KR20230157575A - 조성물, 이로부터 제조된 폴리머 및 이를 포함하는 전자 장치 - Google Patents

조성물, 이로부터 제조된 폴리머 및 이를 포함하는 전자 장치 Download PDF

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Abstract

OH를 포함하는 제1가교성 모노머, OH를 비포함하는 제2가교성 모노머, 말단에 헤테로고리기를 포함하는 제3가교성 모노머, 에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 제4가교성 모노머, 올리고머, 실란 커플링제 및 광개시제를 포함하는 조성물이 개시된다.

Description

조성물, 이로부터 제조된 폴리머 및 이를 포함하는 전자 장치{Composition, polymer produced thereof and an electronic apparatus with same}
조성물, 이로부터 제조된 폴리머 및 이를 포함하는 전자 장치 등에 관한 것이다.
폴더블 디스플레이의 필름, 패널, 윈도우 간의 접착에 사용되는 광학 투명 점착제(OCA: optically clear adhesive)는 모듈 굴곡성 및 폴딩시 스트레스 완화를 주목적으로 한다.
광학 투명 점착제는 다양한 제품군에 사용하기에는 문제점이 많다. 예를 들어, 광학 투명 점착제는 접착 대상인 필름에 맞도록 미리 절단이 요구되는 점, 고가라는 점 등의 문제점이 있다.
임의의 형상의 폴리머 필름 제조가 가능한 조성물, 이를 가교하여 형성된 폴리머 및 이러한 폴리머를 포함하는 전자 장치 등을 제공하는 것이다.
일 측면에 따르면,
OH를 포함하는 제1가교성 모노머,
OH를 비포함하는 제2가교성 모노머,
말단에 헤테로고리기를 포함하는 제3가교성 모노머,
에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 제4가교성 모노머,
올리고머,
실란 커플링제 및
광개시제를 포함하는 조성물이 제공된다:
상기 조성물은 상온에서 잉크젯 도포 가능한 점도를 가지고,
상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃ 모듈러스(G'-20℃) 값은 0.13MPa 이하이다.
다른 일 측면에 따르면,
상기 조성물을 가교하여 형성된, 폴리머가 제공된다.
또 다른 일 측면에 따르면,
윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 포함하는 전자 장치로서,
상기 폴리머 필름이 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머 필름인, 전자 장치가 제공된다.
일 구현예에 따른 조성물은 잉크젯으로 간편하게 도포될 수 있어 임의의 형상의 폴리머 필름 제조가 가능하여, 원하는 형상으로 폴리머 필름을 미리 재단할 필요가 없다.
또한, 상기 조성물을 경화시켜 제조된 폴리머 필름은 고온 및 고습 환경에서 우수한 성능을 가지므로 폴더블 디스플레이에 적합하다.
폴더블 디스플레이에 사용되는 광학 투명 점착제는 고가이며, 접착 대상인 필름에 맞도록 미리 절단이 요구되는 등의 공정상 번거로움이 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 조성물은 OH를 포함하는 제1가교성 모노머, OH를 비포함하는 제2가교성 모노머, 말단에 헤테로고리기를 포함하는 제3가교성 모노머, 에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 제4가교성 모노머, 올리고머, 실란 커플링제 및 광개시제를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 상온에서 잉크젯 도포 가능한 점도를 가질 수 있고, 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃ 모듈러스 값은 0.13MPa 이하일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 조성물은 상온에서 잉크젯 도포 가능한 점도를 가질 수 있다. 따라서, 접착 대상인 필름에 맞도록 갑압 접착제 필름을 미리 절단할 필요가 없이 접착 대상인 필름 상에 본 발명의 일 구현예에 따른 조성물을 잉크젯 공정으로 도포하면 된다. 잉크젯 공정을 사용하므로, 접착 대상 필름은 임의의 형상이어도 무방하다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물의 점도는 상온에서 5 내지 50 cP일 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물의 점도는 상온에서 7 내지 15 cP일 수 있다. 조성물의 점도가 5cP 미만인 경우 빠른 속도로 잉크젯 토출시 불량이 발생할 수 있다. 