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KR20150016877A - 점착제 조성물, 점착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지방법 - Google Patents

점착제 조성물, 점착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지방법 Download PDF

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Publication number
KR20150016877A
KR20150016877A KR1020140040817A KR20140040817A KR20150016877A KR 20150016877 A KR20150016877 A KR 20150016877A KR 1020140040817 A KR1020140040817 A KR 1020140040817A KR 20140040817 A KR20140040817 A KR 20140040817A KR 20150016877 A KR20150016877 A KR 20150016877A
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KR
South Korea
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sensitive adhesive
pressure
adhesive composition
film
resin
Prior art date
Application number
KR1020140040817A
Other languages
English (en)
Inventor
유현지
장석기
조윤경
배경열
Original Assignee
주식회사 엘지화학
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Filing date
Publication date
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Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to JP2016531541A priority Critical patent/JP6261737B2/ja
Priority to CN201480014535.2A priority patent/CN105143377B/zh
Priority to TW103126847A priority patent/TWI557964B/zh
Priority to KR1020140100642A priority patent/KR101645092B1/ko
Priority to EP14835324.6A priority patent/EP2966137B1/en
Priority to PCT/KR2014/007235 priority patent/WO2015020407A1/ko
Priority to US14/763,410 priority patent/US9803112B2/en
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Abstract

본 발명은 점착제 조성물, 점착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지 방법에 관한 것으로서, 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단할 수 있고, 고온 고습 등 가혹 조건에서의 신뢰성뿐만 아니라, 우수한 광특성을 구현할 수 있는 점착제 조성물 및 이를 포함하는 점착 필름을 제공한다.

Description

점착제 조성물, 점착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지방법 {PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE COMPOSITIONS, PRESSURE SENSITIVE ADHESIVE FILM AND ENCAPSULATION METHOD OF ORGANIC ELECTRONIC DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 점착제 조성물, 점착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지방법에 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 Didoe)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.
특허문헌 1은 접착성 캡슐화 조성물 필름 및 유기 전계 발광 소자로서, PIB(polyissobutene)을 기반으로 한 점착제로 가공성이 좋지 않고, 고온 고습 조건에서 신뢰성이 좋지 않다.
따라서, 유기 전자 장치에서 요구 수명을 확보하고 수분의 침투를 효과적으로 차단하면서, 고온 고습 조건에서 신뢰성을 유지할 수 있고 광학 특성도 우수한 봉지재의 개발이 요구된다.
한국 공개 특허 제2008-0088606호
본 발명은 점착제 조성물, 점착 필름 및 이를 이용한 유기전자장치의 봉지방법을 제공한다.
본 발명은 점착제 조성물에 관한 것이다. 상기 점착제 조성물은 예를 들면, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용될 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 발명의 하나의 예시에서 상기 유기전자장치는 OLED일 수 있다.
예시적인 점착제 조성물은 하기 일반식 1에 의해 계산되는 탄성 부위(Ep, Elastic Portion)가 20 내지 80일 수 있다(탄성 부위(Ep) 단위: %).
[일반식 1]
Ep(단위:%) = 100 × σ2/σ1
상기 일반식 1에서, σ1은 ARES(Advanced Rheometric Expansion System)로 응력완화(relaxation test) 모드에서 평행판(parallel plate)를 이용하여 80℃에서 약 200gf의 수직힘(normal force)을 적용하여, 상기 필름에 50%의 변형(strain)을 가했을 때 측정한 초기 스트레스 값이고, σ2는 필름에 상기 변형을 가한 상태를 180초 동안 유지한 후 측정한 스트레스 값이다.
본 발명은 또한, 상기 점착제 조성물 또는 그 가교물을 함유하는 점착제층을 포함하는 점착 필름에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 기판; 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자를 봉지하는 상기 점착 필름을 포함하는 유기전자장치 봉지 제품에 관한 것이다.
또한, 본 발명은 상부에 유기전자소자가 형성된 기판에 전술한 점착 필름이 상기 유기전자소자를 커버하도록 적용하는 단계; 및 상기 점착 필름을 경화하는 단계를 포함하는 유기전자장치의 봉지 방법에 관한 것이다.
본 출원의 점착제 조성물은, OLED 등과 같은 유기전자장치의 봉지 또는 캡슐화에 적용될 수 있다. 특히 상기 점착제 조성물은, 상기와 같은 봉지 또는 캡슐화에 적용되어 고온 고습 조건에서도 기포 등을 발생시키지 않는 등 내구 신뢰성이 우수한 봉지 또는 캡슐화 구조를 형성할 수 있다. 상기 조성물은 또한 외부로부터 유기전자장치로 유입되는 수분 또는 산소를 효과적으로 차단할 수 있는 구조의 형성이 가능하고, 취급성 및 가공성 등 기계적 특성과 투명성이 우수하다. 상기 점착제 조성물은, 예를 들면, 상부 발광(Top Emission) 구조의 OLED의 봉지 또는 캡슐화에 적용될 수 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 하나의 예시에 따른 점착 필름을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 예시에 따른 유기전자장치의 봉지 제품을 나타내는 단면도이다.
도 4 및 5는 본 발명의 하나의 예시에 따른 점착 필름에 고온 내구성 테스트를 수행한 결과를 나타내는 평면도이다.
본 발명의 구체예에서, 점착제 조성물은 하기 일반식 1에 의해 계산되는 탄성 부위(Ep, Elastic Portion)가 20 내지 80일 수 있다(탄성 부위(Ep) 단위: %). 상기 점착제 조성물은, 전술한 바와 같이, OLED 등과 같은 유기전자장치를 봉지 또는 캡슐화하는 것에 적용될 수 있다. 상기 수치(Ep) 범위를 나타내는 점착제 조성물은, 봉지 또는 캡슐화 공정에 적용되었을 때에 고온 내구성 테스트 조건 등에서 기포 등의 발생이 없는 우수한 내구성의 봉지 또는 캡슐화 구조를 형성할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 점착제 조성물은 필름 형태로 성형되어 후술하는 바와 같이 유기전자장치의 소자의 상부 및 측면 모두를 덮고 있는 봉지 또는 캡슐화 구조를 형성하는 것에 사용될 수 있다.
[일반식 1]
Ep(단위:%) = 100 × σ2/σ1
상기 일반식 1에서, σ1은 ARES(Advanced Rheometric Expansion System)로 응력완화(relaxation test) 모드에서 평행판(parallel plate)를 이용하여 80℃에서 약 200gf의 수직힘(normal force)을 적용하여, 상기 필름에 50%의 변형(strain)을 가했을 때 측정한 초기 스트레스 값이고, σ2는 필름에 상기 변형을 가한 상태를 180초 동안 유지한 후 측정한 스트레스 값이다. 상기 탄성 부위의 측정은 상기 필름을 600㎛의 두께로 제조하여 수행할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「ARES(Advanced Rheometric Expansion System)」란 물질의 점도, 전단 탄성률, 손실계수 및 저장 탄성률 등 점탄성적 특성을 평가하는 유변물성 측정기이다. 상기 기기는 시편에 동적 상태 및 정상 상태를 가하고, 이와 같이 가해진 응력에 시편이 저항하는 정도인 전달 토크를 측정할 수 있는 기계적인 측정 장치이다.
