KR102700553B1 - 고굴절 특성을 갖는 광경화성 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자 표시장치 - Google Patents
고굴절 특성을 갖는 광경화성 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자 표시장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은, 금속 산화물 입자; 방향족 고리를 갖는 모노머; 다관능 모노머; 및 광개시제를 포함하는 광경화성 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자 표시장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 고굴절 특성을 갖는 광경화성 조성물 및 이를 이용하여 형성된 광추출부를 포함하는 유기발광소자 표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 유기발광소자 표시장치에 구비되는 유기발광소자부는 양극 (anode), 발광층 및 음극(cathode)을 포함한다. 상기 유기발광소자부는 음극과 양극 간에 전류를 가하면 발광층에서 전자가 여기상태에서 기저상태로 전이되는 과정을 통해 빛을 방출하게 된다. 여기서 방출되는 빛의 20% 정도만이 유기발광소자부를 통해 외부로 방출되고, 대부분의 빛은 발광층 및 양극의 굴절율 차이에 의한 도파관(wave guiding) 효과와, 기판과 공기의 굴절율 차이에 의한 전반사 효과에 의해 손실된다.
상기 도파관 효과를 제어하기 위해 종래에는 양극과 인접한 경계면에 광산란 효과를 만드는 반구(半球)나 요철 등의 구조물을 형성하여 도파모드를 교란함으로써 광추출 효율을 향상시켰다. 이때 구조물을 평탄화하지 않고 양극을 형성하면 누설전류의 원인이 되어 전력 효율의 저하가 유발되기 때문에 구조물에는 평탄화막이 함께 적용된다.
상기 평탄화막의 굴절율은 양극의 굴절율과 비슷하거나 약간 높은 것이 광추출 효율 향상에 유리한데, 평탄화막 형성에 사용되던 공지의 유기재료는 굴절율이 낮아 양극과 평탄화막 간의 계면 굴절율 차이에 의한 빛 반사가 많아 광추출 효율이 저하되는 문제점이 발생하고 있다. 또한 구조물을 평탄화하기 위해서는 평탄화막의 두께가 두꺼워야 하는데, 평탄화막의 두께가 두꺼우면 빛 흐림(Blurring) 현상이 유발되어 유기발광소자 표시장치의 화질이 저하되는 문제점도 발생하고 있다.
한편 최근 유기발광소자 표시장치의 특성을 높이기 위해 유기발광소자부 상에 양자점 소재(예를 들어, 양자점 컬러필터)를 적용하는 기술개발이 활발히 진행되고 있다. 양자점(quantum dot)은 수 나노크기의 결정구조를 가지는 반도체 물질로써, 빛 에너지를 흡수하여 다른 파장의 빛 에너지로 변환하는 특정분자들의 집합체를 가리킨다. 이러한 양자점은 그 크기에 따라 방출하는 빛의 파장이 다른 특성을 가져, 이를 유기발광소자 표시장치에 적용할 경우, 유기발광소자 표시장치의 특성을 향상시킬 수 있다.
그런데 양자점 소재를 유기발광소자 표시장치에 적용함에 있어, 양자점에서 방출된 빛의 후방 산란에 의해 광손실과 더불어 유기발광소자 표시장치의 수명이 단축되는 문제가 발생하고 있다. 즉, 양자점에서 방출된 빛의 일부가 유기발광소자 표시장치의 전방으로 나아가지 않고 후방으로 산란되는 현상이 일어나, 광손실이 발생하면서 후방으로 산란된 빛이 내부에서 열로 전환되어 유기발광소자 표시장치의 구동 수명을 단축시키고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 유기발광소자부와 양자점 소재 사이에 평탄화막을 도입하여 양자점에서 방출되는 빛의 후방 산란을 방지하고자 하는 시도가 이루어지고 있으나, 평탄화막의 굴절 특성이 좋지 않아 만족할 만한 효과를 얻지 못하고 있다.
이에 평탄화막의 굴절 특성을 높이고 그 두께의 박막화가 가능하면서 전체적인 공정효율(제조효율)을 높일 수 있는 유기재료의 개발이 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 유기발광소자 표시장치에 구비되는 광추출부의 굴절율과 투과율을 높일 수 있으며, 상기 광추출부에 적용되는 평탄화막의 평탄성 및 박막성을 확보하면서 공정효율을 향상시킬 수 있는 광경화성 조성물을 제공하고자 한다.
