]
화합물 분극률 = (당해 화합물의 분자 구조 내에 포함된 탄소의 개수와 산소의 개수를 합한 값) / (당해 화합물의 분자 구조 내에 포함된 탄소의 개수에서 산소의 개수를 감한 값)
제 1 항에 있어서,
분자 구조 내에 2개 이상의 고리가 융합되어 있는 융합 고리(fused ring)를 갖는 지환족 에폭시 화합물(C)을 5 내지 50 중량%로 포함하는 밀봉재 조성물.
제 2 항에 있어서,
양이온 경화성 화합물은 지방족 에폭시 화합물(A)을 더 포함하는 밀봉재 조성물.
제 3 항에 있어서,
지방족 에폭시 화합물(A)은 탄소수 8 내지 16이고 직쇄 또는 분지쇄의 단관능성 화합물인 밀봉재 조성물.
제 3 항에 있어서,
지방족 에폭시 화합물(A)은 지환족 에폭시 화합물(C) 100 중량부 대비 60 내지 250 중량부로 포함하는 밀봉재 조성물.
제 2 항에 있어서,
양이온 경화성 화합물은 옥세탄 화합물(B)을 더 포함하는 밀봉재 조성물.
제 6 항에 있어서,
옥세탄 화합물(B)은 지환족 에폭시 화합물(C) 100 중량부 대비 60 내지 230 중량부로 포함하는 밀봉재 조성물.
제 2 항에 있어서,
양이온 경화성 화합물은 실록산 에폭시 화합물(D)을 더 포함하는 밀봉재 조성물.
제 8 항에 있어서,
실록산 에폭시 화합물(D)을 지환족 에폭시 화합물(C) 100 중량부 대비 40 내지 300 중량부로 포함하는 밀봉재 조성물.
제 1 항에 있어서,
계면 활성제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
제 1 항에 있어서,
광개시제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
제 1 항에 있어서,
25°C 및 90% 토크에서 측정한 점도가 50 cP 이하인 밀봉재 조성물.
제 1 항에 있어서,
무용제 타입의 잉크 조성물인 밀봉재 조성물.
제 1 항에 있어서,
경화 후 1 내지 250 kHz 중 어느 하나의 주파수 및 25°C 온도에서 2.9 이하의 유전율을 갖는 밀봉재 조성물.
기판; 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자의 전면을 밀봉하고, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 밀봉재 조성물에 의해 형성되는 유기층을 포함하는 유기전자장치.
제 15 항에 있어서,
상기 유기전자소자와 상기 유기층 사이 또는 상기 유기층 상에 형성되는 무기층을 포함하는 유기전자장치.
상부에 유기전자소자가 형성된 기판 상에, 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 밀봉재 조성물이 상기 유기전자소자의 전면을 밀봉하도록 유기층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전자장치의 제조 방법.