WO2020101319A1 - 밀봉재 조성물 - Google Patents

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WO2020101319A1
WO2020101319A1 PCT/KR2019/015327 KR2019015327W WO2020101319A1 WO 2020101319 A1 WO2020101319 A1 WO 2020101319A1 KR 2019015327 W KR2019015327 W KR 2019015327W WO 2020101319 A1 WO2020101319 A1 WO 2020101319A1
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sealing material
material composition
weight
formula
electronic device
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PCT/KR2019/015327
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최국현
김준형
곽지원
유미림
이영종
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주식회사 엘지화학
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    • C09K2200/0441—Carboxylic acids, salts, anhydrides or esters thereof

Definitions

  • the present application relates to a sealing material composition, an organic electronic device including the same, and a method for manufacturing the organic electronic device.
  • An organic electronic device refers to a device including a layer of an organic material that generates an alternating charge using holes and electrons, and examples thereof include a photovoltaic device, a rectifier, and the like. And a transmitter and an organic light emitting diode (OLED).
  • an organic light emitting diode has less power consumption, a faster response speed, and is advantageous in thinning a display device or lighting compared to an existing light source.
  • OLED is excellent in space utilization, and is expected to be applied in various fields across various portable devices, monitors, laptops, and TVs.
  • This application can effectively block the moisture or oxygen flowing into the organic electronic device from the outside to ensure the life of the organic electronic device, and it is possible to implement a front emission type organic electronic device, and it can be applied by an inkjet method and has a low dielectric constant.
  • a sealing material composition capable of providing a thin display having characteristics and an organic electronic device including the same.
  • the sealing material composition may be, for example, an encapsulant applied to encapsulating or encapsulating an organic electronic device such as an OLED.
  • the sealing material composition of the present application may be applied to encapsulating or encapsulating the entire surface of an organic electronic device. Therefore, after the sealing material composition is applied to the encapsulation, it may exist in the form of an organic layer that seals the entire surface of the organic electronic device.
  • the organic layer may be laminated on an organic electronic device together with a protective layer and / or an inorganic layer, which will be described later, to form a sealing structure.
  • the present application relates to an encapsulant composition for sealing an organic electronic device applicable to an inkjet process, wherein the composition is designed to have appropriate properties when discharged to a substrate using inkjet printing capable of patterning in a non-contact manner Can be.
  • organic electronic device refers to an article or device having a structure including an organic material layer that generates an alternating charge by using holes and electrons between a pair of electrodes facing each other, for example
  • the photovoltaic device, a rectifier, a transmitter, an organic light emitting diode (OLED), and the like but are not limited thereto.
  • the organic electronic device may be an OLED.
  • Exemplary sealing material composition may include a polyfunctional monomer of the formula (1) and a monofunctional monomer.
  • R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • n is a number from 2 to 10
  • X represents a residue derived from a cyclic alkyl group having 6 to 30 carbon atoms
  • X is an oxygen atom.
  • R 1 may be hydrogen or an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and in embodiments, it may be a methyl group.
  • n may be an integer from 2 to 8 or 2 to 4.
  • X may be a residue derived from a cyclic alkyl group having 6 to 28 carbon atoms, 8 to 22 carbon atoms, or 12 to 20 carbon atoms.
  • the X may be a bicyclic or tricyclic structure. That is, X may have 2 to 3 rings in the cyclic structure.
  • X may be an alicyclic structure.
  • X may include 2 or less oxygen atoms, and the lower limit thereof may be 0 or 1. That is, the X may not contain oxygen.
  • residue derived from an alkyl group means a residue of a specific compound, and may mean an alkyl group.
  • X when n is 2, X may be an alkylene group.
  • X when n is 3 or more, X may be attached to the (meth) acroyl group of Formula 1 by removing two or more hydrogens of the alkyl group.
  • alkyl group in the present specification, unless otherwise specified, has 1 to 30 carbon atoms, 1 to 25 carbon atoms, 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms. It may mean an alkyl group.
  • the alkyl group may have a straight chain, branched chain, or cyclic structure, and may be optionally substituted by one or more substituents.
  • alkylene group in this specification, unless specifically specified otherwise, 2 to 30 carbon atoms, 2 to 25 carbon atoms, 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 10 carbon atoms, or carbon atoms It may mean an alkylene group of 2 to 8.
  • the alkylene group may have a straight chain, branched chain, or cyclic structure, and may be optionally substituted by one or more substituents.
  • the polyfunctionality may mean that two or more (meth) acryloyl groups of Formula 1 are included, and the monofunctionality may mean that the (meth) acryloyl group is one.
  • the polyfunctional monomer of Formula 1 is not particularly limited as long as it satisfies the structure of Formula 1, but tricyclodecane dimethanol di (meth) acrylate or adamantane di (meth) ) Acrylate.
  • the polyfunctional monomer of Formula 1 may be included within a range of 50% by weight or less in the total composition.
  • the upper limit of the content can be, for example, 45% by weight, 40% by weight, 38% by weight, 35% by weight, or 33% by weight or less
  • the lower limit is, for example, 18% by weight, 20% by weight %, 23%, 25%, or 28% by weight or more.
  • the monofunctional monomer may include alkyl (meth) acrylate.
  • the monofunctional monomer may include an alkyl (meth) acrylate containing a straight chain, branched chain, or cyclic alkyl group having 8 to 30 carbon atoms, 9 to 28 carbon atoms, or 10 to 20 carbon atoms.
  • the alkyl (meth) acrylate may include, for example, isodecyl (meth) acrylate or 4- (1,1-dimethylethyl) cyclohexyl acrylate, which may be used alone or in combination of two or more. Can be used in combination.
  • the monofunctional monomer may be included in the range of 80 to 230 parts by weight, 85 to 225 parts by weight, 90 to 220 parts by weight, or 95 to 210 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyfunctional monomer of Formula 1.
  • the upper limit of the content may be 200 parts by weight or less, 180 parts by weight or less, 150 parts by weight or less, or 120 parts by weight or less, and the lower limit is 100 parts by weight or more, 130 parts by weight or more, 150 parts by weight or more, 180 parts by weight or more, or It may be more than 190 parts by weight.
  • the present application can effectively prevent interference between circuits by not only forming an organic layer of a thin film, but also controlling a low dielectric constant through the above composition combination of a sealing material composition.
  • a low dielectric constant through the above composition combination of a sealing material composition.
  • This application maintains the inkjetting properties and satisfies excellent curing sensitivity after curing while having good low-viscosity spreadability, while simultaneously implementing a low dielectric constant and moisture barrier property.
  • the sealant composition may further include a polyfunctional monomer of Formula 2 below.
  • R 1 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms
  • n is a number from 2 to 10
  • X represents a residue derived from a straight or branched chain alkyl group having 11 to 30 carbon atoms
  • X is oxygen It contains 2 or less atoms.
  • R 1 and n may be the same as those of Formula 1 described above.
  • X may be a residue derived from a straight chain alkyl group having 11 to 30, 12 to 30, 13 to 30, or 14 to 25 carbon atoms.
  • X in Chemical Formula 2 may be a residue derived from a branched chain alkyl group having 11 to 30 carbon atoms, 12 to 30 carbon atoms, 13 to 30 carbon atoms, or 14 to 25 carbon atoms.
  • X may include 2 or less oxygen atoms, and the lower limit thereof may be 0 or 1. That is, the X may not contain oxygen.
  • the polyfunctional monomer of Formula 2 is not particularly limited as long as it satisfies the structure of Formula 2, but may include, for example, 1,14-tetradecanediol di (meth) acrylate.
  • the polyfunctional monomer of Formula 2 is in the range of 50 to 140 parts by weight, 55 to 130 parts by weight, 58 to 120 parts by weight, 62 to 110 parts by weight or 65 to 105 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyfunctional monomer of Formula 1 Can be included within.
  • the lower limit of the content may be 70 parts by weight, 80 parts by weight, 90 parts by weight, or 95 parts by weight or more
  • the upper limit may be 100 parts by weight, or 80 parts by weight.
  • the polyfunctional monomer of Formula 2 may be distinguished from the polyfunctional monomer of Formula 1 in that there is no ring structure in the molecular structure. In the present application, by adjusting the sealing material composition to the above composition, it is possible to realize the coating properties when the sealing material composition is applied by inkjetting, curing properties after curing, and properties of low dielectric constant.
  • the sealant composition is cured into a thin film having a thickness of 20 ⁇ m or less, and then less than 3.2, less than 3.1, less than 3.0, less than 3.0, less than 2.9, less than 2.85, less than 2.83, 2.8 at 100 kHz to 400 kHz and 25 ° C. conditions It may have a dielectric constant of 2.78 or less, 2.75 or less, or 2.74 or less.