조성물의 점도가 50cP를 초과하는 경우 잉크젯 토출이 어려울 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물을 가교 단계를 거처 생성된 폴리머의 -20℃ 모듈러스 값은 0.09 내지 0.13MPa일 수 있다. 상기 폴리머의 -20℃ 모듈러스 값이 상기 범위인 경우, 극 저온에서 폴딩(folding) 신뢰성 확보에 유리하다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물을 가교 단계를 거처 생성된 폴리머의 60℃ 모듈러스 값은 0.025 내지 0.070 MPa일 수 있다. 상기 폴리머의 60℃ 모듈러스 값이 상기 범위인 경우, 고온 및 고습 환경의 폴더블 디스플레이용 폴딩 시험에서 좋은 결과를 보일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃에서 반복 크리프/회복(Repeated Creep/Recovery) 시험에서, 변형률은 4.0% 이하일 수 있다:
상기 반복 크리프/회복 시험은 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머에 -20℃에서 2000Pa의 전단력을 1초 동안 가하고 다음으로 1초 동안 회복시키는 과정을, 600초 동안 300회 실시한 후, 변형률을 측정한 것이다.
예를 들어, 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃에서 반복 크리프/회복 시험에서, 변형률은 1.0% 내지 4.0%일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 60℃에서 반복 크리프/회복(Repeated Creep/Recovery) 시험에서, 변형률은 0.2% 이하일 수 있다:
상기 반복 크리프/회복 시험은 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머에 60℃에서 2000Pa의 전단력을 1초 동안 가하고 다음으로 1초 동안 회복시키는 과정을, 600초 동안 300회 실시한 후, 변형률을 측정한 것이다.
예를 들어, 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 60℃에서 반복 크리프/회복 시험에서, 변형률은 0.05% 내지 0.2%일 수 있다.
반복 크리프/회복 시험은 상기 폴리머에 일정 시간 동안(예를 들어 1초) 전단력을 가하고, 가해진 전단력을 제거한 후 일정 시간(예를 들어 1초) 동안 폴리머가 회복되도록 하는 과정을 반복한 후(예를 들어 300회), 폴리머가 변형된 정도를 측정하는 시험이다. 반복 크리프/회복 시험은 잘 알려져 있으며, 일반적인 레오미터를 사용하여 측정할 수 있다. 보다 구체적인 내용은 생략한다.
-20℃ 및 60℃에서 반복 크리프/회복 시험에서 변형률이 상기 범위인 경우, 저온, 고온 및 고습 환경의 폴더블 디스플레이용 폴딩 시험에서 좋은 결과를 보일 수 있다.
일 구현예에 따르면, OH를 포함하는 상기 제1가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머일 수 있다.
예를 들어, 상기 제1가교성 모노머는 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 디히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, OH를 비포함하는 상기 제2가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머일 수 있다.
예를 들어, 상기 제2가교성 모노머는 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, n-노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴 (메트)아크릴레이트, 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 말단에 헤테로고리기를 포함하는 상기 제3가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머일 수 있다.
헤테로고리기는 예를 들어, C1-C10헤테로시클로알킬기 또는 C1-C10헤테로시클로알케닐기일 수 있다. C1-C10헤테로시클로알킬기는 탄소 원자 외에, 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 더 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 시클릭 그룹을 의미한다. C1-C10헤테로시클로알케닐기는 탄소 원자 외에, 적어도 하나의 헤테로 원자를 고리-형성 원자로서 더 포함한 탄소수 1 내지 10의 1가 시클릭 그룹으로서, 고리 내에 적어도 하나의 이중 결합을 갖는다.