예시적인 점착제 조성물은 상기한 바와 같이 일반식 1에 의해 계산되는 수치 Ep가 20 내지 80일 수 있다. 상기 수치 Ep의 하한은 다른 예시에서 25, 27, 29, 31 또는 33 정도일 수 있다. 또한, 상기 수치 Ep의 상한은 다른 예시에서 75, 70, 65, 60, 55, 50, 45, 40 또는 37 정도일 수 있다. 이러한 수치 Ep를 가지도록 점착제 조성물의 조성이나 가교 조건 등을 조절하면, 전자 장치에 대하여 내구성이 우수한 봉지 또는 캡슐화 구조를 구현할 수 있는 점착제 조성물이 제공될 수 있다. 상기 수치(Ep)는 가교 구조가 구현된 상태의 점착제 조성물에 대하여 측정한 수치이거나, 가교 구조가 구현되지 않은 상태의 점착제 조성물에 대하여 측정한 수치일 수 있다.
첨부된 도 4는, 상기 수치 Ep가 약 35인 점착제 조성물에 의해 구현된 봉지 구조에 대하여 측정한 고온 내구성 테스트의 결과를 나타내고, 도 5는 상기 수치 Ep가 약 16.7인 점착제 조성물에 의해 구현된 봉지 구조에 대하여 측정한 고온 내구성 테스트의 결과를 보여준다. 도 4 및 5의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이 수치 Ep가 20 내지 80의 범주 내에 속하는 경우 기포 등의 발생이 없는 우수한 내구성의 구조가 구현된 반면, Ep가 16.7 정도인 경우에 다수의 기포가 관찰되는 등 내구성이 떨어진다.
하나의 예시에서, 본 발명의 점착제 조성물은 하기 일반식 2로 표시되는 겔 함량이 50% 이상일 수 있다.
[일반식 2]
겔 함량(중량%) = B/A × 100
상기 일반식 2에서 A는 상기 점착제 조성물의 질량을 나타내고, B는 상기 점착제 조성물을 60℃에서 톨루엔으로 24시간 침지 후 200메쉬(pore size 200㎛)의 망으로 여과시키고, 상기 망을 통과하지 않은 점착제 조성물의 불용해분의 건조 질량을 나타낸다.
상기 일반식 2로 표시되는 겔 함량은 50% 내지 99%, 50% 내지 90%, 50 내지 80% 또는 50 내지 70%일 수 있다. 즉, 본 발명은 겔 함량을 통해 점착제 조성물의 적정 범위의 가교 구조 및 가교 정도를 판단하여, 우수한 수분차단특성, 신뢰성 및 광특성을 갖는 점착제 조성물을 구현할 수 있다.
첨부된 도 4는, 상기 겔 함량이 약 65인 점착제 조성물에 의해 구현된 봉지 구조에 대하여 측정한 고온 내구성 테스트의 결과를 나타내고, 도 5는 상기 겔 함량이 약 40인 점착제 조성물에 의해 구현된 봉지 구조에 대하여 측정한 고온 내구성 테스트의 결과를 보여준다. 도 4 및 5의 비교로부터 알 수 있는 바와 같이 겔 함량이 50 이상인 경우 기포 등의 발생이 없는 우수한 내구성의 구조가 구현된 반면, 겔 함량이 50 미만인 경우에는 다수의 기포가 관찰되는 등 내구성이 떨어진다.
본 발명의 구체예에서, 상기 점착 필름은 가교 구조가 구현되기 전 또는 후에, 점착 필름의 폭을 1 inch로 하여 25℃, 50% 상대습도 하에서 1시간 동안 보관한 후, 글래스 기판에 대하여 1,000 gf/inch 이상의 박리력(박리 속도: 5 mm/sec, 박리 각도: 180도)을 가질 수 있다. 상기 박리력은 texture analyzer를 이용하며, ASTM3330에 근거하여 측정될 수 있다. 이러한 박리력을 가지도록 점착제 조성물의 조성이나 가교 조건 등을 조절하면, 전자 장치에 대하여 내구성이 우수한 봉지 또는 캡슐화 구조를 구현할 수 있는 점착제 조성물이 제공될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 점착제 조성물은 100 ㎛ 두께의 필름 형태로 제조된 상태에서 상기 필름의 두께 방향에 대하여 측정한 투습도(Water Vapor Transmission Rate)가 100℉ 및 100%의 상대 습도 하에서 50 g/m2·day 이하, 40 g/m2·day 이하, 30 g/m2·day 이하, 20 g/m2·day 이하 또는 10 g/m2·day 이하일 수 있다. 이러한 투습도를 가지도록 점착제 조성물을 포함하는 점착제층의 조성이나 가교 조건 등을 조절하여, 전자 장치의 봉지 또는 캡슐화 구조에 적용되었을 때에 외부로부터 침투하는 수분이나 산소 등을 효과적으로 차단하여 소자를 안정적으로 보호할 수 있는 봉지 또는 캡슐화 구조를 구현할 수 있다. 상기 투습도는 낮을수록 우수한 수분 차단성을 나타낼 수 있는 것이므로, 그 하한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0 g/m2·day 일 수 있다.
본 발명의 점착제 조성물의 소재는 상기 일반식 1을 만족하는 한 특별히 한정되지 않으며, 일반식 1을 만족하는 범위에서 발명의 목적에 따라 통상의 기술자가 적절하게 구성할 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제 조성물은 봉지 수지 및 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 봉지 수지는 유리전이온도가 0℃ 미만, -10℃ 미만 또는 -30℃ 미만, -50℃ 미만 또는 -60℃ 미만일 수 있다. 상기에서 유리전이온도란, 약 조사량 1J/cm2 이상의 자외선을 조사한 후의 유리전이온도; 또는 자외선 조사 이후 열경화를 추가로 진행한 후의 유리전이온도를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 봉지 수지는 스티렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리올레핀계 수지 또는 엘라스토머, 기타 엘라스토머, 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머, 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머, 폴리카보네이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리페닐렌설파이드계 수지 또는 엘라스토머, 탄화수소의 혼합물, 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머, 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머, 에폭시계 수지 또는 엘라스토머, 실리콘계 수지 또는 엘라스토머, 불소계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다.