  • the lower limit of the dielectric constant is not particularly limited, and may be 0.01 or 0.1. In general, the dielectric constant decreases as the thickness increases, but the present application may have the dielectric constant range even though the thickness of the thin film is 20 ⁇ m or less.
  • the lower limit of the thickness may be, for example, 1 ⁇ m or 3 ⁇ m, and the sealing material composition of the present application may have the dielectric constant range of the present application even when cured to the thickness range of the lower limit, and the sealing material composition of the present application after curing, Product defects such as circuit interference can be minimized.
  • the sealant composition may further include a crosslinking agent.
  • the crosslinking agent is not particularly limited, but may be a polyfunctional acrylate.
  • the crosslinking agent is, for example, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, 1,3-butylene glycol di (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, 1, 8-octanediol di (meth) acrylate, 1,12-dodecanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) acrylate , Cyclohexane-1,4-dimethanol di (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate, neopentyl glycol modified trimethylpropane di (meth) acrylate, trimethyl
  • the crosslinking agent may satisfy the case where, for example, in Chemical Formula 2 described above, X is a residue derived from a straight or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or 3 to 8 carbon atoms.
  • X when X is a residue derived from a cyclic alkyl group, X may not be a bicyclic or tricyclic structure, and may have a cyclic structure.
  • the said X may contain oxygen.
  • the crosslinking agent may be, for example, bifunctional or higher, and may be trifunctional or higher, but not more than 6 functional.
  • residue derived from an alkyl group means a residue of a specific compound, and may mean an alkyl group.
  • X when n is 2, X may be an alkylene group.
  • X when n is 3 or more, X may be attached to the (meth) acroyl group of Formula 1 or 2 by removing two or more hydrogens of the alkyl group.
  • the crosslinking agent may be included in the range of 10 to 70 parts by weight, 12 to 67 parts by weight, 15 to 63 parts by weight, or 18 to 58 parts by weight based on 100 parts by weight of the multifunctional monomer of Formula 1.
  • the lower limit of the content may be, for example, 25 parts by weight or 30 parts by weight or more
  • the upper limit may be, for example, 55 parts by weight or 50 parts by weight or less.
  • the term "parts by weight” in the present specification may mean a weight ratio between each component.
  • the present application can provide a cured product of the sealing material composition of the desired physical properties within the above content range.
  • the present application can form an organic layer in an inkjet method on an organic electronic device through a specific composition formulation of the sealing material composition, and the applied sealing material composition has an excellent spreadability in a short time and an organic layer having excellent curing sensitivity after curing. Can provide. When the curing sensitivity is insufficient, uncured powder is generated or outgas is generated in the composition, which causes serious durability reliability problems due to the properties of the sealing material composition of the present application applied directly on the organic electronic device.
  • the sealing material composition may implement excellent adhesive strength and low dielectric constant properties as well as processability as an ink composition.
  • the term "monomer” as used herein refers to a compound having a weight average molecular weight in the range of 150 to 1,000 g / mol, 173 to 980 g / mol, 188 to 860 g / mol, 210 to 823 g / mol or 330 to 780 g / mol Can be.
  • the present application can improve the degree of completion of curing after curing of the sealing material, but also prevent the inkjet process from being impossible because the viscosity of the composition becomes too high, and at the same time, moisture barrier properties. And excellent curing sensitivity.
  • the weight average molecular weight means a conversion value for standard polystyrene measured by GPC (Gel Permeation Chromatograph).
  • GPC Gel Permeation Chromatograph
  • a column of metal tube having a length of 250 to 300 mm and an inner diameter of 4.5 to 7.5 mm is filled with 3 to 20 mm Polystyrene bead.
  • the weight average molecular weight can be indirectly measured according to the elapsed time.
  • the amount separated by size from the column can be detected by plotting by time.
  • the epoxy equivalent is the number of grams (g / eq) of the resin containing 1 gram equivalent of epoxy group, and can be measured according to the method specified in JIS K 7236.
  • the sealing material composition may further include a photoinitiator.
  • a photoinitiator the present application can use a radical photoinitiator.
  • photoinitiator may be appropriately selected in consideration of the curing rate and the possibility of yellowing.
  • benzoin-based, hydroxy-ketone-based, amino ketone-based or phosphine oxide-based photoinitiators can be used, and specifically, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether , Benzoin n-butyl ether, benzoin isobutyl ether, acetophenone, dimethylano acetophenone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2,2-diethoxy-2-phenylacetophenone, 2 -Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholino-propane-1- On, 4- (2-hydroxyethoxy) phenyl-2-
  • the photoinitiator may be included in the range of 0.1 to 10 wt%, 0.5 to 8 wt%, 1 to 5 wt%, 1.5 to 4.5 wt% or 2 to 3.8 wt% in the total composition.
  • This application can effectively induce a crosslinking or curing reaction of the sealing material composition through this, and also prevent the deterioration of the physical properties of the sealing material composition due to the remaining components after curing.
  • the sealing material composition may further include a surfactant.
  • the surfactant may be a non-polar compound that does not contain a polar functional group.
  • the surfactant may include a silicone-based surfactant.
  • the surfactant may be included in the range of 0.1 to 10 wt%, 0.3 to 8 wt%, 0.5 to 5 wt%, 0.7 to 4.5 wt% or 0.8 to 3.8 wt% in the total composition.
  • the sealing material composition of the present application may include a moisture adsorbent.
  • moisture adsorbent may be used in a general sense to refer to a component capable of adsorbing or removing moisture or moisture introduced from the outside through a physical or chemical reaction or the like. That is, it means a water-reactive adsorbent or a physical adsorbent, and mixtures thereof can also be used.
  • the specific type of the water adsorbent that can be used in the present application is not particularly limited, and for example, in the case of the water-reactive adsorbent, a metal oxide, a metal salt, or a mixture of two or more kinds of phosphorus pentoxide (P 2 O 5 ) or the like can be mentioned.
  • a physical adsorbent zeolite, zirconia, montmorillonite, etc. may be mentioned.
  • the sealing material composition of the present application contains the water adsorbent in an amount of 5 parts by weight to 100 parts by weight, 5 to 80 parts by weight, 5 parts by weight to 70 parts by weight, or 10 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the total monomer contained in the composition. It can contain as.
  • the sealing material composition of the present application preferably by controlling the content of the water adsorbent to 5 parts by weight or more, it is possible to make the sealing material composition or its cured product exhibit excellent moisture and moisture barrier properties.
  • the present application can control the content of the water adsorbent to 100 parts by weight or less, thereby providing a sealing structure of a thin film.
  • the sealing material composition may further include an inorganic filler, if necessary.
  • an inorganic filler that can be used in the present application is not particularly limited, and for example, a kind or mixture of two or more kinds of clay, talc, alumina, calcium carbonate, or silica can be used.
  • the sealing material composition of the present application is 0 parts by weight to 50 parts by weight, 1 part by weight to 40 parts by weight, 1 part by weight to 20 parts by weight, or 1 to 10 parts by weight of an inorganic filler based on 100 parts by weight of the total monomers contained in the composition It may include.
  • the present application may provide an encapsulation structure having excellent moisture or moisture barrier properties and mechanical properties by controlling the inorganic filler to preferably 1 part by weight or more.
  • the present invention can provide a cured product exhibiting excellent moisture barrier properties even when formed as a thin film by controlling the inorganic filler content to 50 parts by weight or less.
  • the sealing material composition according to the present application may include various additives within a range not affecting the effects of the above-described invention.
  • the sealing material composition may include an antifoaming agent, a tackifier, an ultraviolet stabilizer, or an antioxidant in an appropriate range according to the desired physical properties.
  • the sealing material composition may be liquid at room temperature, for example, 15 ° C to 35 ° C or about 25 ° C.
  • the sealant composition may be in the form of a solvent-free liquid.
  • the sealing material composition may be applied to encapsulating the organic electronic device, and specifically, the sealing material composition may be an ink composition applicable to encapsulating the entire surface of the organic electronic device.
  • the sealing material composition of the present application may have a specific composition and properties so that inkjetting is possible.
  • the sealing material composition has a viscosity of 50 cPs or less, 1 to 46 cPs, 3 to 44, measured by Brookfield's DV-3 at a temperature of 25 ° C., a torque of 90%, and a shear rate of 100 rpm.
  • cPs, 4 to 38 cPs, 5 to 33 cPs or 14 to 24 cPs By applying the viscosity of the composition to the above range, the present application can implement ink-jetting physical properties at the time of application to the organic electronic device, and also provide excellent coating properties to provide a thin film encapsulant.
  • the sealing material composition has a surface energy of the cured product after curing is 5 mN / m to 45 mN / m, 10 mN / m to 40 mN / m, 15 mN / m to 35 mN / m or 20 mN / m to 30 mN / m.
  • the surface energy may be measured by a method known in the art, for example, by a Ring Method method.
  • the present application can realize excellent coating properties within the surface energy range.