예를 들어, 말단에 헤테로고리기를 포함하는 상기 제3가교성 모노머는 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, (테트라히드로-2H-피란-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트[(tetrahydro-2H-pyran-2-yl)methyl (meth)acrylate], (옥세탄-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트[(oxetan-2-yl)methyl (meth)acrylate], (옥세판-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트[(oxepan-2-yl)methyl (meth)acrylate], (2-옥사-바이사이클로[2.2.2]옥탄-6-일)메틸 (메트)아크리레이트 [(2-oxa-bicyclo[2.2.2]octan-6-yl)methyl (meth)acrylate], (7-옥사-바이사이클로[2.2.1]헵탄-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트 [(7-oxa-bicyclo[2.2.1]heptan-2-yl)methyl (meth)acrylate], 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 상기 제4가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머일 수 있다.
예를 들어, 에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 상기 제4가교성 모노머는 2-에틸헥실디글리콜 (메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 올리고머는 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜을 포함할 수 있고, 상기 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜의 분자량은 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 제1폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 20,000일 수 있다. 예를 들어,
일 구현예에 따르면, 상기 제2폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량은 21,000 내지 37,000일 수 있다.
상기 조성물에서 상기 올리고머가 분자량이 다른 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜을 포함하고, 상기 제1폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 20,000이고, 상기 제2폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량은 21,000 내지 37,000인 경우, 고온 및 고습 환경의 폴더블 디스플레이용 폴딩 시험에서 좋은 결과를 보일 수 있다.
상기 조성물은 실란 커플링제를 포함함으로써 고온 및 고습 환경에 박리 시험 결과가 우수할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 실란 커플링제는 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 2-클로로에틸트리메톡시실란, 2-클로로에틸트리에톡시실란, γ-메트아크릴옥시프로필 트리메톡시실란, γ-메트아크릴옥시프로필 메틸디메톡시실란, γ-메트아크릴옥시프로필 디메틸메톡시실란, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 빛에 의해 중합을 시작시키는 광개시제를 포함할 수 있는데, 상기 광개시제는 빛, 예를 들어 UV에 의해 중합 반응이 개시되도록 하는 임의의 화합물일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 광개시제는 4-아크릴옥시벤조페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판-1-온, 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트[ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl phosphinate], 비스아실포스핀 옥사이드[bisacylphosphine oxide], 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물에서 제1가교성 모노머 내지 제4가교성 모노머, 올리고머, 실란 커플링제 및 광개시제의 함량은
제1가교성 모노머: 5 내지 15 중량%
제2가교성 모노머: 45 내지 65 중량%
제3가교성 모노머: 10 내지 20 중량%
제4가교성 모노머: 5 내지 15 중량%
올리고머: 2 내지 30 중량%
실란 커플링제: 0.1 내지 1 중량%
광개시제: 0.001 내지 0.05 중량%일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물에서 제1가교성 모노머 내지 제4가교성 모노머, 올리고머, 실란 커플링제 및 광개시제의 함량은
제1가교성 모노머: 6 내지 10 중량%
제2가교성 모노머: 47 내지 60 중량%
제3가교성 모노머: 12 내지 19 중량%
제4가교성 모노머: 8 내지 14 중량%
올리고머: 4 내지 20 중량%
실란 커플링제: 0.1 내지 1 중량%
광개시제: 0.001 내지 0.05 중량%일 수 있다.
상기 제2모노머의 함량이 상기 범위인 경우 본 발명의 일 구현예에 따른 조성물이 잉크젯 도포가능한 점도를 가지는 것이 용이할 수 있다.
본 발명의 일 구현에에 따른 조성물은 상기 제3모노머를 포함함으로써 고온 및 고습 환경에서 강한 신뢰성을 보일 수 있다. 상기 제3모노머의 함량이 20 중량%를 초과하는 경우 박리 강도(Peel Strength)가 감소하는 악영향이 있을 수 있다. 상기 제3모노머의 함량이 10 중량% 미만인 경우, 고온 및 고습 환경에서 신뢰성 확인이 어려울 수 있다.
본 발명의 일 구현에에 따른 조성물은 상기 제4모노머를 포함함으로써 저온 모듈러스 제어가 가능할 수 있다. 상기 제4모노머의 함량이 5 중량% 미만인 경우, 저온 모듈러스 제어가 어려울 수 있다. 한편, 상기 제4모노머의 함량이 15 중량%를 초과하는 경우 박리 강도가 감소할 수 있다.
