WO2018124597A1 - 유기 전자 소자 봉지재용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 봉지재 - Google Patents

유기 전자 소자 봉지재용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 봉지재 Download PDF

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WO2018124597A1
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김난수
정민재
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    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present invention relates to a composition for an organic electronic device encapsulant and an encapsulant formed using the same.
  • an organic electronic device is a device characterized in that when a charge is injected into an organic layer provided between an anode and a cathode, a phenomenon such as light emission or flow of electricity occurs, and a device having various functions can be manufactured according to the selected organic material.
  • organic light emitting diodes are attracting attention in the field of next-generation flat panel displays, flexible displays, and lighting because they are thin, light, and have excellent color, and are conventional glass substrates, inorganic substrates including silicon, and metal substrates. And a flexible substrate such as a plastic substrate or a metal foil.
  • organic electronic devices are very vulnerable to moisture and oxygen, so that the luminous efficiency and lifetime are significantly reduced when exposed to the air or when moisture is introduced into the panel from the outside.
  • This encapsulation technology is an essential process to prevent the oxidation of the light emitting material and the electrode material by blocking moisture and oxygen flowing from the outside of the OLED device, and further to protect the device from mechanical and physical shocks from the outside of the device. .
  • the glass cap has a disadvantage in that the cost of glass processing according to the large area is increased, there is a problem of large area due to mechanical breakdown, etc., and there is a difficulty in manufacturing a flexible OLED panel requiring flexibility.
  • the metal cap there is a problem in the process due to the difference in coefficient of thermal expansion with the substrate.
  • the adhesive film using the laminating method there is a problem such as inflow of moisture and oxygen through the interface of the film adhesive surface.
  • the metal cap structure for using the moisture absorbent has an extension protruding to a predetermined height, and finally the metal cap using an adhesive. Is bonded to the substrate, or the glass is processed to form a glass cap to encapsulate the organic light emitting device.
  • a method of attaching a moisture absorbent into a predetermined groove using a method such as sandblasting or etching is used to attach the substrate to the substrate. .
  • this conventional method when the panel is enlarged, processing of the metal cap becomes difficult due to the enlargement of the inner space of the encapsulation, and in the case of the glass cap, the glass cap may be easily damaged by external pressure.
  • This difficulty requires the development of a new encapsulation technology different from the existing encapsulation process.
  • the present invention is to provide a composition that can improve the life of the organic electronic device, and to prepare an encapsulant that can effectively block oxygen and moisture introduced from the outside, and an encapsulant using the same.
  • composition for a sealing material comprising a.
  • R1 is a direct bond or an alkylene group
  • R2 to R7 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, alkyl group, alkenyl group, aryl group, glycidyl group, isocyanate group, hydroxy group, carboxyl group, vinyl group, acrylate group, methacrylate group, epoxide ( epoxide group, cyclic ether group, sulfide group, acetal group, lactone group, amide group, alkylaryl group, alkylglycidyl group, alkylisocyanate group, alkylhydroxy group, It may be selected from the group consisting of alkyl carboxyl group, alkyl vinyl group, alkyl acrylate group, alkyl methacrylate group, alkyl cyclic ether group, alkyl sulfide group, alkyl acetal group, alkyl lactone group and alkylamide group,
  • a, b, c and d are each independently 1-200.
  • another exemplary embodiment of the present invention provides a sealing material using the composition for the sealing material.
  • composition for encapsulant according to an exemplary embodiment of the present invention has a feature of improving the life of an organic electronic device and manufacturing an encapsulant that can effectively block oxygen and moisture introduced from the outside.
  • composition for encapsulation has a feature of improving the sensitivity of the encapsulant using the encapsulant composition by introducing a novel organopolysilicone resin such as a first copolymer.
  • the composition for encapsulant according to an embodiment of the present invention by including a silicone acrylate compound represented by the formula (6) has the effect of increasing the sensitivity during UV curing of the composition and at the same time lowering the modulus of the final cured product .
  • An organic EL element is a polycrystalline semiconductor device, is used in backlights of liquid crystals and the like to obtain high luminance light emission at low voltage, and is expected to be a thin flat display device.
  • the organic EL element is extremely weak in moisture, the interface between the metal electric field and the organic EL layer may be peeled off due to the influence of moisture, the metal may be oxidized and become highly resistant, and the organic material itself may be deteriorated by moisture. Therefore, there is a problem that light is not emitted and luminance is lowered.
  • the encapsulation technique using frit glass is mainly used in small organic EL.
  • the edge of the sealing glass plate using a sealing material there is an empty space between the organic EL element and the glass plate.
  • This encapsulation method has difficulty in introducing into a flexible organic EL panel which requires the enlargement and flexibility of the organic EL element.
  • the present invention can improve the life of the organic electronic device, and can manufacture an encapsulant that can effectively block the oxygen and moisture introduced from the outside, and also a curable encapsulation that can have a process stability during the subsequent process by introducing a curable system It is intended to provide a ash composition, and an encapsulant using the same.
  • the composition for encapsulant according to an embodiment of the present invention by including a silicone acrylate compound represented by the formula (6) has the effect of increasing the sensitivity during UV curing of the composition and at the same time lowering the modulus of the final cured product .
  • a composition for encapsulation according to an exemplary embodiment of the present invention includes: 1) a first unit including the first unit represented by Chemical Formula 1, the second unit represented by Chemical Formula 2, and the third unit represented by Chemical Formula 3; Copolymers; 2) a second copolymer comprising a second unit represented by Chemical Formula 2 and a third unit represented by Chemical Formula 3; 3) one or more photoinitiators; 4) reactive silicone oligomers; And 5) silicone acrylate compounds.
  • the first copolymer may include a first unit represented by Chemical Formula 1, a second unit represented by Chemical Formula 2, and a third unit represented by Chemical Formula 3.
  • a resin having two oxygen atoms bonded to one silicon atom in a silicone resin is called a D-type silicone resin
  • a resin having three oxygen atoms bonded to one silicon atom in a silicone resin is T.
  • -type silicone resin a resin having three oxygen atoms bonded to one silicon atom in a silicone resin
  • D-type silicone resins or T-type silicone resins have been used alone, or D-type silicone resins and T-type silicone resins have been mixed and used.
  • the silicone resin such as the first copolymer according to the present invention is not a mixture of a conventional D-type silicone resin and a T-type silicone resin, but a silicone resin simultaneously containing D-type and T-type in the silicone resin. As the silicone resin, it is different from the conventional one.
  • the D-type and T-type in the silicone resin at the same time, it is possible to obtain the appropriate strength of the thin film of the encapsulation material, it is characterized in that the sensitivity can be improved during the curing process of the encapsulant composition have.
  • R2 of Formula 1 may be a vinyl group, an acrylate group or a methacrylate group, but is not limited thereto.