  • the surface energy can be measured using a droplet shape analyzer (Drop Shape Analyzer, manufactured by KRUSS, DSA100).
  • the surface energy is applied to a SiNx substrate with a thickness of about 50 ⁇ m and a coating area of 4 cm 2 (width: 2 cm, length: 2 cm) on the SiNx substrate after formation of the sealing film (spin coater), nitrogen after drying in an atmosphere at room temperature for about 10 minutes then UV cured with the light quantity of 4000mJ / cm 2 at an intensity of 1000mW / cm 2.
  • the deionized water having a known surface tension on the film is dropped, and the process of obtaining the contact angle is repeated 5 times to obtain the average value of the obtained 5 contact angle values, and equally, the surface tension is known.
  • the diiodomethane is dropped and the process of obtaining the contact angle is repeated 5 times to obtain the average value of the obtained 5 contact angle values.
  • the surface energy can be obtained by substituting a numerical value (Strom value) about the surface tension of the solvent by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the obtained average value of the contact angle for deionized water and diiodmethane.
  • the sealant composition may have a light transmittance of 90% or more, 92% or more, or 95% or more in a visible light region after curing.
  • the present application provides a high-resolution, low-power, and long-life organic electronic device by applying a sealing material composition to a front emission type organic electronic device.
  • the sealant composition of the present application may have a haze according to JIS K7105 standard test of 3% or less, 2% or less, or 1% or less, and the lower limit is not particularly limited, but may be 0%.
  • the sealing material composition within the haze range may have excellent optical properties after curing.
  • the above-described light transmittance or haze may be measured in a state in which the sealing material composition is cured with an organic layer, and may be optical properties measured when the thickness of the organic layer is any one of 2 to 20 ⁇ m.
  • the above-described moisture adsorbent or inorganic filler may not be included.
  • the present application also relates to an organic electronic device.
  • Exemplary organic electronic device 3 as shown in Figure 1, the substrate 31; An organic electronic element 32 formed on the substrate 31; And an organic layer 33 encapsulating the entire surface of the organic electronic device 32 and including the above-described sealing material composition.
  • the organic electronic device may include a first electrode layer, an organic layer formed on the first electrode layer and including at least a light emitting layer, and a second electrode layer formed on the organic layer.
  • the first electrode layer may be a transparent electrode layer or a reflective electrode layer
  • the second electrode layer may also be a transparent electrode layer or a reflective electrode layer.
  • the organic electronic device may include a reflective electrode layer formed on a substrate, an organic layer formed on the reflective electrode layer and including at least a light emitting layer, and a transparent electrode layer formed on the organic layer.
  • the organic electronic device 32 may be an organic light emitting diode.
  • the organic electronic device according to the present application may be of a top emission type, but is not limited thereto, and may be applied to a bottom emission type.
  • the organic electronic device may further include a protective layer 35 to protect the electrode and the light emitting layer of the organic electronic device.
  • the protective film 35 may be an inorganic protective film.
  • the protective film may be a protective layer by chemical vapor deposition (CVD, chemical vapor deposition), and the material may be the same or different from the following inorganic layer, and a known inorganic material may be used.
  • CVD chemical vapor deposition
  • SiNx silicon nitride
  • SiNx silicon nitride
  • SiNx silicon nitride
  • SiNx silicon nitride
  • silicon nitride (SiNx) used as the protective film may be deposited to a thickness of 0.01 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the organic electronic device 3 may further include an inorganic layer 34 formed on the organic layer 33.
  • the inorganic layer may be one or more metal oxides, nitrides or oxynitrides selected from the group consisting of Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn and Si.
  • the thickness of the inorganic layer may be 0.01 ⁇ m to 50 ⁇ m or 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m or 1 ⁇ m to 10 ⁇ m.
  • the inorganic layer of the present application may be an inorganic material containing no dopant, or an inorganic material containing a dopant.
  • the dopant that can be doped is one or more elements selected from the group consisting of Ga, Si, Ge, Al, Sn, Ge, B, In, Tl, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co and Ni or the element It may be an oxide, but is not limited thereto.
  • the thickness of the organic layer may be in the range of 2 ⁇ m to 20 ⁇ m, 2.5 ⁇ m to 15 ⁇ m, 2.8 ⁇ m to 9 ⁇ m.
  • the present application can provide an organic electronic device of a thin film by providing a thin thickness of the organic layer.
  • the organic electronic device 3 of the present application may include an encapsulation structure including the above-described organic layer 33 and an inorganic layer 34, and the encapsulation structure includes at least one organic layer and at least one inorganic layer, , The organic layer and the inorganic layer may be repeatedly stacked.
  • the organic electronic device may have a structure of a substrate / organic electronic element / protective film / (organic layer / inorganic layer) n, and n may be a number in the range of 1 to 100. 1 is a cross-sectional view illustrating when n is 1.
  • the organic electronic device 3 of the present application may further include a cover substrate present on the organic layer 33.
  • the material of the substrate and / or the cover substrate is not particularly limited, and materials known in the art may be used.
  • the substrate or cover substrate may be a glass, metal substrate, or polymer film.
  • the polymer film is, for example, polyethylene terephthalate film, polytetrafluoroethylene film, polyethylene film, polypropylene film, polybutene film, polybutadiene film, vinyl chloride copolymer film, polyurethane film, ethylene-vinyl acetate film, ethylene -Propylene copolymer film, ethylene-acrylic acid ethyl copolymer film, ethylene-methyl acrylate copolymer film or polyimide film can be used.
  • the organic electronic device 3 of the present application as shown in Figure 2, the cover substrate 38 and the sealing film 37 present between the substrate 31 on which the organic electronic device 32 is formed, It may further include.
  • the encapsulation film 37 may be applied for the purpose of attaching the substrate 31 on which the organic electronic device 32 is formed and the cover substrate 38, and may be, for example, an adhesive film or an adhesive film, but is not limited thereto. It is not.
  • the encapsulation film 37 may seal the entire surface of the encapsulation structure 36 of the above-described organic and inorganic layers stacked on the organic electronic device 32.
  • the present application relates to a method of manufacturing an organic electronic device.
  • the manufacturing method includes forming the organic layer 33 by applying the above-described sealing material composition on the substrate 31 on which the organic electronic device 32 is formed to seal the entire surface of the organic electronic device 32. It may include.
  • the organic electronic device 32 is a substrate 31, for example, a reflective electrode or a transparent electrode is formed on a substrate 31 such as a glass or polymer film by a method such as vacuum deposition or sputtering. It can be produced by forming an organic material layer on a reflective electrode.
  • the organic material layer may include a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron injection layer and / or an electron transport layer.
  • a second electrode is additionally formed on the organic material layer.
  • the second electrode may be a transparent electrode or a reflective electrode.
  • the manufacturing method of the present application may further include forming an inorganic layer 35 on the first electrode, the organic material layer, and the second electrode formed on the substrate 31. Then, the above-described organic layer 33 is applied on the substrate 31 to completely cover the organic electronic device 32. At this time, the step of forming the organic layer 33 is not particularly limited, and the above-described sealing material composition on the front surface of the substrate 31 is inkjet printing (Inkjet), gravure coating (Gravure), spin coating, screen printing or reverse offset. Processes such as coating (reverse offset) can be used.
  • the manufacturing method is also;
  • the method may further include irradiating light to the organic layer.
  • a curing process may be performed on the organic layer encapsulating the organic electronic device. Such curing process) may be performed in, for example, a heating chamber or a UV chamber, and preferably a UV chamber.
  • the composition may be irradiated with light to induce crosslinking.
  • Irradiating the light may include irradiating light having a wavelength range of 250 nm to 450 nm or 300 nm to 450 nm in a range of 0.3 to 6 J / cm 2 or 0.5 to 5 J / cm 2 .
  • the manufacturing method of the present application may further include forming an inorganic layer 34 on the organic layer 33.
  • the step of forming the inorganic layer may be a method known in the art, and may be formed by chemical vapor deposition (CVD) as described above.
  • This application can effectively block the moisture or oxygen flowing into the organic electronic device from the outside to ensure the life of the organic electronic device, and it is possible to implement a front emission type organic electronic device, and it can be applied by an inkjet method and has a low dielectric constant.
  • a sealing material composition capable of providing a thin display having characteristics and an organic electronic device including the same.
  • FIG 1 and 2 are cross-sectional views showing an organic electronic device according to an example of the present invention.
  • Tricyclodecane dimethanol diacrylate as a polyfunctional monomer of Formula 1 at room temperature
  • 1,14-tetradecanediol dimethacrylate as a polyfunctional monomer of Formula 2
  • isodecyl acrylate as a monofunctional monomer 30:30, respectively. It was put into a mixing vessel at a weight ratio (parts by weight) of: 30 (Formula 1: Formula 2: Monofunctional Monomer).