본 발명의 일 구현에에 따른 조성물은 실란 커플링제를 포함함으로써 박리 강도 향상이 증가하는 결과를 보일 수 있다. 실란 커플링제 함량이 소량인 경우에도 박리 강도 향상이 증가하는 결과를 보일 수 있다.
상기 광개시제는 본 발명의 일 구현예에 따른 조성물을 빛으로 중합시키는 과정을 시작하게 하는 화합물로서, 광개시제의 함량은 폴리머의 일반적인 광중합 반응에 사용되는 함량일 수 있다. 상기 광개시제의 함량은 예를 들어, 0.001 내지 0.05 중량%일 수 있다.
상기 조성물에서 제1가교성 모노머 내지 제4가교성 모노머, 올리고머, 실란 커플링제 및 광개시제의 상기 함량은 조성물 전체 100 중량%를 기준으로 한 것일 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 용매를 포함하지 않을 수 있다.
반면, 경우에 따라 상기 조성물은 용매를 포함하여 조성물 전체가 100 중량%가 될 수도 있다. 사용되는 용매는 일반적으로 사용되는 유기 용매일 수 있으며, 예를 들어 알칸류, 알코올류, 에테르류, 에스테르류 등 일 수 있다. 상기 용매는 예를 들어, 메틸렌클로라이드일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 올리고머는 분자량이 다른 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜을 포함할 수 있고, 상기 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜의 중량비는 1:9 내지 9:1일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜의 중량비는 3:7 내지 7:3일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜의 중량비는 4:6 내지 6:4일 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 조성물은 윈도우 및 필름의 접착에 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 조성물은 폴더블 디스플레이의 윈도우 및 필름의 접착에 사용될 수 있다. 상기 필름은 예를 들어, 편광 필름일 수 있다.
예를 들어, 상기 조성물을 접착 대상 필름 상에 0.1 mm 내지 0.5mm 두께로 도포하여 1차 경화시킨후, 폴더블 디스플레이의 윈도우를 합착시키고 2차 경화시킴으로써, 윈도우 및 필름을 접착시킬 수 있다.
일 구현예에 따르면, 상기 가교 단계는 빛에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 UV에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 10 내지 400nm 파장의 UV에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 10 내지 121nm 파장의 극자외선에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 10 내지 200nm 파장의 진공 자외선에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 121 내지 122nm 파장의 수소 라이먼 알파선에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 122 내지 200nm 파장의 원자외선에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 200 내지 300nm 파장의 중자외선에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 300 내지 400nm 파장의 근자외선에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 100 내지 280nm 파장의 자외선 C에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 280 내지 315nm 파장의 자외선 B에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가교 단계는 315 내지 400nm 파장의 자외선 A에 의해 수행될 수 있다.
예를 들어, 임의의 필름 상에 상기 조성물을 0.1 mm 내지 0.5mm 두께로 잉크젯 도포하고, 10 내지 400nm 파장의 UV로 0.1초 내지 4초 동안 제1단계 가교를 하고, 상기 조성물이 제1단계 가교되어 형성된 폴리머에 다른 임의의 필름을 합착하고, 10 내지 400nm 파장의 UV로 0.1초 내지 4초 동안 제2단계 가교함으로써 상기 임의의 필름과 다른 임의의 필름을 접착시킬 수 있다.
예를 들어, 윈도우 상에 상기 조성물을 잉크젯 도포하고 10 내지 400nm 파장의 UV로 0.1초 내지 4초 동안 제1단계 가교를 하고, 상기 조성물이 제1단계 가교되어 형성된 폴리머에 하부 필름을 합착하고 10 내지 400nm 파장의 UV로 0.1초 내지 4초 동안 제2단계 가교함으로써, 생성된 폴리머는 상기 하부 필름 및 윈도우를 접착시킬 수 있다.