  • R3 to R7 of Formulas 2 and 3 may be each independently hydrogen or an alkyl group, but is not limited thereto.
  • the weight ratio of the first unit represented by Formula 1 to the second unit represented by Formula 2 to the third unit represented by Formula 3 is (1 to 30): (5 to 80). ): (1 ⁇ 30), (5 ⁇ 15): (10 ⁇ 50): (5 ⁇ 15), but is not limited thereto.
  • the weight average molecular weight of the first copolymer may be 100 to 1,000,000, may be 1,000 to 50,000, but is not limited thereto.
  • the content of the first copolymer may be 5 to 60% by weight based on the total weight of the composition for the encapsulant, and may be 15 to 50% by weight, but is not limited thereto.
  • the second copolymer is characterized in that it comprises a second unit represented by the formula (2), and a third unit represented by the formula (3).
  • the second copolymer may be a D-type silicone resin.
  • the weight ratio of the second unit represented by Formula 2 to the third unit represented by Formula 3 may be 1: 1 to 100: 1, and may be 1: 1 to 10: 1. And 3: 1 to 7: 1, but is not limited thereto.
  • the weight average molecular weight of the second copolymer may be 100 to 1,000,000, may be 1,000 to 50,000, but is not limited thereto.
  • the content of the second copolymer may be 5 to 60% by weight based on the total weight of the composition for the encapsulant, and may be 15 to 50% by weight, but is not limited thereto.
  • the first copolymer and the second copolymer at the same time, it is possible to obtain the appropriate strength of the thin film of the encapsulation material, it is characterized in that the sensitivity can be improved during the curing process of the encapsulant composition have.
  • each of the first copolymer and the second copolymer may be a random copolymer independently.
  • the photoinitiator is thermally inert but generates free radicals when exposed to actinic radiation.
  • the photoinitiator is a substituted or unsubstituted polynuclear quinone which is a compound having carbon atoms in two rings in a conjugated carbon ring system, for example, 2-benzyl-2- (dimethylamino) -1- (4-morpholinophenyl) -1-butanone, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 9,10-anthraquinone, 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-tert-butylanthraquinone, octamethylanthraquinone , 1,4-naphthoquinone, 9,10-phenanthrenequinone, benz (benza) anthracene-7,12-dione, 2,3-naphthacene-5,12-dione,
  • the content of the photoinitiator may be 0.1 to 10% by weight based on the total weight of the composition for the encapsulant, but is not limited thereto.
  • the content of the photoinitiator is less than 0.1% by weight based on the total weight of the composition for the encapsulant, there is a small number of active radicals that promote hardening, which may cause a problem that hardening does not proceed even when irradiated with strong ultraviolet rays.
  • outgas is generated at a temperature of less than 100 ° C. after curing, which may shorten the life of the organic light emitting device.
  • the reactive silicone oligomer may be represented by the following formula (4).
  • R9, R10, R12 and R16 are the same as or different from each other, and each independently a direct bond or an alkylene group,
  • R8, R11, R13, R14, R15 and R17 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a hydroxy group, a carboxyl group, a vinyl group, an acrylate group, Methacrylate group, epoxide group, cyclic ether group, sulfide group, acetal group, lactone group, amide group, alkylaryl group, alkylglycidyl group , Alkyl isocyanate group, alkyl hydroxy group, alkyl carboxyl group, alkyl vinyl group, alkyl acrylate group, alkyl methacrylate group, alkyl cyclic ether group, alkyl sulfide group, alkyl acetal group, alkyl lactone group and alkylamide group Can be selected from
  • e 1 to 100.
  • the weight average molecular weight of the reactive silicone oligomer may be 15,000 in 100, but is not limited thereto.
  • R11 and R13 of Formula 4 may be each independently a vinyl group, an acrylate group or a methacrylate group, but is not limited thereto.
  • R8, R14, R15 and R17 of Formula 4 may be each independently hydrogen or an alkyl group, but is not limited thereto.
  • Chemical Formula 4 may be represented by the following Chemical Formula 5.
  • the reactive silicone oligomer may play a role of controlling the surface leveling of the encapsulant of the composition for the encapsulant.
  • the content of the reactive silicone oligomer may be 5 to 40% by weight based on the total weight of the composition for the encapsulant, but is not limited thereto.
  • the silicon acrylate compound may be represented by the following formula (6).
  • R 18 are each independently a direct bond or an alkylene group
  • R 19 is a benzene or a cyclohexane group
  • R 20 , R 21 , R 22 , R 23 and R 24 are the same as or different from each other, and each independently hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, a glycidyl group, an isocyanate group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a vinyl group, or an acryl Elate group, methacrylate group, epoxide group, cyclic ether group, sulfide group, acetal group, lactone group, amide group, alkylaryl group, alkyl Glycidyl group, alkyl isocyanate group, alkyl hydroxy group, alkyl carboxyl group, alkyl vinyl group, alkyl acrylate group, alkyl methacrylate group, alkyl cyclic ether group, alkyl sulfide group, alkyl acetal group, alkyl lactone group and alkylamide May be selected from the group consisting of groups,
  • f and g are each 0-100.
  • silicone acrylate type compound methacrylo oxymethyl- bis- trimethyl siloxymethyl silane, methacrylo oxymethyl dimethyl ethoxy silane, methacrylo oxymethyl phenyl dimethyl silane, methaacryl oxy propyl ethoxy silane, meta
  • acryloxy trimethyl silane, methacryloxy trimethyl silane, methacryloxy propyl tris trimethyl siloxy silane, etc. are mentioned, It is not limited to this.
  • the content of the silicone acrylate compound may be 1 to 50% by weight based on the total weight of the composition for the encapsulant, but is not limited thereto.
  • composition for encapsulant according to one embodiment of the present invention may further include a monomer known in the art in order to adjust the curing rate of the silicone resin material.
  • a monomer known in the art may include an acrylate monomer, a methacrylate monomer, a siloxane monomer, and the like, but are not limited thereto.
  • the monomers include triethylolpropane ethoxy triacrylate, t-butyl (meth) acrylate, 1,5-pentanediol di (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, Ethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-butanediol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, hexamethylene glycol di (meth) acrylate, 1,3-propanediol di (meth) ) Acrylate, decamethylene glycol di (meth) acrylate, 1,4-cyclohexanediol di (meth) acrylate, 2,2-dimethylolpropane di (meth) acrylate, glycerol di (meth) acrylate, Tripropylene glycol di (meth) acrylate, glycerol tri (meth
  • composition for encapsulation may include one or more additives such as a curing catalyst, a viscosity modifier, a curing agent, a dispersant, a stabilizer, a curing accelerator, and the like.