또한 본 발명은 상기 광경화성 조성물을 이용하여 제조된 유기발광소자 표시장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 금속 산화물 입자; 방향족 고리를 갖는 모노머; 다관능 모노머; 및 광개시제를 포함하는 광경화성 조성물을 제공한다.
상기 금속 산화물 입자의 최대 입경(Dmax)은 150 nm 이하일 수 있다.
상기 금속 산화물 입자는 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화하프늄, 산화니오븀, 산화탄탈륨, 티탄산납, 티탄산바륨, 티탄산비스무트 및 티탄산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 방향족 고리를 갖는 모노머는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R3은 각각 독립적으로, 수소 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
R2 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 직접결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 및 R3 각각의 알킬기, 상기 R2 및 R4 각각의 아릴기 및 헤테로아릴기, 및 상기 L1 및 L2 각각의 알킬렌기 및 아릴렌기는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다.
상기 R2 및 R4는 각각 독립적으로 하기 S-1 내지 S-4로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 다관능 모노머는 2관능 아크릴 모노머 및 3관능 아크릴 모노머로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
이러한 광경화성 조성물은 조성물 100 중량부를 기준으로, 상기 금속 산화물 입자 30 내지 70 중량부; 상기 방향족 고리를 갖는 모노머 20 내지 60 중량부; 상기 다관능 모노머 5 내지 30 중량부; 및 상기 광개시제 1 내지 7 중량부를 포함할 수 있다.
또한 광경화성 조성물은 25 ℃에서 점도가 15 내지 60 cPs이고, 표면장력이 30 내지 40 dyne/cm일 수 있다.
한편 본 발명은, 기판; 광추출부; 및 유기발광소자부를 포함하고, 상기 광추출부는 광산란 구조물 및 상기 광산란 구조물을 덮는 평탄화막을 포함하며, 상기 평탄화막이 상기 광경화성 조성물로 형성된 것인 유기발광소자 표시장치를 제공한다.
다른 한편 본 발명은, 제1 기판; 유기발광소자부; 광추출부; 양자점 컬러필터부; 및 제2 기판을 포함하고, 상기 광추출부는 광산란 패턴 및 상기 광산란 패턴을 덮는 평탄화막을 포함하며, 상기 평탄화막이 상기 광경화성 조성물로 형성된 것인 유기발광소자 표시장치를 제공한다.
상기 평탄화막은 굴절율이 1.60 이상일 수 있다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물은 경화 시 유기발광소자부 내 양극의 굴절율 대비 동등 이상의 굴절율을 나타내면서 높은 투과율을 나타낼 수 있다. 따라서 본 발명에 따른 광경화성 조성물로 유기발광소자 표시장치에 구비되는 광추출부의 평탄화막(평탄층)을 형성할 경우, 광추출부의 굴절율과 투과율을 높일 수 있다.
또한 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 특정 범위의 점도와 표면장력을 나타내어 잉크젯 프린팅 방식으로 광추출부의 평탄화막의 두께를 얇게 제어하면서 용이하게 형성할 수 있다. 또한 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 무용제 타입임에 따라 광추출부의 평탄화막의 형성 시간을 단축시킬 수 있다.
이에 따라 본 발명은 유기발광소자 표시장치의 전체적인 공정효율을 향상시키는 것에 기여하면서 수명이 개선된 유기발광소자 표시장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기발광소자 표시장치의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광소자 표시장치의 구조를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 유기발광소자 표시장치의 구조를 나타낸 개략도이다.