이하에서, 실시예를 들어, 본 발명의 조성물, 제조 방법 및 폴리머 필름에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.
[실시예]
조성물 준비
조성물 1
4-히드록시부틸 아크릴레이트 24.6 중량%, 2-에틸헥실 아크릴레이트 63.9 중량%, 1,9-노난디올 디아크릴레이트 0.2 중량%, 제1폴리프로필렌글리콜(Mn 10,000, Tg = -44℃) 2.5 중량%, 제2폴리프로필렌글리콜(Mn 38,000, Tg = -6℃) 7.4 중량% 및 광개시제로서 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트 0.01 중량%를 혼합하고, 용매로서 메틸렌클로라이드를 첨가하여 전체 100 중량%가 되도록 조성물 1을 제조하였다.
조성물 2 (감압 접착제 )
모노머로서, n-헥실 아크릴레이트 30 중량%, 메틸 메타크릴레이트 30 중량%, 4-히드록시부틸 아크릴레이트 10 중량%, 2-에틸헥실 아크릴레이트 10 중량%, n-부틸 아크릴레이트 10 중량%에, 올리고머로서 폴리에틸렌글리콜 다이아크릴레이트[Mn 30,000] 10 중량%를 첨가하여 조성물 2를 제조하였다.
조성물 3
제1가교성 모노머로서 4-히드록시부틸 아크릴레이트 6.88 중량%, 제2가교성 모노머로서 2-에틸헥실 아크릴레이트 53.83 중량%, 제3가교성 모노머로서 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트 14.75 중량%, 제4가교성 모노머로서 2-에틸헥실디글리콜 아크릴레이트 11.55중량%, 올리고머로서 제1폴리프로필렌글리콜(Mn 10,000, Tg = -44℃) 2.95 중량% 및 제2폴리프로필렌글리콜(Mn 35,000, Tg = -43℃) 2.95 중량%, 실란 커플링제로서γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 0.1 중량% 및 광개시제로서 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트 0.01 중량%를 혼합하고, 용매로서 메틸렌클로라이드를 첨가하여 전체 100 중량%가 되도록 조성물 2를 제조하였다.
조성물 4
제3가교성 모노머로서 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트 대신 (테트라히드로-2H-피란-2-일)메틸 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 조성물 3과 동등하게 조성물 4를 제조하였다.
조성물 5
제3가교성 모노머로서 테트라히드로푸르푸릴 아크릴레이트 대신 7-옥사-바이사이클로[2.2.1]헵탄-2-일)메틸 아크릴레이트를 사용한 것을 제외하고 조성물 3과 동등하게 조성물 5를 제조하였다.
조성물 6
실란 커플링제로서γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 대신 γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란을 사용한 것을 제외하고 조성물 3과 동등하게 조성물 6을 제조하였다.
조성물 7
실란 커플링제를 사용하지 않은 것을 제외하고 조성물 3과 동등하게 조성물 4를 제조하였다.
조성물 점도 평가
상기 조성물 1, 3 내지 7에 대해서, 음차형 진동식 점도계 (sine-wave vibro viscometer, SV-1A, AND 社)로 상온에서 점도를 측정하였으며, 모두 12 내지 32cP 범위내로서 잉크젯 토출성에 문제는 없었다.
모듈러스 평가
비교예 1
조성물 1의 혼합물을 이형지 필름에 500 ㎛ 두께로 코팅 후 다른 이형지 필름을 합착하여 각각 필름/조성물/필름 구조로 만든 후, 각각의 조성물을 UV (365 nmmax)로 경화시켜 폴리머 필름을 제조하였다.
실시예 1
조성물 3을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동등하게 폴리머 필름을 제조하였다.
실시예 2
조성물 4를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동등하게 폴리머 필름을 제조하였다.
실시예 3
조성물 5를 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동등하게 폴리머 필름을 제조하였다.
실시예 4
조성물 6을 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동등하게 폴리머 필름을 제조하였다.