  • additives such as a curing catalyst, a viscosity modifier, a curing agent, a dispersant, a stabilizer, a curing accelerator, and the like. These additives can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the sealing material according to an embodiment of the present invention is characterized by using the composition for the sealing material.
  • the encapsulant according to the exemplary embodiment of the present invention includes 1) a first unit represented by Chemical Formula 1, a second unit represented by Chemical Formula 2, and a third unit represented by Chemical Formula 3 First copolymer; 2) a second copolymer comprising a second unit represented by Chemical Formula 2 and a third unit represented by Chemical Formula 3; 3) one or more photoinitiators; 4) reactive silicone oligomers; And 5) silicone acrylate compounds.
  • the first copolymer, the second copolymer, the photoinitiator, the reactive silicone oligomer, the silicone acrylate compound, and the like are the same as described above, a detailed description thereof will be provided. It will be omitted.
  • the encapsulant according to the exemplary embodiment of the present invention may be formed using a method known in the art, except for using the composition for the encapsulant described above. More specifically, the composition for the encapsulant may be formed using a method such as coating, coating, or printing on a substrate, but is not limited thereto.
  • the composition for encapsulant according to an exemplary embodiment of the present invention has a feature of improving the life of an organic electronic device and manufacturing an encapsulant that can effectively block oxygen and moisture introduced from the outside.
  • the silicone resin of the D-type and T-type in the first copolymer and at the same time to include a silicone acrylate-based compound it is possible to obtain a high sensitivity even at a small energy during UV curing.
  • a low modulus after curing it is possible to obtain a cured product having both flexibility and strength applicable to a flexible display.
  • the encapsulant according to one embodiment of the present invention may be applied to encapsulation and protection of various objects.
  • the encapsulant may be effective in protecting an object including an element sensitive to external components, for example, moisture or moisture.
  • the object to which the encapsulant may be applied include organic electronic devices such as photovoltaic devices, rectifiers, transmitters, or organic light emitting diodes (OLEDs); Solar cells; Or a secondary battery, but is not limited thereto.
  • the inorganic protective layer and the encapsulant of the present invention may be formed in a multi-layer, and the device may be sealed.
  • the inorganic protective layer and the encapsulant of the present invention may be laminated alternately, but is not limited thereto.
  • the inorganic protective layer means deposited by a vacuum process such as sputtering, evaporation, sublimation, chemical vapor deposition, metal organic chemical vapor deposition, and combinations thereof.
  • the organic electronic device may be provided in a conventional configuration known in the art, except that the encapsulant is formed of the aforementioned material.
  • the organic electronic device may include, for example, a pair of electrodes and a layer of organic material formed between the pair of electrodes.
  • any one of the pair of electrodes may be configured as a transparent electrode.
  • the layer of the organic material may include, for example, a hole transporting layer, a light emitting layer, an electron transporting layer, or the like.
  • TSL8370 (Momentive)
  • 1,250 g TSL8032 (Momentive)
  • 65 g TSL8031 (Momentive)
  • 1,600 g of toluene were added to a 5,000 ml three-neck round flask, and stirred well. Stirred for 1 hour.
  • the silicone polymer layer was heated to 80 ° C., 0.5 g of a 50% KOH solution was added thereto, and the temperature was raised to 120 ° C., followed by stirring for 2 hours. All water was removed from the final silicone polymer layer to obtain a first copolymer.
  • the molecular weight was measured by GPC, and the polystyrene standard had a weight average molecular weight of 5,000 g / mol.
  • TSL8032 (Momentive Co.)
  • 100 g of TSL8031 (Momentive Co.)
  • 1,200 g of toluene were added to a 5,000 ml three-neck round flask, and stirred well. Then, 120 g of water was added dropwise at room temperature, followed by stirring for about 1 hour.
  • the silicone polymer layer was heated to 80 ° C., 0.5 g of a 50% diluted KOH solution was added thereto, heated to 120 ° C., and stirred for 2 hours to obtain a final product.
  • the molecular weight was measured by GPC, and the polystyrene standard had a weight average molecular weight of 1,600 g / mol.
  • the silicon photosensitive resin composition of the present invention is applied to a substrate having a predetermined pretreatment by a method such as spin or coating method, roll coating method, screen printing method, applicator method, etc. to an appropriate thickness, for example, 4 to 40 ⁇ m. After coating, the same substrate was covered on the coating surface. Then, the energy of 1J was investigated under a 395nm i-line wavelength.
  • a light source used for irradiation a low pressure mercury lamp, a high pressure mercury lamp, an ultra high pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an argon gas laser, etc. can be used, and X-rays, an electron beam, etc. can also be used in some cases.
  • C is 5J
  • the transmittance (transmittance%) at around 1,635 cm ⁇ 1 (C C) after curing.
  • the specimen thus prepared was analyzed using a DMA at a rate of 3 ° C. per minute from -40 to 80 ° C. to obtain a storage modulus. Among them, the storage value at 25 ° C was taken.
  • Outgas was sampled on a pyrolyzer and analyzed using GC / MS.
  • the pyrolyzer temperature was 100 ° C and the GC oven temperature was analyzed at 300 ° C to obtain the outgas.
  • Sampling of the analytical sample was applied to the composition in a thin film thickness of 5 ⁇ m proceeding UV curing under a nitrogen atmosphere to obtain a material after the curing was analyzed.
  • the exposure energy was 1J at 395 nm.
  • the composition for encapsulation according to an exemplary embodiment of the present invention has a feature of improving the life of an organic electronic device and manufacturing an encapsulant that can effectively block oxygen and moisture introduced from the outside. .
  • composition for encapsulation has a feature of improving the sensitivity of the encapsulant using the encapsulant composition by introducing a novel organopolysilicone resin such as a first copolymer.
  • the composition for encapsulant according to one embodiment of the present invention comprises a silicone resin of D-type and T-type in the first copolymer at the same time, at the same time contains a silicone acrylate-based compound, less energy during UV curing Even high sensitivity can be obtained.
  • a silicone resin of D-type and T-type in the first copolymer at the same time, at the same time contains a silicone acrylate-based compound, less energy during UV curing Even high sensitivity can be obtained.
  • it is possible to implement a low modulus after curing it is possible to obtain a cured product having both flexibility and strength applicable to a flexible display.

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Abstract

본 발명은 유기 전자 소자 봉지재용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 봉지재에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 1) 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제1 공중합체; 2) 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제2 공중합체; 3) 1종 이상의 광개시제; 4) 반응성 실리콘계 올리고머; 및 5) 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함한다.

Description

유기 전자 소자 봉지재용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 봉지재
본 출원은 2016년 12월 27일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2016-0180095호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
본 발명은 유기 전자 소자 봉지재용 조성물 및 이를 이용하여 형성된 봉지재에 관한 것이다.