상기에서 스티렌계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 스티렌-에틸렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SEBS), 스티렌-이소프렌-스티렌 블록 공중합체(SIS), 아크릴로니트릴-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(ABS), 아크릴로니트릴-스티렌-아크릴레이트 블록 공중합체(ASA), 스티렌-부타디엔-스티렌 블록 공중합체(SBS), 스티렌계 단독 중합체 또는 이들의 혼합물이 예시될 수 있다. 상기 올레핀계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 고밀도폴리에틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 저밀도폴리에틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리프로필렌계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물이 예시될 수 있다. 상기 엘라스토머로는, 예를 들면, 에스터계 열가소성 엘라스토머, 올레핀계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머, 아크릴계 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 그 중 올레핀계 열가소성 엘라스토머로서 폴리부타디엔 수지 또는 엘라스토머 또는 폴리이소부틸렌 수지 또는 엘라스토머 등이 사용될 수 있다. 상기 폴리옥시알킬렌계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리옥시메틸렌계 수지 또는 엘라스토머, 폴리옥시에틸렌계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리에스테르계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 엘라스토머, 폴리부틸렌 테레프탈레이트계 수지 또는 엘라스토머 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리염화비닐계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리비닐리덴 클로라이드 등이 예시될 수 있다. 상기 탄화수소의 혼합물로는, 예를 들면, 헥사트리아코탄(hexatriacotane) 또는 파라핀 등이 예시될 수 있다. 상기 폴리아미드계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 나일론 등이 예시될 수 있다. 상기 아크릴레이트계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리부틸(메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있다. 상기 에폭시계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 비스페놀 A 형, 비스페놀 F 형, 비스페놀 S 형 및 이들의 수첨가물 등의 비스페놀형; 페놀노볼락형이나 크레졸노볼락형 등의 노볼락형; 트리글리시딜이소시아누레이트형이나 히단토인형 등의 함질소 고리형; 지환식형; 지방족형; 나프탈렌형, 비페닐형 등의 방향족형; 글리시딜에테르형, 글리시딜아민형, 글리시딜에스테르형 등의 글리시딜형; 디시클로펜타디엔형 등의 디시클로형; 에스테르형; 에테르에스테르형 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다. 상기 실리콘계 수지 또는 엘라스토머로는, 예를 들면, 폴리디메틸실록산 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 불소계 수지 또는 엘라스토머로는, 폴리트리플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리테트라플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리클로로트리플루오로에틸렌 수지 또는 엘라스토머, 폴리헥사플루오로프로필렌수지 또는 엘라스토머, 폴리플루오린화비닐리덴, 폴리플루오린화비닐, 폴리플루오린화에틸렌프로필렌 또는 이들의 혼합물 등이 예시될 수 있다.
상기 나열한 수지 또는 엘라스토머는, 예를 들면, 말레산무수물 등과 그라프트되어 사용될 수도 있고, 나열된 다른 수지 또는 엘라스토머 내지는 수지 또는 엘라스토머를 제조하기 위한 단량체와 공중합되어 사용될 수도 있으며, 그 외 다른 화합물에 의하여 변성시켜 사용할 수도 있다. 상기 다른 화합물의 예로는 카르복실-말단 부타디엔-아크릴로니트릴 공중합체 등을 들 수 있다.
하나의 예시에서 상기 점착제 조성물은 봉지 수지로서 상기 언급한 종류 중에서 올레핀계 엘라스토머, 실리콘계 엘라스토머 또는 아크릴계 엘라스토머 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 상기 봉지 수지는 디엔 및 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 올레핀계 화합물의 공중합체일 수 있다. 여기서, 올레핀계 화합물은 이소부틸렌, 프로필렌 또는 에틸렌 등을 포함할 수 있고, 디엔은 상기 올레핀계 화합물과 중합 가능한 단량체일 수 있으며, 예를 들어, 1-부텐, 2-부텐, 이소프렌 또는 부타디엔 등을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 봉지 수지는 예를 들면, 이소부틸렌 단량체의 단독 중합체; 이소부틸렌 단량체와 중합 가능한 다른 단량체를 공중합한 공중합체; 또는 이들의 혼합물 등을 사용할 수 있다. 하나의 예시에서, 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 올레핀계 화합물 및 디엔의 공중합체는 부틸 고무일 수 있다. 본 발명은 기존의 폴리이소부틸렌 중합체가 수분 투과도가 낮은 반면, 내열성이 낮기 때문에 전술한 일반식 1에 따른 탄성 부위를 만족하는 특정 조성물을 구현하여 내습성과 내열성을 개선시킬 수 있다.
점착제 조성물에서 상기 수지 또는 엘라스토머 성분은 점착제 조성물이 필름 형상으로 성형이 가능한 정도의 중량평균분자량(Mw: Weight Average Molecular Weight)을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 수지 또는 엘라스토머는 약 10만 내지 200만, 10만 내지 150만 또는 10만 내지 100만 정도의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 본 명세서에서 용어 중량평균분자량은, GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산 수치를 의미한다. 다만, 상기 언급된 중량평균분자량을 상기 수지 또는 엘라스토머 성분이 반드시 가져야 하는 것은 아니다. 예를 들어, 수지 또는 엘라스토머 성분의 분자량이 필름을 형성할 정도의 수준이 되지 않는 경우에는 별도의 바인더 수지가 점착제 조성물에 배합될 수 있다.
또한, 본 발명의 점착제 조성물은 봉지 수지와 상용성이 높고, 상기 봉지 수지와 함께 특정 가교 구조를 형성할 수 있는 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 점착제 조성물은 봉지 수지와 함께 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함할 수 있다. 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은, 예를 들면, 활성에너지선의 조사에 의한 중합 반응에 참여할 수 있는 관능기, 예를 들면, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 등과 같은 에틸렌성 불포화 이중결합을 포함하는 관능기, 에폭시기 또는 옥세탄기 등의 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
다관능성의 활성에너지선 중합성 화합물로는, 예를 들면, 다관능성 아크릴레이트(MFA; Multifunctional acrylate)를 사용할 수 있다.
또한, 상기 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물은 하기 화학식 1을 만족할 수 있다. 또한, 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은 봉지 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 30 중량부, 5 중량부 내지 25 중량부, 8 중량부 내지 20 중량부, 10 중량부 내지 18 중량부 또는 12 중량부 내지 18 중량부로 포함될 수 있다.
[화학식 1]
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상기 화학식 1에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 2 이상의 정수이며, X는 탄소수 1 내지 30의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 나타낸다. 상기에서, X가 고리형 알킬기인 경우, 예를 들어 탄소수 3 내지 30, 탄소수 4 내지 30, 탄소수 5 내지 30, 탄소수 6 내지 28, 탄소수 7 내지 26, 탄소수 8 내지 24, 탄소수 9 내지 22 또는 탄소수 10 내지 20의 고리형 알킬기일 수 있다. 또한, X가 직쇄 또는 분지쇄 알킬기인 경우, 탄소수 1 내지 30, 탄소수 1 내지 28, 탄소수 1 내지 26, 탄소수 2 내지 24, 탄소수 3 내지 22, 탄소수 4 내지 20, 탄소수 5 내지 18, 탄소수 6 내지 16 또는 탄소수 6 내지 14의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기일 수 있다.
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.
본 명세서에서 용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는, 직쇄, 분지쇄 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기에 이해 치환될 수 있다.