  • 6 parts by weight of trimethylolpropane trimethacrylate, 1 part by weight of a silicone surfactant (BYK399), and 3 parts by weight of a radical photoinitiator (TPO) were additionally added as a crosslinking agent to the mixing container.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • Tricyclodecane dimethanol diacrylate as a polyfunctional monomer of Formula 1 at room temperature, isodecyl acrylate and 4- (1,1-dimethylethyl) cyclohexyl acrylate as a monofunctional monomer are respectively 30:30:30 (formula) 1: Isodecyl acrylate: 4- (1,1-dimethylethyl) cyclohexyl acrylate) was added to the mixing vessel at a weight ratio.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • Tricyclodecane dimethanol diacrylate as a polyfunctional monomer of Formula 1 at room temperature
  • 1,14-tetradecanediol dimethacrylate as a polyfunctional monomer of Formula 2
  • isodecyl acrylate as a monofunctional monomer 30:20, respectively. It was put into a mixing vessel at a weight ratio of: 30 (Formula 1: Formula 2: Monofunctional Monomer).
  • Formula 1 Formula 2: Monofunctional Monomer
  • 16 parts by weight of trimethylolpropane trimethacrylate, 1 part by weight of a silicone surfactant (BYK399), and 3 parts by weight of a radical photoinitiator (TPO) were additionally added as a crosslinking agent to the mixing container.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • 1,10-decanediol dimethacrylate at room temperature trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinking agent, silicone-based surfactant (BYK399), and radical photoinitiator (TPO) in a mixing ratio of 90: 6: 1: 3, respectively Was put in.
  • silicone-based surfactant BYK399
  • TPO radical photoinitiator
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • 1,9-nonanediol diacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinking agent, silicone-based surfactant (BYK399), and radical photoinitiator (TPO) were mixed in a weight ratio of 90: 6: 1: 3, respectively. Input.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • Stearyl acrylate, lauryl acrylate, trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinking agent, silicone surfactant (BYK399) and radical photoinitiator (TPO) at room temperature are mixed at a weight ratio of 40: 46: 10: 1: 3, respectively. It was put in a container.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • 1,14-tetradecanediol dimethacrylate at room temperature trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinking agent, silicone-based surfactant (BYK399) and radical photoinitiator (TPO) are mixed at a weight ratio of 90: 6: 1: 3, respectively. It was put in a container.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • 1,14-tetradecanediol dimethacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate as a crosslinking agent, silicone-based surfactant (BYK399) and radical photoinitiator (TPO) were mixed at a weight ratio of 10: 86: 1: 3, respectively. It was put in a container.
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • tricyclodecane dimethanol diacrylate, stearyl acrylate, silicone-based surfactant (BYK399) and radical photoinitiator (TPO) were mixed in a weight ratio of 80: 16: 1: 3, respectively.
  • TPO radical photoinitiator
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • Tricyclodecane dimethanol diacrylate as a polyfunctional monomer of Formula 1 at room temperature
  • 1,14-tetradecanediol dimethacrylate a silicone surfactant (BYK399) and a radical photoinitiator (TPO) as a polyfunctional monomer of Formula 2 at room temperature.
  • TPO radical photoinitiator
  • the mixing container was prepared using a Planetary mixer (Kurabo, KK-250s) to prepare a uniform sealant composition ink.
  • an organic layer was formed by ink-jetting the sealing material composition prepared in Examples and Comparative Examples as follows.
  • the sealing material composition prepared in Examples and Comparative Examples was inkjetted using Unijet UJ-200 (Inkjet head-Dimatix 10pL 256) to form an organic layer.
  • Waveform-Var1 2 ⁇ s, Main: 8 ⁇ s, Var2: 2 ⁇ s, Heating temperature: -45 °C
  • the printed organic layer was cured by irradiating UV having a wavelength range of 395 nm with an intensity of 1000 mW / cm 2 to 1000 mJ / cm 2 using an LED lamp.
  • the surface energy for the sealant composition prepared in Examples and Comparative Examples was measured using a droplet shape analyzer (DSA100 manufactured by KRUSS).
  • the sealing material composition was applied to a SiNx substrate with a thickness of 50 ⁇ m and a coating area of 4 cm 2 (width: 2 cm, length: 2 cm), after forming a sealing film (spin coater), and dried at room temperature under nitrogen atmosphere for about 10 minutes. after then UV cured with the light quantity of 4000mJ / cm 2 at an intensity of 1000mW / cm 2. After curing, the deionized water having a known surface tension on the film is dropped and the process of obtaining the contact angle is repeated 5 times to obtain the average value of the obtained 5 contact angle values, and, equally, the surface tension is known.
  • the diiodomethane is dropped and the process of obtaining the contact angle is repeated 5 times to obtain the average value of the obtained 5 contact angle values. Then, the surface energy was obtained by substituting a numerical value (Strom value) about the surface tension of the solvent by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the obtained deionized water and the average value of the contact angles for diiodine methane.
  • a numerical value (Strom value) about the surface tension of the solvent by the Owens-Wendt-Rabel-Kaelble method using the obtained deionized water and the average value of the contact angles for diiodine methane.
  • An Al plate (Conductive plate) was deposited on the cleaned bare glass at 500 Pa. Inkjet coating the sealing material composition prepared in Examples and Comparative Examples on the deposited Al plate surface, and curing the coated composition with a light amount of 1000 mJ / cm 2 through an LED UV lamp to form an organic layer having a thickness of 8 ⁇ m. Did. On the organic layer, an Al plate (Conductive plate) was deposited at 500 Pa.
  • the capacitance value of the Al plate was measured at 100 kHz and 25 ° C. using an Impedence meter Agilent 4194A. Through the measured values, the dielectric constant of the organic layer was calculated using the following calculation formula.
  • C ⁇ r ⁇ ⁇ o ⁇ A / D (C: Capacitance of Al plate, ⁇ r: Dielectric constant of organic layer, ⁇ o: Vacuum dielectric constant, A: Area of Al plate, D: Distance between two Al plates)
  • the dielectric constant is a relative value (ratio) to the dielectric constant in the vacuum when the dielectric constant in the vacuum is 1.
  • a state in which an Al electrode was deposited to a thickness of 500 ⁇ m on LCD glass was prepared as a reference.
  • an Al electrode is deposited on the LCD glass to a thickness of 500 ⁇ m
  • ink-jet coating the sealing material composition prepared in Examples and Comparative Examples on the deposited Al electrode surface and LED UV lamp for the coated composition
  • the curing proceeds with a light amount of 1000 mJ / cm 2 through to form an 8 ⁇ m thick organic layer.
  • the Al electrode was again deposited on the organic layer to a thickness of 500 ⁇ m.
  • the color change of the electrode compared to the reference was compared with the naked eye and a microscope, and a case in which no color change was observed and a change in color was observed.
  • the sealing material composition prepared in Examples and Comparative Examples For 5 minutes after ink-jetting the sealing material composition prepared in Examples and Comparative Examples to a thickness of 10 ⁇ m on a substrate having a concavo-convex structure having a height of 2 ⁇ m formed in one direction extending at intervals of 200 ⁇ m. I waited. Subsequently, the printed sealing material composition was cured to a light amount of 1000 mJ / cm 2 through an LED UV lamp, thereby preparing a sample in which an organic layer was formed on the substrate. The flatness of the surface of the organic layer was measured on the sample using a Surface Profiler (AlphaStep, KLA-Tencor). As a result of the measurement, the step on the surface of the organic layer was classified as excellent when it was less than 0.5 ⁇ m, and when it was less than 0.35 ⁇ m, it was classified as very good.
  • a Surface Profiler AlphaStep, KLA-Tencor

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Abstract

본 출원은 밀봉재 조성물 및 이를 포함하는 유기전자장치에 관한 것으로서, 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있고, 전면 발광형 유기전자장치의 구현이 가능하며, 잉크젯 방식으로 적용 가능하고, 저유전율 특성을 갖는 박형의 디스플레이를 제공할 수 있는 밀봉재 조성물을 제공한다. [대표도] 도 1

Description

밀봉재 조성물
관련 출원들과의 상호 인용
본 출원은 2018년 11월 12일자 한국 특허 출원 제10-2018-0138360호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된　모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
기술분야
본 출원은 밀봉재 조성물, 이를 포함하는 유기전자장치 및 상기 유기전자장치의 제조 방법에 관한 것이다.
유기전자장치(OED; organic electronic device)는 정공 및 전자를 이용하여 전하의 교류를 발생하는 유기 재료층을 포함하는 장치를 의미하며, 그 예로는, 광전지 장치(photovoltaic device), 정류기(rectifier), 트랜스미터(transmitter) 및 유기발광다이오드(OLED; organic light emitting diode) 등을 들 수 있다.