일반적으로, 유기 전자 소자는 양극과 음극 사이에 제공된 유기층에 전하를 주입하면 발광 또는 전기의 흐름 등과 같은 현상이 일어나는 것을 특징으로 하는 소자로서, 선택된 유기물에 따라서 다양한 기능을 하는 소자를 제작할 수 있다.
대표적인 예로, 유기 발광 소자(OLED, Organic Light Emitting Diode)는 얇고 가벼우며 색감이 우수하여 차세대 평판 디스플레이 분야, 플렉시블 디스플레이, 조명 분야 등에서 주목 받고 있으며, 기존의 유리 기판, 실리콘을 포함한 무기물 기판, 금속 기판 및 플라스틱 기판 또는 금속 호일 등과 같은 유연한 기판 위에 제작이 가능하다. 그러나, 이러한 유기 전자 소자는 수분 및 산소에 매우 취약하기 때문에 대기 중에 노출되었을 때 또는 외부로부터 수분이 패널 내부로 유입되었을 때 발광 효율 및 수명이 현저하게 감소되는 단점을 가지고 있다.
이러한 봉지(Encapsulation) 기술은 OLED 소자 외부에서 유입되는 수분과 산소를 차단하여 발광재료와 전극재료의 산화를 방지하고, 나아가 소자의 외부로부터 가해지는 기계적, 물리적 충격으로부터 소자를 보호하기 위한 필수적인 공정이다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 글래스 캡 또는 메탈 캡을 이용하거나 또는 라미네이팅 방법을 이용한 봉지 필름을 사용하거나 무기물을 증착하여 외부로부터 유입되는 수분 및 산소를 차단하기 위한 시도가 이루어지고 있다.
그러나, 상기 글래스 캡은 대면적화에 따른 유리 가공에 의한 비용이 증가되고, 기계적 파손 등으로 인한 대면적화의 문제가 있다는 단점이 있으며, 유연성이 요구되는 플렉시블 OLED 패널 제작에도 어려움을 갖고 있다. 메탈 캡의 경우는 기판과의 열팽창계수 차이에 의한 공정상 문제가 있다. 또한, 상기 라미네이팅 방법을 이용한 접착 필름의 경우는 필름 접착면의 계면을 통한 수분 및 산소의 유입 등의 문제가 있다.
또한, 유기 전자 소자의 봉지시 흡습제를 패널 내부에 장착한 메탈 캡 방법을 사용하는 경우, 흡습제를 사용하기 위한 메탈 캡 구조는 소정의 높이로 돌출된 연장부가 형성되며 마지막으로 접착제를 사용하여 메탈 캡을 기판과 합착시키거나, 유리를 가공하여 글래스 캡을 형성하여 유기 발광 소자를 봉지하는 경우는 샌드블라스트나 에칭 등의 방법을 사용하여 일정한 홈 내부에 흡습제를 장착하여 기판과 합착하는 방법을 사용한다. 이러한 종래의 방식은 패널이 대형화되면 봉지 내부 공간의 확대에 의해 메탈 캡의 가공이 어려워지며 글래스 캡의 경우는 외부 압력에 의해 쉽게 파손되는 문제를 일으킬 수 있다.
이러한 어려움으로 기존 봉지(Encapsulation) 공정과는 다른 새로운 봉지 기술의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 유기 전자 소자의 수명을 향상시키고, 외부로부터 유입되는 산소와 수분 등을 효과적으로 차단할 수 있는 봉지재를 제조할 수 있는 조성물, 및 이를 이용한 봉지재를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시상태는,
1) 하기 화학식 1로 표시되는 제1 단위, 하기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제1 공중합체;
2) 하기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제2 공중합체;
3) 1종 이상의 광개시제;
4) 반응성 실리콘계 올리고머; 및
5) 실리콘 아크릴레이트계 화합물
을 포함하는 봉지재용 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000001
[화학식 2]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000002
[화학식 3]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000003
상기 화학식 1 내지 3에서,
R1은 직접결합, 또는 알킬렌기이고,
R2 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기, 락톤(lactone)기, 아미드기, 알킬아릴기, 알킬글리시딜기, 알킬이소시아네이트기, 알킬히드록시기, 알킬카복실기, 알킬비닐기, 알킬아크릴레이트기, 알킬메타크릴레이트기, 알킬고리형에테르기, 알킬설파이드기, 알킬아세탈기, 알킬락톤기 및 알킬아미드기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 200 이다.
또한, 본 발명의 다른 실시상태는, 상기 봉지재용 조성물을 이용한 봉지 재를 제공한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 유기 전자 소자의 수명을 향상시키고, 외부로부터 유입되는 산소와 수분 등을 효과적으로 차단할 수 있는 봉지재를 제조할 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 제1 공중합체와 같은 신규 오가노폴리실리콘계 수지를 도입함으로써 상기 봉지재용 조성물을 이용한 봉지재의 감도를 향상시키는 특징을 가진다.
특히, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 화학식 6으로 표시되는 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함함으로써 조성물의 UV 경화시, 감도를 높여 주고 이와 함께 최종 경화물의 모듈러스를 낮추어 주는 효과를 가진다.
이하 본 출원에 대하여 상세히 설명한다.
유기 EL 소자는 다결정의 반도체 디바이스이며, 저전압에서 고휘도의 발광을 얻기 위해 액정의 백라이트 등에 사용되고, 박형 평면 표시 디바이스로 기대되고 있다. 그러나, 유기 EL 소자는 수분에 극히 약하고, 금속 전계와 유기 EL층과의 계면이 수분의 영향으로 박리되기도 하고, 금속이 산화하여 고저항화하기도 하며, 유기물 자체가 수분에 의해 변질되기도 하고, 이 때문에 발광하지 않게 되며, 휘도가 저하되기도 한다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 유기 EL 소자를 봉지하는 방법이 개발되고 있다. 기존의 봉지 방법으로는 기판과 상부의 유리판 사이의 프릿 글라스를 레이저로 녹여 두 기판의 가장자리를 접착하여 밀봉하는 방법, 밀봉 유리판과 유기 EL 기판 사이의 가장자리를 실링재를 사용하여 접착하는 방식으로써, 밀봉 유리판과 유기 EL 소자 사이에 흡습제나 충진재를 삽입하여 그 내부의 수분을 제거하거나 기계적 강도를 높이는 방식이 유기 EL 소자에 주로 사용되고 있다.
그러나, 프릿 글라스를 사용한 봉지 기술은 주로 소형 유기 EL에서 주로 사용하는 방식이며, 밀봉 유리판의 가장자리를 실링재를 사용하여 접착하는 방식의 경우, 유기 EL 소자와 유리판 사이에 빈 공간이 있음으로써, 강도가 떨어지고 고열 공정 시 뒤틀림 현상이 있는 단점이 있다. 이 같은 봉지 방법은 유기 EL 소자의 대형화 및 유연성이 요구되는 플렉시블 유기 EL 패널 제작에 도입하기에는 어려움을 갖고 있다.