본 발명의 설명 및 청구범위에서 사용된 용어나 단어는, 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
본 발명은 유기발광소자 표시장치에 포함되는 광추출부를 형성하는데 적용되는 광경화성 조성물에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 상기 광추출부에 포함되는 반구 또는 요철 등과 같은 구조물을 평탄하게 덮는 평탄화막을 형성하는데 사용되는 조성물이다. 이러한 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 광추출부의 굴절율 및 투과도를 높이면서 잉크젯 프린팅 방식에 용이하게 적용할 수 있는 것으로, 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물은 금속 산화물 입자. 방향족 고리를 갖는 모노머, 다관능 모노머 및 광개시제를 포함한다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물에 포함되는 금속 산화물 입자는 고굴절 물질로서 광경화성 조성물로 형성된 평탄화막의 굴절율을 높이는 역할을 한다. 이러한 금속 산화물 입자를 이루는 성분은 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 산화지르코늄(ZrO2), 산화티타늄(TiO2), 산화하프늄(HfO2), 산화니오븀(Nb2O5), 산화탄탈륨(Ta2O5), 티탄산납(PbTiO3), 티탄산바륨(BaTiO3), 티탄산비스무트(BiTiO3) 및 티탄산스트론튬(SrTiO3)으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다. 금속 산화물 입자가 상기 성분을 포함함에 따라 평탄화막의 굴절율을 보다 높일 수 있다.
상기 금속 산화물 입자는 통상적으로 공지된 분산제(또는 계면활성제)로 표면처리되어 있을 수 있다. 상기 금속 산화물 입자가 분산제로 표면처리되어 있음에 따라 광중합 조성물의 경화과정에서 금속 산화물 입자 간의 응집이 방지되어 평탄화막의 투과도와 헤이즈(탁도)가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한 잉크젯 프린팅 과정에서 프린터 노즐이 막히는 것도 방지할 수 있다.
상기 금속 산화물 입자의 최대 입경(Dmax)은 150 nm 이하(구체적으로 10nm 내지 150 nm)일 수 있다. 금속 산화물 입자의 최대 입경이 150 nm를 초과할 경우, 잉크젯 프린팅 시 프린터 노즐이 막히거나 광경화성 조성물로 형성된 평탄화막의 굴절율 및 투과율이 저하될 수 있다.
상기 금속 산화물 입자의 함량은 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로 30 내지 70 중량부일 수 있다. 금속 산화물 입자의 함량이 30 중량부 미만일 경우에는 광경화성 조성물로 형성된 평탄화막의 굴절율 및 투과율 향상 효과를 얻기 어려울 수 있고, 70 중량부를 초과할 경우에는 광경화성 조성물의 점도가 높아져서 잉크젯 프린팅 방식에 적용하기 어려울 수 있다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물에 포함되는 방향족 고리를 갖는 모노머는 반응성 희석제로 작용하여 광경화성 조성물의 점도를 낮추면서 광경화성 조성물로 형성된 평탄화막의 강도, 경도 등과 같은 기계적 물성을 높이는 역할을 한다. 이러한 방향족 고리를 갖는 모노머는 분자 구조 내에 방향족 고리(N, O, S 등과 같은 헤테로 원자를 포함 또는 비포함하는 방향족 고리를 의미함)를 포함하는 화합물이라면 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 이와 같이 분자 구조 내 방향족 고리를 갖는 모노머에 의해 본 발명은 굴절율이 높은 평탄화막을 제공할 수 있다.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R3은 각각 독립적으로, 수소 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, R2 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며, L1 및 L2는 각각 독립적으로, 직접결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기로 이루어진 군에서 선택된다.
구체적으로 R1 및 R3은 각각 독립적으로, 수소일 수 있다. 또한, 상기 R2 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다. 또 L1 및 L2는 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌기일 수 있다.
보다 구체적으로 상기 R2 및 R4는 각각 독립적으로, 하기 S-1 내지 S-4로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
한편 상기 화학식 1 및 화학식 2에서 정의된 R1의 알킬기; R3의 알킬기; R2의 아릴기 및 헤테로아릴기; R4의 아릴기 및 헤테로아릴기; L1의 알킬렌기 및 아릴렌기; 및 L2의 알킬렌기 및 아릴렌기는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환될 수 있다.