상기 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물은 상기 화학식 1을 만족하는 한, 제한없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기 화합물은 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, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
다관능성의 활성에너지선 중합성 화합물로는, 예를 들면, 분자량이 1,000 미만이며, 관능기를 2개 이상 포함하는 화합물을 사용할 수 있다. 이 경우, 분자량은 중량평균분자량 또는 통상적인 분자량을 의미할 수 있다. 상기 다관능성의 활성에너지선 중합성 화합물에 포함되는 고리 구조는 탄소환식 구조 또는 복소환식 구조; 또는 단환식 또는 다환식 구조의 어느 것이어도 된다.
또한, 본 발명의 구체예에서, 상기 점착제 조성물은 하기 화학식 2을 만족하는 실란 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
[화학식 2]
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상기 화학식 2에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 나타내거나 R2 및 R3는 함께 연결되어 고리형 알킬기를 나타내고, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기를 나타내며 R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 알콕시기를 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타낸다.
상기에서, R1은 예를 들어, 탄소수 1 내지 3의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 2의 알킬기일 수 있다. 또한, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소를 나타내거나 탄소수 1 내지 10, 1 내지 8, 1 내지 6 또는 1 내지 4의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 나타낼 수 있고, 고리형 알킬기를 나타낼 경우 상기 탄소수는 적어도 3 이상일 수 있다. 또한, R2 및 R3는 함께 연결되어 탄소수 2 내지 10, 3 내지 10, 4 내지 9 또는 4 내지 8의 고리형 알킬기를 나타낼 수 있다. 또한, 상기 R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 10, 1 내지 8, 1 내지 6, 1 내지 4 또는 1 내지 2의 알킬기; 또는 탄소수 1 내지 10, 1 내지 8, 1 내지 6, 1 내지 4 또는 1 내지 2의 알콕시기를 나타낼 수 있다. 상기에서, R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 알콕시기일 수 있고, R4, R5 및 R6 모두가 알콕시기일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 실란 화합물은 상기 화학식 2를 만족하는 한 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴록시 프로필 트리에톡시실란, 3-아크릴록시 프로필 트리메톡시실란, 3-아크릴록시 프로필 트리에톡시실란, 3-메타크릴록시 메틸 트리에톡시실란, 3-메타크릴록시 메틸 트리메톡시실란, 3-아크릴록시 프로필 메틸디메톡시실란, 메타크릴록시 메틸 메틸디메톡시실란, 메타크릴록시 메틸 메틸디에톡시실란, 메타크릴록시 프로필 메틸디메톡시실란, 메타크릴록시 프로필 메틸디에톡시실란, 메타크릴록시 프로필 디메틸메톡시실란 또는 메타크릴록시 프로필 디메틸에톡시실란일 수 있다. 상기 실란 화합물의 아크릴기는 점착제 조성물의 봉지 수지 또는 활성 에너지선 중합성 화합물과 가교하여 계면 점착력을 상승시키고 고온 고습 신뢰성을 확보하는 역할을 할 수 있다. 상기 실란 화합물은 예를 들어, 봉지 수지 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부, 0.5 내지 8 중량부, 0.8 중량부 내지 5 중량부, 1 중량부 내지 5 중량부, 1 중량부 내지 4.5 중량부, 또는 1 중량부 내지 4 중량부 포함될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은 상기 화학식 2를 만족하는 실란 화합물과 가교 구조를 형성하고, 상기 가교 구조는 상기 봉지 수지와 함께 준-상호침투 중합체 네트워크를 구현할 수 있다. 즉, 상기 점착제 조성물은 준-상호침투 고분자 네트워크(Semi-Interpenetrating Polymer Network, 이하, Semi-IPN)를 포함할 수 있다. 용어 「Semi-IPN」은 하나 이상의 고분자 가교 구조(polymer network) 및 하나 이상의 선형 또는 분지형 고분자를 포함하고, 상기 선형 또는 분지형 고분자의 적어도 일부는 상기 고분자 가교 구조에 침투해 있는 구조를 가진다. Semi-IPN은 화학적 결합의 손실 없이 상기 선형 또는 분지형 고분자가 이론적으로는 상기 고분자 가교 구조로부터 분리될 수 있다는 점에서 IPN 구조와 구별될 수 있다.
일 구체예에 있어서, 상기 가교 구조는 열의 인가에 의해 형성된 가교 구조, 활성 에너지선의 조사에 의해 형성된 가교 구조 또는 상온에서 에이징(aging)에 의해 형성된 가교 구조일 수 있다. 상기에서 「활성 에너지선」의 범주에는, 마이크로파(microwaves), 적외선(IR), 자외선(UV), X선 및 감마선은 물론, 알파-입자선(alpha-particle beam), 프로톤빔(proton beam), 뉴트론빔(neutron beam) 또는 전자선(electron beam)과 같은 입자빔 등이 포함될 수 있고, 통상적으로는 자외선 또는 전자선 등일 수 있다. 상기와 같은 Semi-IPN구조를 도입함으로써, 점착제 조성물의 가공성능과 같은 기계적 물성을 높이며, 내습 접착성능을 개선하고, 투명성을 구현하며, 그동안 얻을 수 없었던 높은 수분 차단 성능 및 우수한 패널 수명을 구현할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 활성 에너지선 중합성 화합물은 상기 화학식 2을 만족하는 실란 화합물과 가교 구조를 형성하고, 봉지 수지는 상기 활성 에너지선 중합성 화합물 또는 상기 화학식 2을 만족하는 실란 화합물과 가교 구조를 형성하여, 상호침투 고분자 네트워크(Interpenetrating Polymer Network, 이하 「IPN」) 구조를 구현할 수 있다. 또한, 용어 「IPN 구조」는 점착제 내에 적어도 2개 이상의 가교 구조가 존재하는 상태를 의미한다. 하나의 예시에서, IPN 구조는, 서로 엮여 있는 상태(intertwining), 서로 얽혀 있는 상태(entanglement) 또는 서로 침투하고 있는 상태(penetrating)로 존재하는, 적어도 2개 이상의 가교 구조를 포함하는 구조를 의미할 수도 있다. 예를 들어, 본 발명의 조성물은 봉지 수지에 의한 가교 구조 (이하, 「제1가교 구조」라 칭하는 경우가 있다.) 및 활성 에너지선 중합성 화합물과 상기 화학식 2을 만족하는 실란 화합물의 반응을 통해 형성된 가교 구조 (이하, 「제2가교 구조」라 칭하는 경우가 있다.)를 포함할 수 있고, 이러한 제 1 및 제 2 가교 구조는 서로 침투하는 상태 또는 서로 얽혀 있는 상태로 존재할 수 있다. 점착제 조성물이 가교된 상태에서 상기 Semi-IPN구조 또는 IPN 구조를 포함함으로써, 고온 고습에서 점착제의 점착력을 상승시키고, 수분 차단성과 함께 내열성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 점착제 조성물은 전술한 활성에너지선 중합성 화합물의 중합 반응을 유도할 수 있도록 하는 라디칼 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 라디칼 개시제는 광개시제 또는 열개시제일 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.