본 발명은 유기 전자 소자의 수명을 향상시키고, 외부로부터 유입되는 산소와 수분 등을 효과적으로 차단할 수 있는 봉지재를 제조할 수 있고 더불어 경화형 시스템을 도입하여 후 공정 진행시 공정 안정성을 가질 수 있는 경화형 봉지재 조성물, 그리고 및 이를 이용한 봉지재를 제공하고자 한다.
특히, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 화학식 6으로 표시되는 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함함으로써 조성물의 UV 경화시, 감도를 높여 주고 이와 함께 최종 경화물의 모듈러스를 낮추어 주는 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 1) 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제1 공중합체; 2) 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제2 공중합체; 3) 1종 이상의 광개시제; 4) 반응성 실리콘계 올리고머; 및 5) 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 것을 특징으로 한다.
일반적으로, 실리콘계 수지 내 하나의 실리콘 원자에 결합되는 산소 원자의 개수가 2개인 수지는 D-type 실리콘계 수지라 하고, 실리콘계 수지 내 하나의 실리콘 원자에 결합되는 산소 원자의 개수가 3개인 수지는 T-type 실리콘계 수지라 한다. 종래에는 D-type 실리콘계 수지 또는 T-type 실리콘계 수지를 각각 단독으로 사용하거나, D-type 실리콘계 수지와 T-type 실리콘계 수지를 서로 혼합하여 사용하여 왔다. 그러나, 본 발명에 따른 제1 공중합체와 같은 실리콘계 수지는 종래와 같은 D-type 실리콘계 수지와 T-type 실리콘계 수지의 혼합물이 아닌, 실리콘계 수지 내에 D-type과 T-type을 동시에 포함하는 실리콘계 수지로서 종래와는 상이한 실리콘계 수지이다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 실리콘 수지 내에 D-type과 T-type을 동시에 포함함으로써, 봉지재 박막의 적정 강도를 얻을 수 있으며, 봉지재 조성물의 경화공정시 감도를 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 1의 R2는 비닐기, 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 2 및 3의 R3 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 공중합체에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위 : 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위 : 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위의 중량비는 (1~30) : (5~80) : (1~30) 일 수 있고, (5~15) : (10~50) : (5~15) 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 공중합체의 중량 평균 분자량은 100 내지 1,000,000일 수 있고, 1,000 내지 50,000일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 공중합체의 함량은, 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로 5 내지 60 중량%일 수 있고, 15 내지 50 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 있어서, 상기 제2 공중합체는 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 제2 공중합체는 D-type 실리콘계 수지일 수 있다.
상기 제2 공중합체에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위 : 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위의 중량비는 1:1 내지 100:1 일 수 있고, 1:1 내지 10:1 일 수 있으며, 3:1 내지 7:1 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 공중합체의 중량 평균 분자량은 100 내지 1,000,000일 수 있고, 1,000 내지 50,000일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 공중합체의 함량은, 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로 5 내지 60 중량%일 수 있고, 15 내지 50 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 공중합체와 제2 공중합체를 동시에 적용함으로써, 봉지재 박막의 적정 강도를 얻을 수 있으며, 봉지재 조성물의 경화공정시 감도를 향상시킬 수 있는 특징이 있다.
본 발명에 있어서, 상기 제1 공중합체 및 제2 공중합체는 각각 독립적으로 랜덤 공중합체일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 광개시제는 열적으로 비활성이지만 화학선에 노출되었을 때 자유 라디칼을 발생하는 것이다. 상기 광개시제로는 공액 탄소고리계 중 2개의 고리 내 탄소 원자를 갖는 화합물인 치환 또는 비치환 다핵 퀴논, 예를 들어 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 9,10-안트라퀴논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-tert-부틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 벤즈(벤자)안트라센-7,12-디온, 2,3-나프타센-5,12-디온, 2-메틸-1,4-나프토퀴논, 1,4-디메틸안트라퀴논, 2,3-디메틸안트라퀴논, 2-페닐안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논, 레텐퀴논, 7,8,9,10-테트라히드로나프트라센-5,12-디온, 및 1,2,3,4-테트라히드로벤즈(테트라히드로벤자)-안트라센-7,12-디온을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 광개시제의 함량은, 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로 0.1 내지 10 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 광개시제의 함량이 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로 0.1 중량% 미만인 경우에는 경화를 촉진하는 활성 라디칼의 숫자가 적어 강한 자외선을 조사해도 경화가 진행되지 않는 문제점이 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하는 경우에는 경화 후 100℃ 미만의 온도 조건에서 아웃개스(outgas)가 발생하여 유기 발광 소자의 수명을 단축시킬 우려가 있다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 실리콘계 올리고머는 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000004
상기 화학식 4에서,
R9, R10, R12 및 R16은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 또는 알킬렌기이고,
R8, R11, R13, R14, R15 및 R17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기, 락톤(lactone)기, 아미드기, 알킬아릴기, 알킬글리시딜기, 알킬이소시아네이트기, 알킬히드록시기, 알킬카복실기, 알킬비닐기, 알킬아크릴레이트기, 알킬메타크릴레이트기, 알킬고리형에테르기, 알킬설파이드기, 알킬아세탈기, 알킬락톤기 및 알킬아미드기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
e는 1 내지 100 이다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 실리콘계 올리고머의 중량 평균 분자량은 100 내 15,000 일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4의 R11 및 R13은 각각 독립적으로 비닐기, 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4의 R8, R14, R15 및 R17은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.
[화학식 5]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000005
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 반응성 실리콘계 올리고머는 봉지재용 조성물의 봉지재의 표면 레벨링을 조절하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 반응성 실리콘계 올리고머의 함량은, 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로 5 내지 40 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 있어서, 상기 실리콘 아크릴레이트계 화합물은 하기 화학식 6으로 표시될 수 있다.
[화학식 6]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000006
상기 화학식 6에서,
R18은 각각 독립적으로 직접결합, 또는 알킬렌기이고, R19는 벤젠, 또는 사이클로헥세인기이고,
R20, R21, R22, R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기, 락톤(lactone)기, 아미드기, 알킬아릴기, 알킬글리시딜기, 알킬이소시아네이트기, 알킬히드록시기, 알킬카복실기, 알킬비닐기, 알킬아크릴레이트기, 알킬메타크릴레이트기, 알킬고리형에테르기, 알킬설파이드기, 알킬아세탈기, 알킬락톤기 및 알킬아미드기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
f 및 g는 각각 0 내지 100 이다.