이러한 방향족 고리를 갖는 모노머는 보다 구체적으로 벤질 아크릴레이트, 바이페닐메틸 아크릴레이트, 페녹시벤질 아크릴레이트, 페녹시에틸 아크릴레이트 및 페닐페녹시에틸 아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 방향족 고리를 갖는 모노머의 함량은 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로 20 내지 60 중량부일 수 있다. 방향족 고리를 갖는 모노머의 함량이 20 중량부 미만일 경우에는 광경화성 조성물의 점도가 높아져 잉크젯 프린팅 방식에 적용하기 어렵거나 평탄화막의 기계적 물성이 저하될 수 있고, 60 중량부를 초과할 경우에는 금속 산화물 입자의 함량이 제한되어 평탄화막의 굴절율 향상 효과를 얻기 어려울 수 있다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물에 포함되는 다관능 모노머는 광경화성 조성물의 경화 속도를 높이고, 광경화성 조성물로 형성된 평탄화막의 기계적 강도를 높이는 역할을 한다. 이러한 다관능 모노머는 분자 구조 내 관능기(예를 들어, 아크릴레이트기)가 둘 이상 존재하는 화합물이라면 특별히 한정되지 않으며, 구체적으로는 2관능 아크릴 모노머 및 3관능 아크릴 모노머로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 다관능 모노머가 2관능 및/또는 3관능 아크릴 모노머임에 따라 광경화성 조성물의 경화 과정에서 부피축소가 일어나는 것이 방지되어 원하는 부위에 평탄화막을 용이하게 형성할 수 있고, 평탄화막의 결합력(접착력)도 확보할 수 있다.
이러한 다관능 모노머는 구체적으로 헥산다이올 다이아크릴레이트, 노난다이올 다이아크릴레이트, 도데칸다이올 다이아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 다이아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 다이아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 다관능 모노머의 함량은 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로 5 내지 30 중량부일 수 있다. 다관능 모노머의 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 광경화성 조성물의 경화속도가 느려지고 평탄화막의 기계적 강도가 저하될 수 있으며, 30 중량부를 초과할 경우에는 기재에 대한 결합력(접착력)이 저하되거나 평탄화막의 유연성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물에 포함되는 광개시제는 경화과정에서 각 모노머 간에 중합반응이 일어나도록 하는 역할을 한다. 이러한 광개시제는 통상적으로 공지된 것이라면 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로 광개시제로는 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 인계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로 광개시제로는 타코마테크놀러지사의 P07, L5, L30; Highactive ss; 또는/및 하기 화학식 3 내지 화학식 7로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다.
[화학식 3]
[화학식 4]
[화학식 5]
[화학식 6]
[화학식 7]
상기 광개시제의 함량은 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 7 중량부일 수 있다. 광개시제의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 각 모노머 간의 중합반응이 원활히 일어나지 않을 수 있고, 7 중량부를 초과할 경우에는 잔량의 광개시제에 의해 평탄화막의 굴절율 및 투과율이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 광경화성 조성물은 그 물성을 높이기 위해 통상적으로 공지된 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제는 구체적으로 열안정제, 산화방지제, 분산안정제, 점도조절제, 소포제 및 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 25 ℃에서 점도가 15 내지 60 cPs(구체적으로 18 내지 35 cPs)이고, 표면장력이 30 내지 40 dyne/㎝(구체적으로 36 내지 40 dyne/㎝)일 수 있다. 점도와 표면장력이 상기 범위 내임에 따라 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 평탄화막 형성 시 주로 사용되는 잉크젯 프링팅 방식에 효율적으로 적용할 수 있다.
한편, 본 발명은 상기에서 설명한 광경화성 조성물을 이용하여 제조한 유기발광소자 표시장치를 제공하는데, 이에 대해 도 1을 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치는 기판(30), 광추출부(20) 및 유기발광소자부(10)를 포함한다.
본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치에 포함되는 기판(30)은 통상적으로 공지된 기판이 사용될 수 있다. 구체적으로 기판(30)으로는 유리기판, 플라스틱기판, 실리콘기판 또는 금속기판 등이 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치에 포함되는 광추출부(20)는 도파모드를 교란시켜 유기발광소자부(10)의 광추출 효율을 높이기 위한 것으로, 광산란을 유도하는 광산란 구조물(21)과 이를 평탄화하면서 보호하는 평탄화막(22)을 포함한다. 상기 광산란 구조물(21)은 통상적으로 공지된 소재 및 방법으로 형성될 수 있다. 또한 상기 평탄화막(22)은 상기에서 설명한 광경화성 조성물로 형성되는 것으로, 이로 인해 비교적 두께가 얇으면서 굴절율이 1.60 이상(구체적으로 1.62 내지 1.70)으로 높은 굴절율을 나타내는 평탄화막(22)이 형성될 수 있다. 이러한 평탄화막(22)은 설비 투자비가 비교적 저렴한 잉크젯 프린팅 방식으로 형성될 수 있으며, 이로 인해 전체적인 공정효율의 향상을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치에 포함되는 유기발광소자부(10)는 유기물질에 의해 발광이 이루어지는 것으로, 음극(11), 양극(12) 및 발광층(13)을 포함한다. 상기 음극(11), 양극(12) 및 발광층(13)은 통상적으로 공지된 소재 및 방법으로 형성될 수 있다.