경화된 폴리머 필름들을 지름 8 mm 홀펀치(hole punch)를 이용해 재단하여 평가용 샘플을 준비하였다. 모듈러스는 레오미터(Rheometer: DHR3, TA instruments) 로 측정하였다. 상기 폴리머 필름의 온도별 모듈러스를 측정하여 표 1에 나타내었다.
모듈러스(G'[MPa])
@-20℃ @25℃ @60℃
비교예 1 0.198 0.046 0.023
실시예 1 0.099 0.035 0.039
실시예 2 0.110 0.047 0.049
실시예 3 0.101 0.055 0.047
실시예 4 0.120 0.071 0.065
박리 강도(Peel Strength) 측정
실시예 5
조성물 3을 이형지 필름에 50 ㎛ 두께로 코팅 후 다른 이형지 필름을 합착하여 각각 필름/조성물/필름 구조로 만든 후, 각각의 조성물을 UV (365 nmmax)로 경화시켜 폴리머 필름을 제조하였다.
비교예 2
조성물 7을 이형지 필름에 50 ㎛ 두께로 코팅 후 다른 이형지 필름을 합착하여 각각 필름/조성물/필름 구조로 만든 후, 각각의 조성물을 UV (365 nmmax)로 경화시켜 폴리머 필름을 제조하였다.
경화된 폴리머 필름들을 폭 25mm로 재단하여 60℃ 및 93% 상대습도 환경에서 30분 및 4시간 동안 방치한 후 실온 및 60℃에서 박리 강도를 측정하였다. 박리 강도는 UTM (Instron社)으로 측정하였다.
상기 폴리머 필름의 온도별 박리 강도 값을 표 2에 나타내었다.
60℃ & RH93%1) 에서 방치 시간 박리 시험 조건 실시예 5 비교예 2
30분 실온 611 gf (n = 5 σ = 2) 353 gf (n = 5 σ = 3)
60℃ 495 gf (n = 5 σ = 1) 182 gf (n = 5 σ = 1)
4시간 60℃ 529 gf (n = 3 σ = 1) 118 gf (n = 3 σ = 2)
1) RH93%는 상대 습도 93%를 말한다.
상기 표 2에서 박리 강도 값은 평균 값으로서, n은 시편 수이고, σ는 표준 편차를 나타낸다.
상기 표 2를 참조하면, 실란 커플링제를 포함하지 않는 비교예 2가 실란 커플링제를 포함하는 실시예 5보다 박리 강도 값이 낮다는 것을 알 수 있다.
반복 크리프/회복(Creep / Recovery) 시험
비교예 3
조성물 1의 혼합물을 이형지 필름에 50 ㎛ 두께로 코팅 후 다른 이형지 필름을 합착하여 각각 필름/조성물/필름 구조로 만든 후, 각각의 조성물을 UV (365 nmmax)로 경화시켜 폴리머 필름을 제조하였다.
실시예 6
조성물 3의 혼합물을 이형지 필름에 50 ㎛ 두께로 코팅 후 다른 이형지 필름을 합착하여 각각 필름/조성물/필름 구조로 만든 후, 각각의 조성물을 UV (365 nmmax)로 경화시켜 폴리머 필름을 제조하였다.
경화된 폴리머 필름들을 지름 8 mm 홀펀치(hole punch)를 이용해 재단하여 평가용 샘플을 준비하였다.
샘플을 -20℃, 25℃ 및 60℃에서 각각 2000Pa의 전단력을 1초 동안 가하고 다음으로 1초 동안 회복시키는 과정을, 600초 동안 300회 실시한 후 변형률을 측정하였다. 반복 크리프/회복(Creep/Recovery) 시험은 레오미터(Rheometer: DHR3, TA instruments)로 측정하였다. 측정한 변형률을 표 3에 나타내었다.