라디칼 개시제는 활성에너지선 중합성 화합물 100 중량부에 대하여 0.2 중량부 내지 20 중량부, 0.5 내지 18 중량부, 1 내지 15 중량부, 또는 2 중량부 내지 13 중량부의 비율로 포함될 수도 있다. 이를 통해 활성에너지선 중합성 화합물의 반응을 효과적으로 유도하고, 또한 경화 후에 잔존 성분으로 인해 점착제 조성물의 물성이 악화되는 것을 방지할 수 있다.
하나의 예시에서, 점착제 조성물은 점착 부여제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 점착 부여제는 바람직하게 수소화된 환형 올레핀계 중합체일 수 있다. 점착 부여제로는, 예를 들면, 석유 수지를 수소화하여 얻어지는 수소화된 석유 수지를 사용할 수 있다. 수소화된 석유 수지는 부분적으로 또는 완전히 수소화될 수 있으며, 그러한 수지들의 혼합물일 수도 있다. 이러한 점착 부여제는 점착제 조성물과 상용성이 좋으면서도 수분 차단성이 우수하고, 유기 휘발 성분이 낮은 것을 선택할 수 있다. 수소화된 석유 수지의 구체적인 예로는, 수소화된 테르펜계 수지, 수소화된 에스테르계 수지 또는 수소화된 다이사이클로펜타디엔계 수지 등을 들 수 있다. 상기 점착 부여제의 중량평균분자량은 약 200 내지 5,000 일 수 있다. 상기 점착 부여제의 함량은 필요에 따라 적절하게 조절할 수 있다. 예를 들면, 점착 부여제의 함량은 후술하는 겔 함량 등을 고려하여 선택될 수 있고, 하나의 예시에 따르면, 점착제 조성물의 고형분 100 중량부 대비 5 중량부 내지 100 중량부, 8 내지 95 중량부, 10 중량부 내지 93 중량부 또는 15 중량부 내지 90 중량부의 비율로 포함될 수 있다.
점착제 조성물은, 필요한 경우에, 수분 제거제를 추가로 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수분 제거제(moisture scavenger)」는, 예를 들면, 후술하는 점착 필름으로 침투한 수분 내지는 습기와의 화학적 반응을 통해 상기를 제거할 수 있는 물질을 의미할 수 있다.
예를 들어, 수분 제거제는 점착제 조성물 또는 후술하는 점착제층 내에 고르게 분산된 상태로 존재할 수 있다. 여기서 고르게 분산된 상태는 점착제 조성물 또는 점착제층의 어느 부분에서도 동일 또는 실질적으로 동일한 밀도로 수분 제거제가 존재하는 상태를 의미할 수 있다. 상기에서 사용될 수 있는 수분 제거제로는, 예를 들면, 금속 산화물, 황산염 또는 유기 금속 산화물 등을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 금속 산화물의 예로는, 산화마그네슘, 산화칼슘, 산화스트론튬, 산화바륨 또는 산화알루미늄 등을 들 수 있고, 상기 황산염의 예로는, 황산마그네슘, 황산나트륨 또는 황산니켈 등을 들 수 있으며, 상기 유기 금속 산화물의 예로는 알루미늄 옥사이드 옥틸레이트 등을 들 수 있다. 제 1 층에 포함될 수 있는 수분 제거제로는 상술한 구성 중 1 종을 사용할 수도 있고, 2 종 이상을 사용할 수도 있다. 하나의 예시에서 수분 제거제로 2 종 이상을 사용하는 경우 소성돌로마이트(calcined dolomite) 등이 사용될 수 있다.
이러한 수분 제거제는 용도에 따라 적절한 크기로 제어될 수 있다. 하나의 예시에서 수분 제거제의 평균 입경이 10 내지 15000 nm 정도로 제어될 수 있다. 상기 범위의 크기를 가지는 수분 제거제는 수분과의 반응 속도가 너무 빠르지 않아 보관이 용이하고, 봉지하려는 소자에 손상을 주지 않고, 효과적으로 수분을 제거할 수 있다.
수분 제거제의 함량은, 특별히 제한되지 않고, 목적하는 차단 특성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
점착제 조성물은 필요한 경우, 수분 차단제를 또한 포함할 수 있다. 본 명세서에서 용어 「수분 차단제(moisture blocker)」는, 수분과의 반응성이 없거나 낮으나, 수분 내지는 습기의 필름 내에서의 이동을 차단하거나 방해할 수 있는 물질을 의미할 수 있다. 수분 차단제로는, 예를 들면, 클레이, 탈크, 침상 실리카, 판상 실리카, 다공성 실리카, 제올라이트, 티타니아 또는 지르코니아 중 1 종 또는 2 종 이상을 사용할 수 있다. 또한, 수분 차단제는 유기물의 침투가 용이하도록 유기 개질제 등에 의하여 표면 처리가 될 수 있다. 이러한 유기 개질제로는, 예를 들면, 디메틸 벤질 수소화 탈로우 4차 암모늄(dimethyl benzyl hydrogenatedtallow quaternaty ammonium), 디메틸 수소화 탈로우 4차 암모늄(dimethyl dihydrogenatedtallow quaternary ammonium), 메틸 탈로우 비스-2-하이드록시에틸 4차 암모늄(methyl tallow bis-2-hydroxyethyl quaternary ammonium), 디메틸 수소화 탈로우 2-에틸헥실 4차 암모늄(dimethyl hydrogenatedtallow 2-ethylhexyl quaternary ammonium), 디메틸 탈수소화 탈로우 4차 암모늄(dimethyl dehydrogenated tallow quaternary ammonium) 또는 이들의 혼합물인 유기 개질제 등이 사용될 수 있다.
수분 차단제의 함량은, 특별히 제한되지 않고, 목적하는 차단 특성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
점착제 조성물에는 상술한 구성 외에도 용도 및 후술하는 점착 필름의 제조 공정에 따라 다양한 첨가제가 포함될 수 있다. 예를 들어, 점착제 조성물은 경화성 물질, 가교제 또는 필러 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
본 발명은 또한, 점착 필름에 관한 것이다. 상기 점착 필름은 점착제층을 포함한다. 또한, 상기 점착 필름의 점착제층은 전술한 점착제 조성물 또는 그 가교물을 포함할 수 있다. 상기 점착제층은 또한 필름 또는 시트 형성을 가질 수 있다. 이러한 점착제층은 유기전자소자를 봉지하는 것에 사용될 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 점착제층은 전술한 바와 같이 단층 구조로 형성될 수 있고, 또한 후술하는 바와 같이 2 이상의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 점착제층은 전술한 점착제 조성물 또는 그 가교물을 함유하는 제1층 및 점착성 수지 또는 접착성 수지를 포함하는 제2층을 포함할 수 있다. 상기 제2층에 포함되는 점착성 수지 또는 접착성 수지는 전술한 봉지 수지와 동일하거나 상이할 수 있으며, 통상의 기술자가 목적하는 바에 따라 적절하게 선택할 수 있다.