상기 실리콘 아크릴레이트계 화합물의 구체적인 예로는, 메타아크릴록시메틸-비스-트리메틸실록시메틸실란, 메타아크릴록시메틸디메틸에톡시실란, 메타아크릴록시메틸페닐디메틸실란, 메타아크릴록시프로필트리스에톡시실란, 메타아크릴록시트리메틸 실란, 메타아크릴록시트리메틸실란, 메타아크릴록시프로필트리스 트리메틸실록시 실란 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 실리콘 아크릴레이트계 화합물의 함량은, 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로 1 내지 50 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 상기 실리콘 수지 재료의 경화속도를 조절하기 위하여, 당 기술분야에 알려진 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 상기 단량체의 구체적인 예로는 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체, 실록산계 단량체 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 단량체로는 트리에틸올프로판 에톡시 트리아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 1,5-펜탄디올 디(메타)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 헥사메틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,3-프로판디올 디(메타)아크릴레이트, 데카메틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 2,2-디메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 폴리옥시에틸화 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 2,2-디-(p-히드록시페닐)프로판 디아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트레이트, 2,2-디-(p-히드록시페닐)프로판 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 폴리옥시에틸-2,2-디-(p-히드록시페닐)프로판 디메타크릴레이트, 비스페놀-A의 디-(3-메타크릴옥시-2-히드록시프로필)에테르, 비스페놀-A의 디-(2-메타크릴옥시에틸)에테르, 비스페놀-A의 디-(3-아크릴옥시-2-히드록시프로필)에테르, 비스페놀-A의 디-(2-아크릴옥시에틸)에테르, 1,4-부탄디올의 디-(3-메타크릴옥시-2-히드록시프로필)에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 폴리옥시프로필트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 부틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,2,4-부탄트리올 트리(메타)아크릴레이트, 2,2,4-트리메틸-1,3-펜탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1-페닐 에틸렌-1,2-디메타크릴레이트, 디알릴 푸마레이트, 스티렌, 1,4-벤젠디올 디메타크릴레이트, 1,4-디이소프로페닐 벤젠, 1,3,5-트리이소프로페닐 벤젠, 실리콘계 단량체, 실리콘 아크릴레이트계 단량체, 실리콘 우레탄계 단량체 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 본 출원의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 그 용도에 따라서 경화 촉매, 점도 조절제, 경화제, 분산제, 안정제, 경화촉진제 등의 첨가제를 하나 이상 포함할 수 있다. 이들 첨가제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재는, 상기 봉지재용 조성물을 이용하는 것을 특징으로 한다. 보다 구체적으로, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재는, 1) 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제1 공중합체; 2) 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제2 공중합체; 3) 1종 이상의 광개시제; 4) 반응성 실리콘계 올리고머; 및 5) 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재에 있어서, 상기 제1 공중합체, 제2 공중합체, 광개시제, 반응성 실리콘계 올리고머, 실리콘 아크릴레이트계 화합물 등에 대한 내용은 전술한 바와 동일하므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재는, 전술한 봉지재용 조성물을 이용하는 것을 제외하고, 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 봉지재용 조성물을 기판 상에 도포, 코팅, 인쇄 등의 방법을 이용하여 형성할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 유기 전자 소자의 수명을 향상시키고, 외부로부터 유입되는 산소와 수분 등을 효과적으로 차단할 수 있는 봉지재를 제조할 수 있는 특징이 있다. 또한, 제1 공중합체 내에 D-type과 T-type의 실리콘 수지를 동시에 포함하고, 이와 동시에 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함함으로써 UV 경화시 적은 에너지에도 고감도를 얻을 수 있다. 특히, 경화 후 낮은 모듈러스를 구현할 수 있기 때문에 플렉시블 디스플레이에 적용 가능한 유연성과 강도를 동시에 가지는 경화물을 얻을 수 있다는 특징을 가진다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재는, 다양한 대상을 봉지(encapsulation)하여 보호하는 것에 적용될 수 있다. 특히, 상기 봉지재는, 외부 성분, 예를 들면, 수분 내지는 습기에 민감한 소자를 포함하는 대상의 보호에 효과적일 수 있다. 봉지재가 적용될 수 있는 대상의 예로는, 광전지 장치(photovoltaic device), 정류기(rectifier), 트랜스미터(transmitter) 또는 유기 발광 소자(organic light emitting diode; OLED) 등과 같은 유기 전자 소자; 태양 전지; 또는 이차전지 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재가 적용되는 대상은, 무기 보호층과 본 발명의 봉지재가 다층으로 형성되어 소자가 밀봉될 수 있다. 상기 무기 보호층과 본 발명의 봉지재는 교대로 적층될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 무기 보호층은 스퍼터링, 증발, 승화, 화학 기상 증착, 금속 유기화학 기상 증착 그리고 이들의 조합과 같은 진공 프로세스로 침적된 것을 의미한다.
또한, 경화 과정에서 생성되는 부산물 또는 경화개시제 중 미반응 잔류물 으로 기인되는 아웃개스(out gas)를 최소화하여 밀봉구조의 내부에 잔류 가능성을 줄였으며 우수한 투명성을 나타내어, 전면 발광(top emission) 또는 배면 발광(bottom emission) 등의 유기 전자 소자의 형태와 무관하게 안정적인 봉지재로 형성될 수 있다.
상기 유기 전자 소자는 상술한 재료로 봉지재를 구성하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려진 통상의 구성으로 제공될 수 있다. 예를 들어 하부 및 또는 상부 기판으로는 당 기술분야에서 통상적으로 사용되는 글라스, 금속 또는 고분자 필름 등을 사용할 수 있다. 또한, 유기 전자 소자는, 예를 들면, 1쌍의 전극 및 1쌍의 전극 사이에 형성된 유기 재료의 층을 포함할 수 있다. 여기서 1쌍의 전극 중 어느 하나는 투명 전극으로 구성될 수 있다. 또한, 유기 재료의 층은, 예를 들면, 정공 수송층, 발광층 및 전자 수송층 등을 포함할 수 있다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 명세서를 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것일 뿐, 본 명세서를 한정하기 위한 것은 아니다.
<실시예>
<합성예 1>
5,000ml 삼구 라운드 플라스크에 TSL8370(Momentive社)을 150g, TSL8032(Momentive社) 1,250g, TSL8031(Momentive社) 65g, 톨루엔(Toluene) 1,600g을 넣고 잘 교반한 뒤, 상온에서 물 100g을 적하하여 약 1시간 교반하였다.
교반 후, 추가로 물 700g을 첨가한 뒤, 온도를 70℃로 높여 2hr을 교반하였다. 교반을 마친 뒤, 실리콘층과 물층을 분리하여 물층은 버리고 실리콘 폴리머 층을 남겼다.