다른 한편, 본 발명은 상기에서 설명한 광경화성 조성물을 이용하여 제조한 유기발광소자 표시장치(양자점 유기발광소자 표시장치)를 제공하는데, 이에 대해 도 2를 참조하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치는 제1 기판(40'), 유기발광소자부(10'), 광추출부(20'), 양자점 컬러필터부(30') 및 제2 기판(50')을 포함한다.
본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치에 포함되는 제1 기판(40'), 제2 기판(50') 및 유기발광소자부(10')에 대한 설명은 상기에서 설명한 기판(30)과 유기발광소자부(10)에 대한 설명과 동일하므로 생략하도록 한다.
본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치에 포함되는 광추출부(20')는 양자점 컬러필터부(30')에 존재하는 양자점(QD)에서 방출되는 빛이 후방으로 산란되는 것을 방지하여 광추출 효율을 높이기 위한 것으로, 빛을 굴절시키는 광산란 패턴(21')과, 빛을 굴절시키면서 광산란 패턴을 덮는 평탄화막(22')을 포함한다. 상기 광산란 패턴(21')은 통상적으로 공지된 소재 및 방법으로 형성될 수 있다. 또한 상기 평탄화막(22')은 상기에서 설명한 광경화성 조성물로 형성되는 것으로, 이로 인해 비교적 두께가 얇으면서 굴절율이 1.60 이상(구체적으로 1.62 내지 1.70)으로 높은 굴절율을 나타내는 평탄화막(22')이 형성될 수 있다. 이러한 평탄화막(22')은 설비 투자비가 비교적 저렴한 잉크젯 프린팅 방식으로 형성될 수 있으며, 이로 인해 전체적인 공정효율의 향상을 달성할 수 있다.
본 발명에 따른 유기발광소자 표시장치에 포함되는 양자점 컬러필터부(30')는 유기발광소자 표시장치의 특성을 높이기 위한 것으로, 통상적으로 공지된 소재 및 방법으로 형성될 수 있다.
이하, 실시예에 의하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 통상의 기술자에게 있어서 명백한 것이며, 이들 만으로 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
1]
분산제로 표면처리된 산화지르코늄(A-1, 일본촉매社) 50 중량부, 벤질아크릴레이트(B-1, 미원社) 30 중량부, 도데칸다이올 다이메타크릴레이트(C-3, 사토머社) 16 중량부, 광개시제(D-1, 바스프社) 3 중량부 및 광개시제(D-5, 타코마테크놀러지社) 1 중량부를 혼합하여 100 중량부의 무용제 광경화성 조성물을 제조하였다.
[
실시예
2 내지
실시예
7 및
비교예
1]
하기 표 1과 같이 조성을 조절한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 과정으로 무용제 광경화성 조성물을 제조하였다.