상기 유기전자장치 중 유기발광다이오드(OLED: Organic Light Emitting Diode)는 기존 광원에 비하여, 전력 소모량이 적고, 응답 속도가 빠르며, 표시장치 또는 조명의 박형화에 유리하다. 또한, OLED는 공간 활용성이 우수하여, 각종 휴대용 기기, 모니터, 노트북 및 TV에 걸친 다양한 분야에서 적용될 것으로 기대되고 있다.
OLED의 상용화 및 용도 확대에 있어서, 가장 주요한 문제점은 내구성 문제이다. OLED에 포함된 유기재료 및 금속 전극 등은 수분 등의 외부적 요인에 의해 매우 쉽게 산화된다. 따라서, OLED를 포함하는 제품은 환경적 요인에 크게 민감하다. 이에 따라 OLED 등과 같은 유기전자장치에 대한 외부로부터의 산소 또는 수분 등의 침투를 효과적으로 차단하기 위하여 다양한 방법이 제안되어 있다.
본 출원은 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있고, 전면 발광형 유기전자장치의 구현이 가능하며, 잉크젯 방식으로 적용 가능하고, 저유전율 특성을 갖는 박형의 디스플레이를 제공할 수 있는 밀봉재 조성물 및 이를 포함하는 유기전자장치를 제공한다.
본 출원은 밀봉재 조성물에 관한 것이다. 상기 밀봉재 조성물은 예를 들면, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용되는 봉지재일 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 유기층 형태로 존재할 수 있다. 또한, 상기 유기층은 후술하는 보호막 및/또는 무기층과 함께 유기전자소자 상에 적층되어 봉지 구조를 형성할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 본 출원은 잉크젯 공정에 적용 가능한 유기전자소자 봉지용 밀봉재 조성물에 관한 것으로서, 상기 조성물은 비접촉식으로 패터닝이 가능한 잉크젯 프린팅을 이용해 기판에 토출되었을 때, 적절한 물성을 갖도록 설계될 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.
예시적인 밀봉재 조성물은 하기 화학식 1의 다관능성 모노머 및 단관능성 모노머를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019015327-appb-I000001
상기 화학식 1에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 2 내지 10의 수이며, X는 탄소수 6 내지 30의 고리형 알킬기로부터 유도된 잔기를 나타내고, 상기 X는 산소 원자를 2개 이하로 포함한다. 상기에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기일 수 있고, 구체예에서, 메틸기일 수 있다. 또한, n은 2 내지 8 또는 2 내지 4의 정수일 수 있다. 또한, 상기 X는 탄소수 탄소수 6 내지 28, 탄소수 8 내지 22, 또는 탄소수 12 내지 20의 고리형 알킬기로부터 유도된 잔기일 수 있다. 일 예시에서, 상기 X는 이고리식 또는 삼고리식 구조일 수 있다. 즉, 상기 X는 환형 구조 내에 고리가 2 내지 3개 존재할 수 있다. 또한, 상기 X는 지환식 구조일 수 있다. 또한, 상기 X는 산소 원자를 2 이하로 포함할 수 있으며, 그 하한은 0 또는 1일 수 있다. 즉, 상기 X는 산소를 포함하지 않을 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬기로부터 유도된 잔기」란, 특정 화합물의 잔기로서, 알킬기로 구성된 것을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 화학식 1에서, n이 2인 경우, 상기 X는 알킬렌기일 수 있다. 또한, n이 3 이상인 경우 X는 알킬기의 2 이상의 수소가 탈리되어 상기 화학식 1의 (메타)아크로일기에 결합되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 30, 탄소수 1 내지 25, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형 구조를 가질 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해서 치환되어 있을 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬렌기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 30, 탄소수, 2 내지 25, 탄소수, 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 10 또는 탄소수 2 내지 8의 알킬렌기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형 구조를 가질 수 있으며, 임의적으로 하나 이상의 치환기에 의해서 치환되어 있을 수 있다.
상기 다관능성은 상기 화학식 1의 (메트)아크릴로일기가 2 이상 포함됨을 의미할 수 있고, 단관능성은 (메트)아크릴로일기가 1개임을 의미할 수 있다. 일 예시에서, 상기 화학식 1의 다관능성 모노머는 상기 화학식 1의 구조를 만족하는 한 그 종류가 특별히 제한되지 않으나, 트리싸이클로데칸 디메탄올 디(메타)아크릴레이트 또는 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
상기 화학식 1의 다관능성 모노머는 전체 조성물 내에서 50중량% 이하의 범위 내로 포함될 수 있다. 일 구체예에서, 상기 함량의 상한은 예를 들어, 45 중량%, 40 중량%, 38 중량%, 35 중량%, 또는 33 중량% 이하일 수 있고, 하한은 예를 들어, 18 중량%, 20 중량%, 23 중량%, 25 중량% 또는 28 중량% 이상일 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 단관능성 모노머는 알킬(메타) 아크릴레이트를 포함할 수 있다. 일 구체예에서, 상기 단관능성 모노머는 탄소수 8 내지 30, 9 내지 28 또는 10 내지 20의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 포함하는 알킬(메타) 아크릴레이트를 포함할 수 있다.
상기 알킬(메타) 아크릴레이트로서는 예를 들면 이소데실 (메타)알크릴레이트 또는 4-(1,1-디메틸에틸)싸이클로헥실 아크릴레이트를 포함할 수 있으며, 이들은 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합해 이용할 수 있다.
상기 단관능성 모노머는 화학식 1의 다관능성 모노머 100 중량부에 대하여, 80 내지 230 중량부, 85 내지 225 중량부, 90 내지 220 중량부 또는 95 내지 210 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 상기 함량의 상한은 200 중량부 이하, 180 중량부 이하, 150 중량부 이하, 또는 120 중랴부 이하일 수 있고, 하한은 100 중량부 이상, 130 중량부 이상, 150 중량부 이상, 180 중량부 이상 또는 190 중량부 이상일 수 있다.
본 출원은 밀봉재 조성물의 상기 조성 배합을 통해, 박막의 유기층을 형성할 뿐만 아니라 유전율을 낮게 조절하여 회로간 간섭을 효과적으로 방지할 수 있다. 일반적으로 유전율을 낮추기 위해서 동종 업계에서 다양한 방법이 있으나, 이는 잉크젯팅 물성 구현과는 별개이다. 본 출원은 상기 잉크젯팅 물성을 유지하여 저점도의 퍼짐성이 좋으면서 경화 후 우수한 경화감도를 만족하면서, 동시에 저유전율 및 수분 차단성 구현이 본 출원의 해결 과제이다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 하기 화학식 2의 다관능성 모노머를 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 2]
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상기 화학식 2에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 2 내지 10의 수이며, X는 탄소수 11 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기로부터 유도된 잔기를 나타내고, 상기 X는 산소 원자를 2 이하로 포함한다. 상기 화학식 2 중 R1과 n은 앞서 기술한 화학식 1의 내용과 같을 수 있다. 한편, 상기 화학식 2에서 X는 탄소수 11 내지 30, 12 내지 30, 13 내지 30 또는 탄소수 14 내지 25의 직쇄 알킬기로부터 유도된 잔기일 수 있다. 또 다른 예시에서, 상기 화학식 2에서 X는 탄소수 11 내지 30, 12 내지 30, 13 내지 30 또는 탄소수 14 내지 25의 분지쇄 알킬기로부터 유도된 잔기일 수 있다. 또한, 상기 X는 산소 원자를 2 이하로 포함할 수 있으며, 그 하한은 0 또는 1일 수 있다. 즉, 상기 X는 산소를 포함하지 않을 수 있다. 상기 화학식 2의 다관능성 모노머는 상기 화학식 2의 구조를 만족하는 한 그 종류가 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어, 1,14-테트라데칸디올 디(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있다.