실리콘 폴리머층을 80℃로 가열한 뒤, 50%로 희석한 KOH 용액을 0.5g 넣고 120℃로 승온하여 2시간을 교반하였다. 최종 실리콘 폴리머층에서 물을 모두 제거하여 제1 공중합체를 얻었다.
GPC에 의해 분자량을 측정한 결과, 폴리스티렌 스탠다드로 중량 평균 분자량 5,000 g/mol 이었다.
<합성예 2>
5,000ml 삼구 라운드 플라스크에 TSL8032(Momentive社) 450g, TSL8031(Momentive社) 100g, 톨루엔(Toluene) 1,200g을 넣고 잘 교반한 뒤, 상온에서 물 120g을 적하하여 약 1시간 교반하였다.
교반 후, 추가로 물 700g을 첨가한 뒤, 온도를 70℃로 높여 2hr을 교반하였다. 교반을 마친 뒤, 실리콘층과 물층을 분리 하여 물층은 버리고 실리콘 폴리머층을 남겼다.
실리콘 폴리머층을 80℃로 가열한 뒤, 50%로 희석한 KOH 용액을 0.5g 넣고 120℃로 승온하여 2시간을 교반한 뒤 최종 생성물을 얻었다.
실리콘 폴리머층에서 물을 모두 제거하여 제2 공중합체를 얻었다.
GPC에 의해 분자량을 측정한 결과, 폴리스티렌 스탠다드로 중량 평균 분자량 1,600 g/mol 이었다.
<합성예 3>
5,000ml 삼구 라운드 플라스크에 1,1,1,3,5,5,5-heptamethyl 3-beta-(3,4-epoxy cyclohexyl) ethyl trisiloxane 을 1,500g, 톨루엔(Toluene) 1,000g, 티타늄 아이소프로폭사이드 6g을 넣고 잘 교반하였다.
그 후, 온도를 90℃로 높여 아크릴릭 액시드(Acrylic acid) 300g을 적하하며 8시간을 교반하였다. 교반을 마친 뒤, 실리카(Rhodia MicroPearl Zeosil 1165 MP) 30g을 추가하여 상온에서 2시간 더 교반하였다.
교반 후, 필터로 여과하여 실리카를 제거하였다. 그리고 나서, 진공상태에서 스트리핑(stripping)을 진행하여 톨루엔을 모두 제거한 뒤, 실리콘 아크릴레이트 화합물 A를 얻었다.
<실시예 1>
글라스 바이알에 상기 합성예 1에서 얻은 제1 공중합체 38g, 상기 합성예 2에서 얻은 제2 공중합체 34g, 상기 화학식 5의 구조를 가지는 실리콘계 올리고머(Momentive 사 TSL9706) 19g, 상기 합성예 3에서 얻은 실리콘 아크릴레이트 화합물 A 5g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
<실시예 2>
글라스 바이알에 상기 합성예 1에서 얻은 제1 공중합체 29g, 상기 합성예 2에서 얻은 제2 공중합체 34g, 상기 화학식 5의 구조를 가지는 실리콘계 올리고머(Momentive 사 TSL9706) 19g, 상기 합성예 3에서 얻은 실리콘 아크릴레이트 화합물 A 14g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
<실시예 3>
글라스 바이알에 상기 합성예 1에서 얻은 제1 공중합체 24g, 상기 합성예 2에서 얻은 제2 공중합체 19g, 상기 화학식 5의 구조를 가지는 실리콘계 올리고머(Momentive 사 TSL9706) 19g, 상기 합성예 3에서 얻은 실리콘 아크릴레이트 화합물 A 34g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
<비교예 1>
글라스 바이알에 상기 합성예 1에서 얻은 제1 공중합체 96g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
<비교예 2>
글라스 바이알에 상기 합성예 2에서 얻은 제2 공중합체 96g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
<비교예 3>
글라스 바이알에 상기 화학식 5의 구조를 가지는 실리콘계 올리고머(Momentive 사 TSL9706) 96g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
<비교예 4>
글라스 바이알에 상기 합성예 1에서 얻은 제1 공중합체 38g, 상기 합성예 2에서 얻은 제2 공중합체 29g, 상기 화학식 5의 구조를 가지는 실리콘계 올리고머(Momentive 사 TSL9706) 29g, Basf 사의 광개시제(TPO) 4g을 잘 교반하여 실리콘 감광성 수지 조성물을 얻었다.
[표 1]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000007
상기 제조된 실시예 1 ~ 3, 및 비교예 1 ~ 4의 조성물의 특성을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
[표 2]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000008
<실험예>
1) 경화 후 점착 테스트
본 발명의 실리콘 감광성 수지 조성물을 소정의 전처리를 한 기판 상에 스핀 또는 코팅법, 롤 코팅법, 스크린 인쇄법, 어플리케이터 법 등의 방법을 사용하여 적정 두께, 예를 들어 4 내지 40㎛의 두께로 도포한 후, 도포 면 위에 동일 기판을 씌웠다. 그런 뒤, 395nm i-line 파장 하에서 1J의 에너지를 조사하였다. 조사에 사용되는 광원으로는 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 금속 할로겐화물 램프, 아르곤 가스 레이저 등을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 X선, 전자선 등도 이용할 수 있다.
에너지를 조사한 뒤, 일정한 힘을 가하여 상판의 기판을 밀어내었을 때, 밀림 여부에 따라 경화 또는 미경화를 판단하였다. 상판의 기판이 밀려나가 하판의 기판과 분리 되었을 때를 미경화로 판단하고, 상판의 기판이 단단히 고정 되어 밀리지 않는 경우를 경화로 판단하였다.
2) 광 경화율(UV Curing Conversion%)
광 경화율은 FT-IR(IR-Prestige21, Shimadzu 사)을 사용하여 확인하였다. 흡광이 전혀 없고, 투과도가 100%인 필름에 5㎛의 두께로 박막을 도포한 뒤, 동일 필름으로 표면을 덮어주었다. 이렇게 얻은 시편을 경화 전, 1J(@395nm LED 파장) 조사, 5J(@395nm LED 파장) 조사 후 시편의 FT-IR 분석을 진행하여 1,635cm- 1부근(C=C)에서의 투과 피크의 투과율(Transmittance %) 강도를 측정한다. 광 경화율은 아래 수학식 1에 따라 계산하였다.
[수학식 1]
[(B - A) / (C - A)] × 100
상기 수학식 1에서,
A는 경화 전 1,635cm-1 부근(C=C)에서의 투과율(Transmittance %)이며, B는 1J 경화 후 1,635cm-1 부근(C=C)에서의 투과율(Transmittance %)이고, C는 5J 경화 후 1,635cm-1 부근(C=C)에서의 투과율(Transmittance %)이다.
상기 광 경화율이 낮을 경우, 미경화된 잔여물이 많아짐으로써 도막의 아웃개스(Out gas)를 다량 발생시키는 원인이 된다.