| 구분 | 실시예 | 비교예 | ||||||
| 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 1 | ||
| 금속 산화물 입자 |
A-1 | 60 | - | - | - | 40 | 25 | - |
| A-2 | - | 45 | - | - | - | 15 | - | |
| A-3 | - | - | 50 | - | 10 | - | - | |
| A-4 | - | - | - | 50 | - | 10 | - | |
| 방향족 고리를 갖는 모노머 |
B-1 | 25 | 15 | 20 | - | 25 | 10 | - |
| B-2 | - | - | 5 | - | - | 10 | - | |
| B-3 | - | - | - | 10 | - | - | - | |
| B-4 | - | - | - | 10 | - | - | - | |
| B-5 | - | 15 | - | - | 10 | - | 25 | |
| 다관능 모노머 |
C-1 | - | - | 10 | - | - | - | - |
| C-2 | - | 10 | - | 12 | - | 20 | 20 | |
| C-3 | - | - | 12 | - | - | - | 35 | |
| C-4 | - | - | - | 15 | - | - | - | |
| C-5 | - | 12 | - | - | - | 7 | 10 | |
| C-6 | 12 | - | - | - | - | - | 7 | |
| C-7 | - | - | - | - | 12 | - | - | |
| 광개시제 | D-1 | - | 2 | - | 2 | - | 2 | 3 |
| D-2 | 2 | - | - | - | 2 | - | - | |
| D-3 | - | - | 2 | - | - | - | - | |
| D-4 | - | 1 | - | 1 | - | 1 | - | |
| D-5 | 1 | - | 1 | - | 1 | - | - | |
| 총합(중량부) | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | |
| A-1: 산화지르코늄(일본촉매) A-2: 산화티타늄(사카타잉크) A-3: 티탄산바륨 (사카타잉크) A-4: 티탄산스트론튬 (다이니치) B-1: 벤질 아크릴레이트(미원) B-2: 바이페닐메틸 아크릴레이트(미원) B-3: 페녹시벤질 아크릴레이트(미원) B-4: 페녹시에틸 아크릴레이트(오사카유기) B-5: 페닐페녹시에틸 아크릴레이트(신나카무라) C-1: 헥산다이올 다이아크릴레이트(n=6, 오사카유기) C-2: 노난다이올 다이아크릴레이트(n=9, 오사카유기) C-3: 도데칸다이올 다이메타크릴레이트(n=12, 사토머) C-4: 트리프로필렌글리콜 다이아크릴레이트(n=2, 미원) C-5: 트리에틸렌글리콜 다이아크릴레이트(n=2, 미원) C-6: 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(미원) C-7: 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트(미원) D-1: Darocur TPO(바스프) D-2: Irgacure 819(바스프) D-3: Irgacure 907(바스프) D-4: Irgacure oxe1(바스프) D-5: P07(타코마테크놀러지) |
||||||||
[
실험예
]
실시예 및 비교예에서 각각 제조된 광경화성 조성물의 물성을 하기와 같은 방법으로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
1. 점도: 25℃에서 캐논사의 150 사이즈 점도계로 광경화성 조성물의 점도를 측정하였다.
2. 표면장력: 25℃에서 드누이 표면장력계로 광경화성 조성물의 표면장력을 측정하였다.
3. 굴절율: 633nm 파장에서 새론사의 프리즘커플러 SPA-4000로 광경화성 조성물이 경화된 막의 굴절율을 측정하였다.
4. 평탄도: 포토리쏘그래피 공정과 건식 식각 공정을 거쳐 4인치 실리콘 웨이퍼에 폭 10㎛, 높이 2.5㎛의 정사각기둥 구조물들이 10㎛ 간격으로 배열된 요철 구조를 만들었다. 3DHST사의 IJMS-001 잉크젯 프린터를 사용하여 광경화성 조성물을 요철 구조가 만들어진 실리콘 웨이퍼에 3㎛ 두께로 도포한 후 고압수은램프로 광경화시켜 평탄화막을 형성하였다. 이후 브루커사의 Dektak 단차측정기로 형성된 평탄화막의 단차를 측정하여 평탄도를 평가하였다.
5. 광경화율: 광경화성 조성물에 대하여 브루커사의 FT-IR(ALPHA 모델)로 1635cm-1 부근 및 1720cm-1 부근에서의 흡수 피크 면적을 측정하여 광경화율을 평가하였다. 구체적으로, 유리 기판 위에 광경화성 조성물을 스핀 코터로 도포하고 395nm LED 램프로 1500mJ/cm2을 조사하여 경화시켰다. 경화된 막에 대하여 FT-IR을 사용하여 1635cm-1 부근 및 1720cm-1 부근에서의 흡수 피크 면적을 측정하고 하기 수학식에 따라 광경화율을 계산하였다.