상기 화학식 2의 다관능성 모노머는 화학식 1의 다관능성 모노머 100 중량부에 대하여, 50 내지 140 중량부, 55 내지 130 중량부, 58 내지 120 중량부, 62 내지 110 중량부 또는 65 내지 105 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 구체예에서, 상기 함량의 하한은 70 중량부, 80 중량부, 90 중량부 또는 95 중량부 이상일 수 있고, 상한은 100 중량부, 또는 80 중량부 일 수 있다. 상기 화학식 2의 다관능성 모노머는 분자 구조 내에 고리 구조가 없는 점에서 상기 화학식 1의 다관능성 모노머와 구별될 수 있다. 본 출원은 밀봉재 조성물을 상기의 조성 배합으로 조절함으로써, 밀봉재 조성물이 잉크젯팅하여 도포될 때의 도포 특성과 경화 후 경화 물성 그리고 저유전율의 물성을 구현할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 20㎛ 이하의 두께를 갖는 박막으로 경화 후, 100kHz 내지 400kHz 및 25℃ 조건에서 3.2 미만, 3.1 미만, 3.0 미만, 2.9 미만, 2.85 미만, 2.83 이하, 2.8 이하, 2.78 이하, 2.75 이하 또는 2.74 이하의 유전율을 가질 수 있다. 상기 유전율의 하한은 특별히 한정되지 않고, 0.01 또는 0.1일 수 있다. 일반적으로 유전율은 두께가 증가할수록 낮아지나, 본 출원은 상기 20㎛ 이하의 박막의 두께임에도 상기 유전율 범위를 가질 수 있다. 상기 두께의 하한은 예를 들어, 1㎛ 또는 3㎛일 수 있으며, 본 출원의 밀봉재 조성물은 상기 하한의 두께 범위로 경화되더라도 본원의 유전율 범위를 가질 수 있으며, 본 출원의 밀봉재 조성물은 경화 후, 회로 간섭 등 제품 불량을 최소화할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 가교제는 특별히 제한되지 않으나, 다관능성 아크릴레이트일 수 있다. 또한, 상기 가교제는 예를 들면, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,3-부틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,8-옥탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,12-도데세인디올(dodecanediol) 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 시클로헥산-1,4-디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 예시에서, 상기 가교제는 예를 들어, 앞서 기술한 화학식 2에서, X가 탄소수 1 내지 10 또는 3 내지 8의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기로부터 유도된 잔기인 경우를 만족할 수 있다. 또한, 상기 X가 고리형 알킬기로부터 유도된 잔기인 경우, 상기 X는 이고리식 또는 삼고리식 구조가 아닐 수 있으며, 하나의 환형 구조를 가질 수 있다. 또한, 상기 X가 산소를 포함하는 경우가 있다. 상기 가교제는 예를 들어, 2관능 이상일 수 있고, 예를 들어, 3관능 이상 6관능 이하일 수 있다.
본 명세서에서 용어 「알킬기로부터 유도된 잔기」란, 특정 화합물의 잔기로서, 알킬기로 구성된 것을 의미할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 화학식 1 또는 2에서, n이 2인 경우, 상기 X는 알킬렌기일 수 있다. 또한, n이 3 이상인 경우 X는 알킬기의 2 이상의 수소가 탈리되어 상기 화학식 1 또는 2의 (메타)아크로일기에 결합되어 있을 수 있다.
상기 가교제는 화학식 1의 다관능성 모노머 100 중량부에 대하여, 10 내지 70 중량부, 12 내지 67 중량부, 15 내지 63 중량부 또는 18 내지 58 중량부의 범위 내로 포함될 수 있다. 구체예에서, 상기 함량의 하한은 예를 들어, 25 중량부 또는 30 중량부 이상일 수 있고, 상한은 예를 들어, 55 중량부 또는 50 중량부 이하일 수 있다. 본 명세서 용어 「중량부」는 각 성분 간의 중량 비율을 의미할 수 있다. 본 출원은 상기 함량 범위 내에서, 목적하는 물성의 밀봉재 조성물 경화물을 제공할 수 있다.
본 출원은 상기 밀봉재 조성물의 특정 조성 배합을 통해, 유기전자소자에 잉크젯 방식으로 유기층을 형성할 수 있고, 도포된 밀봉재 조성물은 짧은 시간 내에 우수한 퍼짐성을 가지며, 경화된 후에 우수한 경화 감도를 갖는 유기층을 제공할 수 있다. 경화 감도가 부족할 경우, 미경화분이 발생하거나, 조성물 내에 아웃 가스가 발생하며, 이는 유기전자소자 상에 직접 적용되는 본 출원의 밀봉재 조성물의 특성 상 심각한 내구 신뢰성 문제를 초래한다. 또한, 상기 밀봉재 조성물은 잉크 조성물로서 공정성과 함께 우수한 접착 강도 및 저유전율 특성을 구현할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「모노머」는 중량평균분자량이 150 내지 1,000g/mol, 173 내지 980g/mol, 188 내지 860g/mol, 210 내지 823g/mol 또는 330 내지 780g/mol의 범위 내에 있는 화합물을 지칭할 수 있다. 본 출원은 밀봉재 조성물에 포함되는 모노머들의 중량평균분자량을 낮게 조절함으로써, 밀봉재의 경화 후 경화 완료도를 향상시키면서도 조성물의 점도가 지나치게 높아져서 잉크젯 공정이 불가능하게 하는 것을 방지할 수 있고, 동시에 수분 차단성 및 우수한 경화 감도를 제공할 수 있다. 본 명세서에서 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 하나의 예시에서, 250 내지 300mm의 길이, 4.5 내지 7.5mm의 내경을 가지는 금속관으로 되어 있는 컬럼에 3 내지 20mm Polystyrene bead로 충진한다. 측정하고자 하는 물질을 THF 용매에 녹인 희석된 용액을 컬럼에 통과시키면 유출되는 시간에 따라 중량평균분자량을 간접적으로 측정 가능하다. 컬럼으로부터 크기 별로 분리되어 나오는 양을 시간별로 Plot하여 검출할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 에폭시 당량은 1그램 당량의 에폭시기를 함유하는 수지의 그램수(g/eq)이며, JIS K 7236에 규정된 방법에 따라서 측정될 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 광개시제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 광개시제로서, 본 출원은, 라디칼 광개시제를 사용할 수 있다.
광개시제의 구체적인 종류는 경화 속도 및 황변 가능성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다. 예를 들면, 벤조인계, 히드록시 케톤계, 아미노 케톤계 또는 포스핀 옥시드계 광개시제 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 광개시제는 전체 조성물 내에서 0.1 내지 10wt%, 0.5 내지 8 wt%, 1 내지 5 wt%, 1.5 내지 4.5 wt% 또는 2 내지 3.8 wt%의 범위 내로 포함될 수 있다. 본 출원은, 이를 통해 밀봉재 조성물의 가교 또는 경화 반응을 효과적으로 유도하고, 또한 경화 후에 잔존 성분으로 인해 밀봉재 조성물의 물성이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 상기 밀봉재 조성물은 계면 활성제를 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 계면 활성제는 극성 작용기를 포함하지 않는 비극성 화합물일 수 있다. 일 예시에서, 상기 계면 활성제는 실리콘계 계면 활성제를 포함할 수 있다. 상기 계면 활성제를 사용함으로써, 잉크젯팅 공정성과 함께 박막의 저유전율 특성을 갖는 유기 박막을 제공할 수 있다.
상기 계면 활성제는 전체 조성물 내에서 0.1 내지 10wt%, 0.3 내지 8 wt%, 0.5 내지 5 wt%, 0.7 내지 4.5 wt% 또는 0.8 내지 3.8 wt%의 범위 내로 포함될 수 있다.
본 출원의 밀봉재 조성물은 필요에 따라, 수분 흡착제를 포함할 수 있다. 용어 「수분 흡착제」는 물리적 또는 화학적 반응 등을 통해, 외부로부터 유입되는 수분 또는 습기를 흡착 또는 제거할 수 있는 성분을 총칭하는 의미로 사용될 수 있다. 즉, 수분 반응성 흡착제 또는 물리적 흡착제를 의미하며, 그 혼합물도 사용 가능하다.
본 출원에서 사용할 수 있는 수분 흡착제의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 수분 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 밀봉재 조성물은 수분 흡착제를, 조성물 내에 포함되는 전체 모노머 100 중량부에 대하여, 5 중량부 내지 100 중량부, 5 내지 80 중량부, 5 중량부 내지 70 중량부 또는 10 내지 30 중량부의 양으로 포함할 수 있다. 본 출원의 밀봉재 조성물은, 바람직하게 수분 흡착제의 함량을 5 중량부 이상으로 제어함으로써, 밀봉재 조성물 또는 그 경화물이 우수한 수분 및 습기 차단성을 나타내도록 할 수 있다. 또한, 본 출원은 수분 흡착제의 함량을 100 중량부 이하로 제어하여, 박막의 봉지 구조를 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 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, 조성물 내에 포함되는 전체 모노머 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. 본 출원은, 무기 필러를 바람직하게는 1 중량부 이상으로 제어하여, 우수한 수분 또는 습기 차단성 및 기계적 물성을 가지는 봉지 구조를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 무기 필러 함량을 50 중량부 이하로 제어함으로써, 박막으로 형성된 경우에도 우수한 수분 차단 특성을 나타내는 경화물을 제공할 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 소포제, 점착 부여제, 자외선 안정제 또는 산화 방지제 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 밀봉재 조성물은 상온, 예를 들어, 15℃ 내지 35℃ 또는 약 25℃ 에서 액상일 수 있다. 본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 무용제 형태의 액상일 수 있다. 상기 밀봉재 조성물은 유기전자소자를 봉지하는 것에 적용될 수 있고, 구체적으로, 상기 밀봉재 조성물은 유기전자소자의 전면을 봉지하는 것에 적용될 수 있는 잉크 조성물일 수 있다. 본 출원의 밀봉재 조성물은 잉크젯팅 가능할 수 있도록 특정 조성 및 물성을 가질 수 있다.