온도 비교예 3
(조성물 1로 제조)		 실시예 6
(조성물 3으로 제조)
-20℃ 5.7% 3.1%
25℃ 3.8% 0.5%
60℃ 0.4% 0.1%
신뢰성 평가
비교예 4
조성물 1을 잉크젯으로 폴더블 디스플레이의 윈도우에 50 ㎛ 두께로 도포하고, UV (365 nmmax)로 1초 동안 가교한 후, 하부 필름을 합착하여 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 제작하였다. 상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름에 UV (365 nmmax)를 2초 동안 노출시켜 추가 가교하여 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 접착시켰다.
상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 -20℃에서 하기 조건에서 3만회 폴딩 시험하였다.
실시예 7
조성물 3으로 비교예 4와 동등하게 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 접착시킨 후, 상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 -20℃에서 하기 조건에서 3만회 폴딩 시험하였다.
비교예 5
조성물 2를 라미네이션한 50 ㎛ 두께 필름의 상부 및 하부에 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 합착하여 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 제작하였다. 상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름에 UV (365 nmmax)를 2초 동안 노출시켜 추가 가교하여 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 접착시켰다.
상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 -20℃에서 하기 조건에서 3만회 폴딩 시험하였다.
비교예 6
조성물 1로 비교예 4와 동등하게 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 접착시킨 후, 상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 60℃ & RH93%에서 7만회 폴딩 시험하였다.
실시예 8
조성물 3로 비교예 4와 동등하게 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 접착시킨 후, 상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 60℃ & RH93%에서 7만회 폴딩 시험하였다.
비교예 7
조성물 2로 비교예 5와 동등하게 폴더블 디스플레이 윈도우 및 하부 필름을 접착시킨 후, 상기 폴더블 디스플레이 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 60℃ & RH93%에서 7만회 폴딩 시험하였다.
폴딩 시험 결과를 표 4에 나타내었다.
조건 수량 검사주기 결과
-20℃ 폴딩 비교예 4 3 30,000회 크랙, 박리
실시예 7 3 양호
비교예 5 2 양호
60℃ & RH93% 폴딩 비교예 6 3 70,000회 크랙
실시예 8 3 양호
비교예 7 2 기포 생성
1) RH93%는 상대 습도 93%를 말한다.
상기 표 4의 결과로부터 실시예의 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조가 비교예의 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조보다 신뢰성이 높다는 것을 알 수 있다.
이러한 결과는 본 발명의 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃ 모듈러스 값이 0.13MPa 이하의 결과를 보이는 표 1의 결과와도 부합한다.
또한, 본 발명의 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃ 및 60℃에서 반복 크리프/회복 시험의 변형률 측정 결과인 표 3의 결과와도 잘 부합한다.
윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 포함하는 전자 장치는 상술한 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 발광 소자를 포함하는 전자 장치, 예를 들어, 폴더블(foldable) 디스플레이에 적용함으로써 제조될 수 있다.

Claims (22)

  1. OH를 포함하는 제1가교성 모노머,
    OH를 비포함하는 제2가교성 모노머,
    말단에 헤테로고리기를 포함하는 제3가교성 모노머,
    에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 제4가교성 모노머,
    올리고머,
    실란 커플링제 및
    광개시제를 포함하는 조성물:
    상기 조성물은 상온에서 잉크젯 도포 가능한 점도를 가지고,
    상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃ 모듈러스 값은 0.13MPa 이하이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조성물의 점도가 상온에서 5 내지 50 cP인 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 -20℃에서 반복 크리프/회복(Repeated Creep/Recovery) 시험에서, 변형률이 4.0% 이하인, 조성물:
    상기 반복 크리프/회복 시험은 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머에 -20℃에서 2000Pa의 전단력을 1초 동안 가하고 다음으로 1초 동안 회복시키는 과정을, 600초 동안 300회 실시한 후 변형률을 측정한 것이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머의 60℃에서 반복 크리프/회복(Repeated Creep/Recovery) 시험에서, 변형률이 0.2% 이하인, 조성물:
    상기 반복 크리프/회복 시험은 상기 조성물을 가교하여 형성된 폴리머에 60℃에서 2000Pa의 전단력을 1초 동안 가하고 다음으로 1초 동안 회복시키는 과정을, 600초 동안 300회 실시한 후, 변형률을 측정한 것이다.