3) Storage Modulus
Storage Modulus(at 25, Mpa)는 DMA(TA社 Q800)를 사용하여 확인하였다. 시료를 가로 5.3mm × 세로 17.7672mm × 높이 2mm 인 mold에 채워 넣은 뒤, UV 1J(@395nm LED 파장)을 조사하여 시편을 제작하였다.
이렇게 만들어진 시편을 DMA를 사용하여 -40~80℃까지 분당 3℃ 승온 속도로 분석을 진행하여 Storage Modulus를 얻었다. 그 중 25℃에서의 Storage 값을 취하였다.
4) 아웃 개스
아웃개스는 파이롤라이져에 샘플링을 하여 GC/MS를 이용하여 분석 하였다. 파이롤라이져 온도는 100℃이고 GC오븐 온도는 300℃ 조건에서 분석을 진행하여 아웃개스를 구하였다.
분석 샘플의 샘플링은 조성물을 5㎛의 두께로 박막 도포하여 질소 분위기 하에서 UV 경화를 진행 하여 경화 후 물질을 얻어 분석 진행 하였다. 노광 에너지는 395nm로 1J 진행하였다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 유기 전자 소자의 수명을 향상시키고, 외부로부터 유입되는 산소와 수분 등을 효과적으로 차단할 수 있는 봉지재를 제조할 수 있는 특징이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 제1 공중합체와 같은 신규 오가노폴리실리콘계 수지를 도입함으로써 상기 봉지재용 조성물을 이용한 봉지재의 감도를 향상시키는 특징을 가진다.
특히, 본 발명의 일 실시상태에 따른 봉지재용 조성물은, 제1 공중합체 내에 D-type과 T-type의 실리콘 수지를 동시에 포함하고, 이와 동시에 실리콘 아크릴레이트계 화합물을 포함함으로써 UV 경화시 적은 에너지에도 고감도를 얻을 수 있다. 특히, 경화 후 낮은 모듈러스를 구현할 수 있기 때문에 플렉시블 디스플레이에 적용 가능한 유연성과 강도를 동시에 가지는 경화물을 얻을 수 있다는 특징을 가진다.

Claims (12)

1) 하기 화학식 1로 표시되는 제1 단위, 하기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제1 공중합체;
2) 하기 화학식 2로 표시되는 제2 단위, 및 하기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위를 포함하는 제2 공중합체;
3) 1종 이상의 광개시제;
4) 반응성 실리콘계 올리고머; 및
5) 실리콘 아크릴레이트계 화합물
을 포함하는 봉지재용 조성물:
[화학식 1]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000009
[화학식 2]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000010
[화학식 3]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000011
상기 화학식 1 내지 3에서,
R1은 직접결합, 또는 알킬렌기이고,
R2 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기, 락톤(lactone)기, 아미드기, 알킬아릴기, 알킬글리시딜기, 알킬이소시아네이트기, 알킬히드록시기, 알킬카복실기, 알킬비닐기, 알킬아크릴레이트기, 알킬메타크릴레이트기, 알킬고리형에테르기, 알킬설파이드기, 알킬아세탈기, 알킬락톤기 및 알킬아미드기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있고,
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 200 이다.
청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 R2는 비닐기, 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기인 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 화학식 2 및 3의 R3 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기인 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 제1 공중합체에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 제1 단위 : 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위 : 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위의 중량비는 (1~30) : (5~80) : (1~30) 인 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 제2 공중합체에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 제2 단위 : 상기 화학식 3으로 표시되는 제3 단위의 중량비는 1 : 1 내지 100 : 1 인 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 반응성 실리콘계 올리고머는 하기 화학식 4로 표시되는 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물:
[화학식 4]
상기 화학식 4에서,
R9, R10, R12 및 R16은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 직접결합, 또는 알킬렌기이고,
R8, R11, R13, R14, R15 및 R17은 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기, 락톤(lactone)기, 아미드기, 알킬아릴기, 알킬글리시딜기, 알킬이소시아네이트기, 알킬히드록시기, 알킬카복실기, 알킬비닐기, 알킬아크릴레이트기, 알킬메타크릴레이트기, 알킬고리형에테르기, 알킬설파이드기, 알킬아세탈기, 알킬락톤기 및 알킬아미드기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
e는 1 내지 100 이다.
청구항 6에 있어서, 상기 화학식 4는 하기 화학식 5로 표시되는 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물:
[화학식 5]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000013
청구항 1에 있어서, 상기 실리콘 아크릴레이트계 화합물은 하기 화학식 6으로 표시되는 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물:
[화학식 6]
Figure PCTKR2017015070-appb-I000014
상기 화학식 6에서,
R18은 각각 독립적으로 직접결합, 또는 알킬렌기이고, R19는 벤젠, 또는 사이클로헥세인기이고,
R20, R21, R22, R23 및 R24는 서로 동일하거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기, 글리시딜기, 이소시아네이트기, 히드록시기, 카복실기, 비닐기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, 에폭시드(epoxide)기, 고리형 에테르(cyclic ether)기, 설파이드(sulfide)기, 아세탈(acetal)기, 락톤(lactone)기, 아미드기, 알킬아릴기, 알킬글리시딜기, 알킬이소시아네이트기, 알킬히드록시기, 알킬카복실기, 알킬비닐기, 알킬아크릴레이트기, 알킬메타크릴레이트기, 알킬고리형에테르기, 알킬설파이드기, 알킬아세탈기, 알킬락톤기 및 알킬아미드기로 이루어진 군으로부터 선택되고,
f 및 g는 각각 0 내지 100 이다.
청구항 1에 있어서, 상기 실리콘 아크릴레이트계 화합물은 메타아크릴록시메틸-비스-트리메틸실록시메틸실란, 메타아크릴록시메틸디메틸에톡시실란, 메타아크릴록시메틸페닐디메틸실란, 메타아크릴록시프로필트리스에톡시실란, 메타아크릴록시트리메틸 실란, 메타아크릴록시트리메틸실란 및 메타아크릴록시프로필트리스 트리메틸실록시 실란 중 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 봉지재용 조성물 총중량을 기준으로, 상기 제1 공중합체의 함량은 20 내지 90 중량%이고, 상기 제2 공중합체의 함량은 1 내지 70 중량%이며, 상기 반응성 실리콘계 올리고머의 함량은 5 내지 40 중량%, 상기 실리콘 아크릴레이트계 화합물의 함량은 1 내지 50 중량%, 상기 광개시제의 함량은 0.1 내지 10 중량%인 것을 특징으로 하는 봉지재용 조성물.
청구항 1 내지 10 중 어느 한 항의 봉지재용 조성물을 이용하여 형성된 봉지재.
청구항 11의 봉지재를 포함하는 유기 전자 소자.
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