하나의 예시에서, 제2층에 포함되는 접착성 수지는 예를 들면, 경화되어 접착 특성을 나타낼 수 있는 것으로서, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카르복실기 또는 아미드기 등과 같은 열경화 가능한 관능기를 하나 이상 포함하거나, 혹은 에폭사이드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기 또는 락톤(lactone)기 등과 같은 전자기파의 조사에 의해 경화 가능한 관능기를 하나 이상 포함하는 경화성 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기와 같은 수지의 구체적인 종류에는, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 이소시아네이트 수지 또는 에폭시 수지 등이 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 발명에서는 상기 경화성 수지로서, 방향족 또는 지방족; 또는 직쇄형 또는 분지쇄형의 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 본 발명의 일 구현예에서는 2개 이상의 관능기를 함유하는 것으로서, 에폭시 당량이 180 g/eq 내지 1,000 g/eq인 에폭시 수지를 사용할 수 있다. 상기 범위의 에폭시 당량을 가지는 에폭시 수지를 사용하여, 경화물의 접착 성능 및 유리전이온도 등의 특성을 효과적으로 유지할 수 있다. 이와 같은 에폭시 수지의 예에는, 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 A형 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 4관능성 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리 페놀 메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리 페놀 메탄 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 또는 디시클로펜타디엔 변성 페놀형 에폭시 수지의 일종 또는 이종 이상의 혼합을 들 수 있다.
본 발명의 구체예에서, 상기 제1층 또는 제2층은 전술한 수지 이외에 다른 구성, 예를 들면, 전술한 활성 에너지선 중합성 화합물, 라디칼 개시제, 점착 부여제, 수분제거제, 수분차단제, 분산제 또는 실란 화합물 등을 포함할 수 있으며, 제1층과 제2층의 구성은의 구성과 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 또한, 제2층은 경화성 물질, 가교제 또는 필러 등을 목적하는 물성에 따라 적정 범위의 함량으로 포함할 수 있다.
제1층과 제2층의 적층 순서는 특별히 한정되지 않으며, 제1층 상에 제2층이 형성될 수 있고, 반대로 제2층 상에 제1층이 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 점착 필름은 점착제층의 일면에 배리어 필름을 포함할 수 있다. 상기 배리어 필름은 당업계에서 일반적으로 사용하고 있는 소재라면 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들어, 상기에서 배리어 필름은 베이스 기재층, 유기 언더코팅층, 무기 증착막 및 유기 탑코팅층을 포함할 수 있으며, 상기 유기 탑코팅층이 상기 점착제층과 접촉할 수 있다.
상기 점착 필름은, 100 ㎛ 두께의 필름 형태로 제조된 상태에서 상기 필름의 두께 방향에 대하여 측정한 투습도(Water Vapor Transmission Rate)가 100℉ 및 100%의 상대 습도 하에서 50 g/m2·day 이하, 40 g/m2·day 이하, 30 g/m2·day 이하, 20 g/m2·day 이하 또는 10 g/m2·day 이하일 수 있다. 이러한 투습도를 가지도록 점착제 조성물을 포함하는 점착제층의 조성이나 가교 조건 등을 조절하여, 전자 장치의 봉지 또는 캡슐화 구조에 적용되었을 때에 외부로부터 침투하는 수분이나 산소 등을 효과적으로 차단하여 소자를 안정적으로 보호할 수 있는 봉지 또는 캡슐화 구조를 구현할 수 있다. 상기 투습도는 낮을수록 우수한 수분 차단성을 나타낼 수 있는 것이므로, 그 하한은 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어, 0 g/m2·day 일 수 있다.
또한, 상기 점착 필름은 가시광선 영역에 대하여 우수한 광투과도를 가질 수 있다. 하나의 예시에서, 본 발명의 점착 필름은 가시광선 영역에 대하여 85% 이상의 광투과도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 상기 점착 필름은 가시광선 영역에 대하여 85% 이상, 87% 이상 또는 90% 이상의 광투과도를 가질 수 있다. 또한, 본 발명의 점착 필름은 우수한 광투과도와 함께 낮은 헤이즈를 나타낼 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 점착 필름은 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.8% 이하, 0.5% 이하 또는 0.3% 이하의 헤이즈를 나타낼 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 점착제 조성물은 상기 필름의 탄성 부위를 전술한 일반식 1에 따라 특정 범위로 한정함으로써, 고온 고습에서의 신뢰성뿐만 아니라 광특성도 우수하게 구현할 수 있다.
점착 필름은, 기재 필름 또는 이형 필름(이하, 「제 1 필름」이라 칭하는 경우가 있다.)을 추가로 포함하고, 상기 점착제층이 상기 기재 또는 이형 필름상에 형성되어 있는 구조를 가질 수 있다. 상기 구조는 또한 상기 점착제층 상에 형성된 기재 또는 이형 필름(이하, 「제 2 필름」이라 칭하는 경우가 있다.)을 추가로 포함할 수 있다.
도 1 및 2는 예시적인 상기 점착 필름의 단면도이다.
점착 필름(1)은, 도 1과 같이, 기재 또는 이형 필름(12)상에 형성된 점착제층(11)을 포함할 수 있다. 다른 예시적인 점착 필름(2)은, 도 2와 같이, 점착제층(11) 상에 형성된 기재 또는 이형 필름(21)을 추가적으로 포함할 수 있다. 도면에 도시하지는 않으나, 상기 점착 필름은, 또한 기재 또는 이형 필름과 같은 지지 기재 없이 상기 점착제 조성물을 가져서, 상온에서 고상 또는 반고상을 유지하는 필름 또는 시트 형상의 점착제층만을 포함하는 구조를 가지거나, 하나의 기재 또는 이형 필름의 양면에 점착제층이 형성되어 있는 구조를 가질 수도 있다.
제 1 필름의 구체적인 종류는 특별히 한정되지 않는다. 상기 제 1 필름으로는, 예를 들면, 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 제 1 필름으로는, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리테트라플로오루에틸렌 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 등이 예시될 수 있다.
제 1 필름이 이형 필름인 경우에, 상기와 같은 플라스틱 필름의 일면 또는 양면에는 적절한 이형 처리를 하여 사용할 수 있다. 이형 처리에 사용되는 이형제로는 알키드계 이형제, 실리콘계 이형제, 불소계 이형제, 불포화 에스테르계 이형제, 폴리올레핀계 이형제 또는 왁스계 이형제 등이 예시될 수 있다. 내열성 등을 고려하여 상기 중에서 알키드계 이형제, 실리콘계 이형제 또는 불소계 이형제 등이 통상적으로 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제 1 필름으로는, 예를 들면, 가스 배리어층이 기재의 표면 또는 측면에 형성되어 있는 플라스틱 필름을 사용할 수 있다. 이러한 필름은 예를 들면, 직접 유기전자장치의 기판을 구성하여, 플렉서블한 소자의 구현에 사용될 수도 있다.