  5. 제1항에 있어서,
    OH를 포함하는 상기 제1가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머인, 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1가교성 모노머가 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 디히드록시헥실 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    OH를 비포함하는 상기 제2가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머인, 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제2가교성 모노머가 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 에틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, n-프로필 (메트)아크릴레이트, 아이소프로필 (메트)아크릴레이트, 펜틸 (메트)아크릴레이트, n-옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 아이소노닐 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 아이소부틸 (메트)아크릴레이트, n-헥실 (메트)아크릴레이트, n-노닐 (메트)아크릴레이트, 아이소아밀 (메트)아크릴레이트, n-데실 (메트)아크릴레이트, 아이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, 아이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메트)아크릴레이트, 페닐 (메트)아크릴레이트, 벤질 (메트)아크릴레이트, 아이소스테아릴 (메트)아크릴레이트, 2-메틸부틸 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    말단에 헤테로고리기를 포함하는 상기 제3가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머인, 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    말단에 헤테로고리기를 포함하는 상기 제3가교성 모노머가 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, (테트라히드로-2H-피란-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트[(tetrahydro-2H-pyran-2-yl)methyl (meth)acrylate], (옥세탄-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트[(oxetan-2-yl)methyl (meth)acrylate], (옥세판-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트[(oxepan-2-yl)methyl (meth)acrylate], (2-옥사-바이사이클로[2.2.2]옥탄-6-일)메틸 (메트)아크리레이트 [(2-oxa-bicyclo[2.2.2]octan-6-yl)methyl (meth)acrylate], (7-옥사-바이사이클로[2.2.1]헵탄-2-일)메틸 (메트)아크릴레이트 [(7-oxa-bicyclo[2.2.1]heptan-2-yl)methyl (meth)acrylate], 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 상기 제4가교성 모노머가 아크릴레이트계 모노머인, 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    에틸렌글리콜기 및 알킬기를 포함하는 상기 제4가교성 모노머가 2-에틸헥실디글리콜 (메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 (메트)아크릴레이트, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 올리고머가 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜을 포함하고,
    상기 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜의 분자량이 다른, 조성물.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량이 5,000 내지 20,000인, 조성물.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제2폴리프로필렌글리콜의 중량 평균 분자량이 21,000 내지 37,000인, 조성물.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 실란 커플링제가 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, γ-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리에톡시실란, 2-클로로에틸트리메톡시실란, 2-클로로에틸트리에톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 메틸디메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필 디메틸메톡시실란, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 광개시제가 4-아크릴옥시벤조페논, 2,2-다이메톡시-2-페닐아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판-1-온, 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트[ethyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phenyl phosphinate], 비스아실포스핀 옥사이드[bisacylphosphine oxide], 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 조성물.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 조성물에서 제1가교성 모노머 내지 제4가교성 모노머, 올리고머, 실란 커플링제 및 광개시제의 함량이
    제1가교성 모노머: 5 내지 15 중량%
    제2가교성 모노머: 45 내지 65 중량%
    제3가교성 모노머: 10 내지 20 중량%
    제4가교성 모노머: 5 내지 15 중량%
    올리고머: 2 내지 30 중량%
    실란 커플링제: 0.1 내지 1 중량%
    광개시제: 0.001 내지 0.05 중량%
    인, 조성물.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 올리고머가 분자량이 다른 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜을 포함하고, 상기 제1폴리프로필렌글리콜 및 제2폴리프로필렌글리콜의 중량비가 1:9 내지 9:1인 조성물.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 조성물이 윈도우 및 필름의 접착에 사용되는 조성물.
  21. 제1항의 조성물을 가교하여 형성된, 폴리머.
  22. 윈도우/폴리머 필름/하부 필름 구조를 포함하는 전자 장치로서,
    상기 폴리머 필름이 제1항의 조성물을 가교하여 형성된 폴리머 필름인, 전자 장치.
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