또한, 본 출원의 구체예에서, 밀봉재 조성물은 25℃의 온도, 90%의 토크 및 100rpm의 전단속도에서, 브룩필드사의 DV-3으로 측정한 점도가 50cPs 이하, 1 내지 46 cPs, 3 내지 44 cPs, 4 내지 38cPs, 5 내지 33cPs 또는 14 내지 24cPs의 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 경화물의 표면 에너지가 5mN/m 내지 45 mN/m, 10 mN/m 내지 40 mN/m, 15 mN/m 내지 35 mN/m 또는 20 mN/m 내지 30 mN/m의 범위 내일 수 있다. 상기 표면 에너지의 측정의 당업계의 공지의 방법으로 측정될 수 있고, 예를 들어, Ring Method 방법으로 측정될 수 있다. 본 출원은 상기 표면 에너지 범위 내에서, 우수한 코팅성을 구현할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 표면 에너지(γsurface, mN/m)는 γsurface = γdispersion + γpolar 로 계산될 수 있다. 하나의 예시에서, 표면 에너지는 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 측정할 수 있다. 예를 들어, 표면 에너지는 측정하고자 하는 밀봉재 조성물을 SiNx 기판에 약 50㎛의 두께와 4 cm2의 코팅 면적(가로: 2cm, 세로: 2cm)으로 도포하여 봉지막 형성 후(스핀코터), 질소 분위기 하에서 상온에서 약 10 분 정도 건조시킨 후에 1000mW/cm2의 강도로 4000mJ/cm2의 광량을 통해 UV 경화시킨다. 경화 후 상기 막에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하고, 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다. 그 후, 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구할 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.
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, 전술한 밀봉재 조성물을 포함하는 유기층(33)을 포함할 수 있다.
본 출원의 구체예에서, 유기전자소자는 제 1 전극층, 상기 제 1 전극층 상에 형성되고 적어도 발광층을 포함하는 유기층 및 상기 유기층상에 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 유기층 및 상기 유기층상에 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 유기전자장치는 유기전자소자의 전극 및 발광층을 보호하는 보호막(35)을 추가로 포함할 수 있다. 상기 보호막 (35)은 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.
본 출원의 구체예에서, 유기전자장치(3)는 상기 유기층(33) 상에 형성된 무기층(34)을 추가로 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 무기층은 Al, Zr, Ti, Hf, Ta, In, Sn, Zn 및 Si로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 금속 산화물, 질화물 또는 산질화물일 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.
하나의 예시에서, 상기 유기층의 두께는 2㎛ 내지 20㎛, 2.5㎛ 내지 15㎛, 2.8㎛ 내지 9㎛의 범위내일 수 있다. 본 출원은 유기층의 두께를 얇게 제공하여 박막의 유기전자장치를 제공할 수 있다.
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 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.
하나의 예시에서, 본 출원의 유기전자장치(3)는 상기 유기층(33) 상에 존재하는 커버 기판을 추가로 포함할 수 있다. 상기 기판 및/또는 커버 기판의 소재는 특별히 제한되지 않고 당업계의 공지의 소재를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 기판 또는 커버 기판은 유리, 금속 기재 또는 고분자 필름일 수 있다. 고분자 필름은 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플루오르에틸렌 필름, 폴리에틸렌 필름, 폴리프로필렌 필름, 폴리부텐 필름, 폴리부타디엔 필름, 염화비닐 공중합체 필름, 폴리우레탄 필름, 에틸렌-비닐 아세테이트 필름, 에틸렌-프로필렌 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 에틸 공중합체 필름, 에틸렌-아크릴산 메틸 공중합체 필름 또는 폴리이미드 필름 등을 사용할 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(38)을 부착하는 용도로 적용될 수 있고, 예를 들어, 점착 필름 또는 접착 필름일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 봉지 필름(37)은 유기전자소자(32) 상에 적층된 전술한 유기층 및 무기층의 봉지 구조(36)의 전면을 밀봉할 수 있다.
또한, 본 출원은 유기전자장치의 제조방법에 관한 것이다.
하나의 예시에서, 상기 제조방법은 유기전자소자(32)가 형성된 기판(31) 상에 전술한 밀봉재 조성물이 상기 유기전자소자(32)의 전면을 밀봉하도록 적용하여 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 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. 그런 뒤, 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 프린팅 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 공정)은 예를 들면, 가열 챔버 또는 UV 챔버에서 진행될 수 있으며, 바람직하게는 UV 챔버에서 진행될 수 있다.
하나의 예시에서, 전술한 밀봉재 조성물을 도포하여, 전면 유기층을 형성한 후에, 상기 조성물에 광을 조사하여 가교를 유도할 수 있다. 상기 광을 조사하는 것은 250nm 내지 450nm 또는 300nm 내지 450nm영역대의 파장범위를 갖는 광을 0.3 내지 6 J/cm2의 광량 또는 0.5 내지 5 J/cm2의 광량으로 조사하는 것을 포함할 수 있다.
또한, 본 출원의 제조 방법은 상기 유기층(33) 상에 무기층(34)을 형성하는 단계를 추가로 포함할 수 있다. 상기 무기층을 형성하는 단계는, 당업계의 공지의 방법이 사용될 수 있고, 전술한 바와 같이 화학 기상 증착(CVD, chemical vapor deposition)에 의해 형성될 수 있다.
본 출원은 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단하여 유기전자장치의 수명을 확보할 수 있고, 전면 발광형 유기전자장치의 구현이 가능하며, 잉크젯 방식으로 적용 가능하고, 저유전율 특성을 갖는 박형의 디스플레이를 제공할 수 있는 밀봉재 조성물 및 이를 포함하는 유기전자장치를 제공한다.
도 1 및 2는 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기전자장치를 나타내는 단면도이다.
[부호의 설명]
3: 유기전자장치
31: 기판
32: 유기전자소자
33: 유기층
34: 보호막
35: 무기층
36: 봉지 구조
37: 봉지 필름
38: 커버 기판
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 화학식 1의 다관능성 모노머로서 트리싸이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 화학식 2의 다관능성 모노머로서 1,14-테트라데칸디올 디메타크릴레이트 및 단관능성 모노머로서 이소데실 아크릴레이트를 각각 30:30:30(화학식 1: 화학식 2: 단관능 모노머)의 중량비율(중량부)로 혼합용기에 투입하였다. 추가하여, 상기 혼합 용기에 가교제로서 6중량부의 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 1중량부의 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 3 중량부의 라디칼 광개시제(TPO)를 추가로 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
실시예 2
상온에서 화학식 1의 다관능성 모노머로서 트리싸이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 단관능성 모노머로서 이소데실 아크릴레이트 및 4-(1,1-디메틸에틸)싸이클로헥실 아크릴레이트를 각각 30:30:30(화학식 1: 이소데실 아크릴레이트: 4-(1,1-디메틸에틸)싸이클로헥실 아크릴레이트)의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다. 추가하여, 상기 혼합 용기에 가교제로서 6중량부의 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 1중량부의 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 3 중량부의 라디칼 광개시제(TPO)를 추가로 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
실시예 3
상온에서 화학식 1의 다관능성 모노머로서 트리싸이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 화학식 2의 다관능성 모노머로서 1,14-테트라데칸디올 디메타크릴레이트 및 단관능성 모노머로서 이소데실 아크릴레이트를 각각 30:20:30(화학식 1: 화학식 2: 단관능 모노머)의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다. 추가하여, 상기 혼합 용기에 가교제로서 16중량부의 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 1중량부의 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 3 중량부의 라디칼 광개시제(TPO)를 추가로 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 1
상온에서 1,10-데칸디올 디메타아크릴레이트, 가교제로서 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 90:6:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 2
상온에서 1,9-노난디올 디아크릴레이트, 가교제로서 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 90:6:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 3
상온에서 스테아릴 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 가교제로서 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 40:46:10:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 4
상온에서 1,14-테트라데칸디올 디메타크릴레이트, 가교제로서 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 90:6:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 5
상온에서 1,14-테트라데칸디올 디메타크릴레이트, 가교제로서 트리메틸롤프로판 트리메타아크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 10:86:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 6
상온에서 화학식 1의 다관능성 모노머로서 트리싸이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 80:16:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
비교예 7
상온에서 화학식 1의 다관능성 모노머로서 트리싸이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 화학식 2의 다관능성 모노머로서 1,14-테트라데칸디올 디메타크릴레이트, 실리콘계 계면활성제(BYK399) 및 라디칼 광개시제(TPO)를 각각 16:80:1:3의 중량비율로 혼합용기에 투입하였다.
상기 혼합용기를 Planetary mixer (구라보, KK-250s)를 이용하여 균일한 밀봉재 조성물 잉크를 제조하였다.