제 2 필름의 종류 역시 특별히 한정되지 않는다. 예를 들면, 제 2 필름으로는, 전술한 제 1 필름에서 예시된 범주 내에서, 제 1 필름과 동일하거나, 상이한 종류를 사용할 수 있다.
제 1 또는 제 2 필름의 두께는 특별히 한정되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 제 1 필름의 두께는 50 ㎛ 내지 500 ㎛ 또는 100 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도일 수 있다. 이러한 범위에서 점착제 또는 유기전자 장치의 제조 공정을 효과적으로 자동화할 수 있고, 또한 경제성 측면에서도 유리하다.
제 2 필름의 두께 역시 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 제 2 필름의 두께는 제 1 필름과 동일하게 하거나, 또는 제 1 필름에 비하여 상대적으로 얇거나 두꺼운 두께로 조절할 수 있다.
점착 필름의 점착제층은, 상기 점착제 조성물을 포함하고, 필름 또는 시트 형상을 가진다. 점착제층 내에서 상기 점착제 조성물은 가교 또는 미가교 상태일 수 있다. 상기 점착제층은, 상온에서 고상 또는 반고상일 수 있다. 이러한 점착 수지는, 후술하는 유기전자소자의 봉지 구조에서 가교 구조를 형성할 수 있다.
점착제층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 용도를 고려하여 적절하게 선택할 수 있다. 예를 들면, 점착제층은, 5 ㎛ 내지 200 ㎛ 정도의 두께를 가질 수 있다. 점착제층의 두께는, 예를 들면, 유기전자소자의 봉지재로 사용 시의 매립성 및 공정성이나 경제성 등을 고려하여 조절할 수 있다.
본 출원은 또한 점착 필름의 제조 방법에 관한 것이다. 예시적인 점착 필름은, 상기 점착제 조성물을 필름 또는 시트 형상으로 성형하는 것을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 방법은, 상기 점착제 조성물을 포함하는 코팅액을 기재 또는 이형 필름 상에 시트 또는 필름 형상으로 적용하고, 상기 적용된 코팅액을 건조하는 것을 포함할 수 있다. 상기 제조 방법은 또한 건조된 코팅액 상에 추가적인 기재 또는 이형 필름을 부착하는 것을 포함할 수 있다.
점착제 조성물을 포함하는 코팅액은, 예를 들면, 상기 기술한 각 점착제 조성물의 성분을 적절한 용매에 용해 또는 분산시켜 제조할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 점착제 조성물은, 필요한 경우 상기 수분 제거제, 차단제 또는 필러를 용매에 용해 또는 분산시키고, 분쇄한 후에 분쇄된 상기 수분 제거제, 차단제 또는 필러를 봉지 수지와 혼합하는 것을 포함하는 방식으로 제조할 수 있다.
코팅액 제조에 사용되는 용제의 종류는 특별히 한정되지 않는다. 다만, 용제의 건조 시간이 지나치게 길어지거나, 혹은 고온에서의 건조가 필요할 경우, 작업성 또는 점착 필름의 내구성 측면에서 문제가 발생할 수 있으므로, 휘발 온도가 150℃ 이하인 용제를 사용할 수 있다. 필름 성형성 등을 고려하여, 상기 범위 이상의 휘발 온도를 가지는 용제를 소량 혼합하여 사용할 수 있다. 용제로는, 메틸에틸케톤(MEK), 아세톤, 톨루엔, 디메틸포름아미드(DMF), 메틸셀로솔브(MCS), 테트라히드로퓨란(THF), 자일렌 또는 N-메틸피롤리돈(NMP) 등의 일종 또는 이종 이상이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 코팅액을 기재 또는 이형 필름에 적용하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 나이프 코트, 롤 코트, 스프레이 코트, 그라비어 코트, 커튼 코트, 콤마 코트 또는 립 코트 등과 같은 공지의 코팅 방식을 적용할 수 있다.
적용된 코팅액을 건조하여, 용제를 휘발시키고 점착제층을 형성할 수 있다. 상기 건조는, 예를 들면, 70℃ 내지 150℃의 온도에서 1분 내지 10분 동안 수행될 수 있다. 상기 건조의 조건은, 사용된 용제의 종류를 고려하여 변경될 수 있다.
건조에 이어서 점착제층 상에 추가적인 기재 또는 이형 필름을 형성할 수 있다.
본 발명은 또한 유기전자장치 봉지 제품에 관한 것이다. 상기 유기전자장치 봉지 제품은, 기판; 상기 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자의 전면, 예를 들면 상부 및 측면을 모두 봉지하고 있는 점착 필름을 포함할 수 있다. 상기 점착 필름은 점착제 조성물을 가교된 상태로 함유하는 점착제층을 포함할 수 있다. 상기 유기전자장치 봉지 제품은 상기 점착제층의 상부에 형성된 커버 기판을 추가로 포함할 수 있다.
상기에서 유기전자소자는 예를 들면, 유기발광소자일 수 있다.
또한, 본 발명은 유기전자장치의 봉지 방법에 관한 것이다. 상기 유기전자장치 봉지 제품은 예를 들면, 상기 점착 필름을 사용하여 제조할 수 있다.
상기 점착제층은, 유기전자장치에서 우수한 수분 차단 특성 및 광학 특성을 나타내면서 상기 기판과 커버 기판을 효율적으로 고정 및 지지하는 구조용 봉지층으로서 형성될 수 있다.
또한, 상기 점착제층은, 우수한 투명성을 나타내어, 전면 발광(top emission) 또는 배면 발광(bottom emission) 등의 유기전자장치의 형태와 무관하게 안정적인 점착제층으로 형성될 수 있다.
본 명세서 용어 봉지층은 유기전자소자의 상부 및 측면을 모두 커버하는 점착제층을 의미할 수 있다.
도 3은 예시적인 유기전자장치로서 유기전자소자가 유기발광소자인 경우를 나타내는 모식도이다.
상기 유기전자장치의 제조를 위해서는 예를 들면, 상부에 유기전자소자가 형성된 기판에 전술한 점착 필름이 상기 유기전자소자를 커버하도록 적용하는 단계; 및 상기 점착 필름을 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 용어 「경화」란 가열 또는 UV 조사 공정 등을 거쳐 본 발명의 점착제 조성물이 가교 구조를 형성하여 점착제의 형태로 제조하는 것을 의미할 수 있다.
구체적으로, 기판으로 사용되는 글라스 또는 고분자 필름(31)상에 진공 증착 또는 스퍼터링 등의 방법으로 투명 전극을 형성하고, 상기 투명전극상에 예를 들면, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등으로 구성되는 발광성 유기 재료의 층을 형성한 후에 그 상부에 전극층을 추가로 형성하여 유기전자소자(32)를 형성할 수 있다. 이어서, 상기 공정을 거친 기판(31)의 유기전자소자(32)의 전면을 덮도록 상기 점착 필름의 점착제층을 위치시킨다.