실시예 및 비교예에서의 물성은 하기의 방식으로 평가하였다.
물성 평가 시 필요한 경우, 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 밀봉재 조성물을 하기와 같이 잉크젯팅하여 유기층을 형성하였다.
실시예 및 비교예에서 제조된 밀봉재 조성물을 Unijet UJ-200 (Inkjet head-Dimatix 10pL 256)을 사용하여 잉크젯팅하여 유기층을 형성하였다.
잉크젯 조건:
Waveform - Var1: 2㎲, Main: 8㎲, Var2: 2㎲, Heating temperature: -45℃
Jetting Voltage - 100V, Jetting Frequency - 1000Hz
상기 인쇄된 유기층에 대하여, LED 램프를 이용하여 395nm의 파장 범위를 갖는 UV를 1000mW/cm2의 강도로 1000mJ/cm2 조사하여 경화시켰다.
1. 표면 에너지 측정
실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물에 대한 표면 에너지는 물방울형 분석기(Drop Shape Analyzer, KRUSS사의 DSA100제품)를 사용하여 측정하였다. 상기 밀봉재 조성물을 SiNx 기판에 50㎛의 두께와 4 cm2의 코팅 면적(가로: 2cm, 세로: 2cm)으로 도포하여 봉지막 형성 후(스핀코터), 질소 분위기 하에서 상온에서 약 10 분 정도 건조시킨 후에 1000mW/cm2의 강도로 4000mJ/cm2의 광량을 통해 UV 경화시킨다. 경화 후 상기 막에 표면 장력(surface tension)이 공지되어 있는 탈이온화수를 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구하고, 동일하게, 표면 장력이 공지되어 있는 디요오드메탄(diiodomethane)을 떨어뜨리고 그 접촉각을 구하는 과정을 5회 반복하여, 얻어진 5개의 접촉각 수치의 평균치를 구한다. 그 후, 구해진 탈이온화수와 디요오드메탄에 대한 접촉각의 평균치를 이용하여 Owens-Wendt-Rabel-Kaelble 방법에 의해 용매의 표면 장력에 관한 수치(Strom 값)를 대입하여 표면 에너지를 구하였다.
2. 유전율의 측정
세정된 Bare glass 상에 Al 플레이트(Conductive plate)를 500Å으로 증착하였다. 상기 증착된 Al 플레이트 면에 실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물을 잉크젯 코팅하고, 코팅된 조성물에 대해 LED UV 램프를 통해 1000mJ/cm2의 광량으로 경화를 진행하여 8㎛의 두께 유기층을 형성하였다. 상기 유기층 상에 다시 Al 플레이트(Conductive plate)를 500Å으로 증착하였다.
그 후, Impedence 측정기 Agilent 4194A를 이용하여 100kHz 및 25℃ 조건에서 Al 플레이트의 Capacitance 값을 측정하였다. 상기 측정 값을 통해, 하기 계산식을 이용하여 상기 유기층의 유전율을 계산하였다.
C = εr · εo · A/D (C: Al 플레이트의 Capacitance, 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.
3. 전극 산화
LCD glass 상에 Al 전극을 500㎛의 두께로 증착한 상태를 레퍼런스로 제작하였다. 상기와는 별도로, LCD glass 상에 Al 전극을 500㎛의 두께로 증착하고, 상기 증착된 Al 전극 면에 실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물을 잉크젯 코팅하고, 코팅된 조성물에 대해 LED UV 램프를 통해 1000mJ/cm2의 광량으로 경화를 진행하여 8㎛의 두께 유기층을 형성하였다. 상기 유기층 상에 다시 Al 전극을 500㎛의 두께로 증착하였다. 상기 레퍼런스 대비 전극의 색상 변화를 육안 및 현미경으로 비교하여, 색상 변화가 전혀 없는 경우와 색상이 변화되어 산화가 관찰되는 경우를 관찰하였다.
4. 단차
일방향으로 연장되어 형성된 볼록부의 높이가 2㎛인 요철 구조가 200㎛의 간격으로 패터닝된 기판 상에, 상기 실시예 및 비교예에서 제조한 밀봉재 조성물을 10㎛의 두께로 잉크젯팅한 후 5분 동안 대기하였다. 이후, 상기 인쇄된 밀봉재 조성물에 대하여 LED UV 램프를 통해 1000mJ/cm2의 광량으로 경화를 진행하여, 상기 기판 상에 유기층이 형성된 샘플을 제조하였다. 상기 샘플에 대해 Surface Profiler(알파스텝, KLA-Tencor)를 이용하여 상기 유기층의 표면의 편평도를 측정하였다. 측정 결과 유기층 표면에서의 단차가 0.5㎛ 미만인 경우로 우수로 분류할 수 있고, 0.35㎛ 미만인 경우 매우 우수로 분류하였다.
표면 에너지 유전율 전극 산화 단차
실시예 1 32 mN/m 2.75 없음 0.3㎛
실시예 2 32 mN/m 2.81 없음 0.3㎛
실시예 3 33 mN/m 2.73 없음 0.4㎛
비교예 1 33 mN/m 3.47 산화 0.3㎛
비교예 2 29 mN/m 3.52 산화 0.1㎛
비교예 3 30 mN/m 3.10 산화 0.5㎛
비교예 4 31 mN/m 2.85 없음 0.5㎛
비교예 5 32 mN/m 3.10 없음 0.6㎛
비교예 6 30 mN/m 3.32 없음 0.7㎛
비교예 7 31 mN/m 2.72 산화 0.2㎛

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1의 다관능성 모노머 및 단관능성 모노머를 포함하고, 상기 화학식 1의 다관능성 모노머를 50중량% 이하의 범위 내로 포함하는 밀봉재 조성물:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019015327-appb-I000003
    상기 화학식 1에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 2 내지 10의 수이며, X는 탄소수 6 내지 30의 고리형 알킬기로부터 유도된 잔기를 나타내고, 상기 X는 산소 원자를 2 이하로 포함한다.
  2. 제 1 항에 있어서, X는 산소 원자를 포함하지 않는 밀봉재 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서, X는 지환식 구조인 밀봉재 조성물.
  4. 제 1 하에 있어서, X는 이고리식 또는 삼고리식 구조인 밀봉재 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서, 하기 화학식 2의 다관능성 모노머를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물:
    [화학식 2]
    Figure PCTKR2019015327-appb-I000004
    상기 화학식 2에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 2 내지 10의 수이며, X는 탄소수 11 내지 30의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기로부터 유도된 잔기를 나타내고, 상기 X는 산소 원자를 2 이하로 포함한다.
  6. 제 5 항에 있어서, X는 탄소수 12 내지 30의 직쇄의 알킬기로부터 유도된 잔기를 나타내는 밀봉재 조성물.
  7. 제 5 항에 있어서, X는 산소 원자를 포함하지 않는 밀봉재 조성물.
  8. 제 5 항에 있어서, 화학식 2의 다관능성 모노머는 화학식 1의 다관능성 모노머 100 중량부에 대하여, 50 내지 140 중량부의 범위 내로 포함되는 밀봉재 조성물.
  9. 제 1 항에 있어서, 단관능성 모노머는 화학식 1의 다관능성 모노머 100 중량부에 대하여, 80 내지 230 중량부의 범위 내로 포함되는 밀봉재 조성물.
  10. 제 1 항에 있어서, 단관능성 모노머는 알킬(메타) 아크릴레이트를 포함하는 밀봉재 조성물.
  11. 제 1 항에 있어서, 단관능성 모노머는 탄소수 8 내지 30의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 포함하는 알킬(메타) 아크릴레이트를 포함하는 밀봉재 조성물.
  12. 제 1 항에 있어서, 가교제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  13. 제 12 항에 있어서, 가교제는 화학식 1의 다관능성 모노머 100 중량부에 대하여, 10 내지 70 중량부의 범위 내로 포함되는 밀봉재 조성물.
  14. 제 1 항에 있어서, 광개시제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  15. 제 14 항에 있어서, 광개시제는 라디칼 개시제인 밀봉재 조성물.
  16. 제 1 항에 있어서, 계면 활성제를 추가로 포함하는 밀봉재 조성물.
  17. 제 16 항에 있어서, 계면 활성제는 실리콘계 화합물을 포함하는 지용 밀봉재 조성물.
  18. 제 1 항에 있어서, 조성물은 무용제 형태의 잉크 조성물인 밀봉재 조성물.
  19. 기판; 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자의 전면을 봉지하고, 제 1 항에 따른 밀봉재 조성물을 포함하는 유기층을 포함하는 유기전자장치.
  20. 유기전자소자가 형성된 기판의 상에, 제 1 항의 밀봉재 조성물이 상기 유기전자소자의 전면을 밀봉하도록 적용하여 유기층을 형성하는 단계를 포함하는 유기전자장치의 제조 방법.
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