이어서 라미네이트기 등을 사용하여 상기 점착제층을 가열하여 유동성을 부여한 상태에서 유기전자소자상에 압착하고, 점착제층 내의 수지를 가교시켜서 봉지층을 형성할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 유기전자소자(32)의 전면을 덮도록 위치되는 점착제층(33)은, 글라스 또는 고분자 필름과 같은 커버 기판(34)에 미리 전사된 상태일 수 있다. 커버 기판(34)으로의 점착제층의 전사는, 예를 들면, 상기 점착 필름에서 제 1 또는 제 2 필름을 박리한 후, 점착제층을 상기 커버 기판(34)과 접촉시킨 상태에서 진공 프레스 또는 진공 라미테이터 등을 사용하여 열을 가하면서 수행할 수도 있다. 점착제가 열경화성의 경화성 점착 수지를 포함하면, 상기 과정에서 경화 반응이 과도하게 이루어지면, 봉지층의 밀착력 내지 점착력이 감소할 우려가 있으므로, 공정 온도를 약 100℃ 이하, 공정 시간을 5분 이내로 제어할 수 있다.
점착제층이 전사된 커버 기판(34)을 유기전자소자(32)상에 위치시키고, 상기 가열 압착 공정을 진행하여 봉지층을 형성할 수 있다.
상기 점착제층(33)을 경화시켜 봉지층을 형성할 수 있다. 경화 공정은, 예를 들면, 경화성 점착 수지의 경화 방식에 따라서 적절한 가열 챔버 또는 자외선 챔버에서 진행될 수 있다. 가열 조건 또는 활성 에너지선의 조사 조건은 유기전자소자의 안정성과 점착 수지의 경화성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있으며, 압착 효율을 높이기 위하여 열과 압력을 동시에 가하는 오토클레이브를 실행할 수도 있다.
상기에서 유기전자장치의 제조 방식의 하나의 예시를 언급하였으나, 상기 유기전자장치는 다른 방식으로도 제조될 수 있다. 예를 들면, 상기와 같은 방식으로 장치의 제조를 진행하되, 공정의 순서 내지는 조건 등이 변경될 수 있다. 예를 들면, 점착제층을 커버 기판(34)에 미리 전사하지 않고, 먼저 기판(31)상의 유기전자소자에 먼저 전사하고, 커버 기판(34)을 라미네이트한 상태에서 경화 공정을 진행하여 봉지층을 형성할 수도 있다.
1, 2: 점착 필름
11: 점착제층
12: 제 1 필름
21: 제 2 필름
3: 유기전자장치
31: 기판
32: 유기전자소자
33: 점착제층 또는 봉지층
34: 커버 기판

Claims (18)

  1. 필름으로 제조된 상태에서 하기 일반식 1로 계산되는 탄성 부위(Ep, Elastic Portion)가 20 % 내지 80 %인 점착제 조성물:
    [일반식 1]
    Ep(단위:%) = 100 × σ2/σ1
    상기 일반식 1에서, σ1은 ARES(Advanced Rheometric Expansion System)로 응력완화(relaxation test) 모드에서 평행판(parallel plate)를 이용하여 80℃에서 약 200gf의 수직힘(normal force)을 적용하여, 상기 필름에 50%의 변형(strain)을 가했을 때 측정한 초기 스트레스 값이고, σ2는 필름에 상기 변형을 가한 상태를 180초 동안 유지한 후 측정한 스트레스 값이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 하기 일반식 2로 표시되는 겔 함량이 50% 이상인 점착제 조성물:
    [일반식 2]
    겔 함량(중량%) = B/A × 100
    상기 일반식 2에서 A는 상기 점착제 조성물의 질량을 나타내고, B는 상기 점착제 조성물을 60℃에서 톨루엔으로 24시간 침지 후 200메쉬(pore size 200㎛)의 망으로 여과시키고, 상기 망을 통과하지 않은 점착제 조성물의 불용해분의 건조 질량을 나타낸다.
  3. 제 1 항에 있어서, 100 ㎛ 두께의 필름으로 제조된 상태에서 두께 방향으로의 투습도가 50 g/m2·day 이하인 점착제 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서, 봉지 수지 및 활성 에너지선의 조사에 의해 중합될 수 있는 다관능성의 활성 에너지선 중합성 화합물을 포함하는 점착제 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서, 봉지 수지는 디엔 및 하나의 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 올레핀계 화합물의 공중합체인 점착제 조성물.
  6. 제 4 항에 있어서, 활성 에너지선 중합성 화합물은 다관능성 아크릴레이트인 점착제 조성물.
  7. 제 4 항에 있어서, 활성 에너지선 중합성 화합물은 하기 화학식 1을 만족하는 점착제 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    상기 화학식 1에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, n은 2 이상의 정수이며, X는 탄소수 1 내지 30의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 나타낸다.
  8. 제 4 항에 있어서, 활성 에너지선 중합성 화합물은 봉지 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 30 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  9. 제 4 항에 있어서, 하기 화학식 2을 만족하는 실란 화합물을 추가로 포함하는 점착제 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00004

    상기 화학식 2에서, R1은 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 10의 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 알킬기를 나타내거나 R2 및 R3는 함께 연결되어 고리형 알킬기를 나타내고, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소, 알킬기 또는 알콕시기를 나타내며 R4, R5 및 R6 중 적어도 하나는 알콕시기를 나타내고, n은 1 이상의 정수를 나타낸다.
  10. 제 9 항에 있어서, 화학식 2을 만족하는 실란 화합물은 봉지 수지 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 10 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  11. 제 4 항에 있어서, 점착 부여제를 추가로 포함하는 점착제 조성물.
  12. 제 11 항에 있어서, 점착부여제가 봉지 수지 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 100 중량부로 포함되는 점착제 조성물.
  13. 제 4 항에 있어서, 라디칼 개시제를 추가로 포함하는 점착제 조성물.
  14. 제 1 항의 점착제 조성물 또는 그 가교물을 함유하는 점착제층을 포함하는 점착 필름.
  15. 제 14 항에 있어서, 점착제층은 제 1 항의 점착제 조성물 또는 그 가교물을 함유하는 제1층 및 점착성 수지 또는 접착성 수지를 포함하는 제2층을 포함하는 점착 필름.
  16. 제 14 항에 있어서, 100 ㎛ 두께로 제조된 상태에서 두께 방향으로의 투습도가 50 g/m2·day 이하인 점착 필름.
  17. 기판; 기판 상에 형성된 유기전자소자; 및 상기 유기전자소자를 봉지하는 제 14 항에 따른 점착 필름을 포함하는 유기전자장치 봉지 제품.
  18. 상부에 유기전자소자가 형성된 기판에 제 14 항의 점착 필름이 상기 유기전자소자를 커버하도록 적용하는 단계; 및 상기 점착 필름을 경화하는 단계를 포함하는 유기전자장치의 봉지 방법.
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