[수학식]
광경화율(%) = (1-(A/B)) * 100
A = 경화된 막의 1720cm-1 피크면적 대비 1635cm-1 피크면적의 비율
B = 광경화성 조성물의 1720cm-1 피크면적 대비 1635cm-1 피크면적의 비율
| 구분 | 실시예 | 비교예 | ||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 1 | |
| 점도 (cPs) |
31 | 19 | 24 | 26 | 28 | 27 | 26 | 15 |
| 표면장력 (dyne/cm) | 39 | 35 | 37 | 36 | 39 | 38 | 40 | 35 |
| 굴절율 | 1.69 | 1.62 | 1.66 | 1.63 | 1.65 | 1.65 | 1.64 | 1.50 |
| 평탄도(Å) | 1680 | 1650 | 1460 | 1520 | 1570 | 1550 | 1400 | 2620 |
| 광경화율 (%) |
96 | 96 | 97 | 95 | 97 | 96 | 97 | 96 |
상기 표 2와 같이 본 발명에 따른 광경화성 조성물인 실시예 1 내지 7은 굴절율이 1.60 이상으로 높고, 평탄도가 우수한 것을 확인할 수 있었다. 덧붙여 점도와 표면장력이 잉크젯 프린팅 방식에 적용하기에 적합한 수치를 나타내어 설비가 저렴한 잉크젯 프린팅 공정에 적용할 수 있다. 또한 희석 용제가 혼합되지 않은 무용제 타입이기 때문에 별도의 건조 공정이 필요 없어 공정시간을 단축할 수 있다.
이에 따라 본 발명에 따른 광경화성 조성물은 굴절율과 투과도가 우수하면서 고화질(화질 흐림 현상 개선)을 나타낼 수 있는 유기발광소자 표시장치를 경제적으로 제공하는 것에 기여할 수 있다.
10, 10': 유기발광소자부
11, 11': 음극, 12, 12': 양극, 13, 13': 발광층
20, 20': 광추출부
21: 광산란 구조물, 21': 광산란 패턴, 22, 22': 평탄화막
30: 기판
40': 제1 기판
50': 제2 기판
11, 11': 음극, 12, 12': 양극, 13, 13': 발광층
20, 20': 광추출부
21: 광산란 구조물, 21': 광산란 패턴, 22, 22': 평탄화막
30: 기판
40': 제1 기판
50': 제2 기판
Claims (12)
- 금속 산화물 입자; 방향족 고리를 갖는 모노머; 다관능 모노머; 및 광개시제를 포함하는 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물에 있어서,
상기 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로,
상기 금속 산화물 입자 30 내지 70 중량부;
상기 방향족 고리를 갖는 모노머 20 내지 60 중량부;
상기 다관능 모노머 5 내지 30 중량부; 및
상기 광개시제 1 내지 7 중량부를 포함하며,
상기 다관능 모노머는 헥산다이올 다이아크릴레이트, 노난다이올 다이아크릴레이트, 도데칸다이올 다이아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 다이아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 다이아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 및 펜타에리쓰리톨 트리아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이며,
25 ℃에서 점도가 15 내지 60 cPs이고, 표면장력이 30 내지 40 dyne/cm인 것인 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자의 최대 입경(Dmax)이 150 nm 이하인 것인 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 금속 산화물 입자가 산화지르코늄, 산화티타늄, 산화하프늄, 산화니오븀, 산화탄탈륨, 티탄산납, 티탄산바륨, 티탄산비스무트 및 티탄산스트론튬으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것인 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물. - 제1항에 있어서,
상기 방향족 고리를 갖는 모노머가 하기 화학식 1 및 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것인 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물.
[화학식 1]
[화학식 2]
상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R1 및 R3은 각각 독립적으로, 수소 및 탄소수 1 내지 10의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
R2 및 R4는 각각 독립적으로, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 및 탄소수 2 내지 20의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되며,
L1 및 L2는 각각 독립적으로, 직접결합, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R1 및 R3 각각의 알킬기, 상기 R2 및 R4 각각의 아릴기 및 헤테로아릴기, 및 상기 L1 및 L2 각각의 알킬렌기 및 아릴렌기는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬옥시기 및 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 치환기로 치환 또는 비치환된다. - 제4항에 있어서,
상기 R2 및 R4는 각각 독립적으로 하기 S-1 내지 S-4로 표시되는 구조로 이루어진 군에서 선택되는 것인 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 기판; 광추출부; 및 유기발광소자부를 포함하고,
상기 광추출부는 광산란 구조물 및 상기 광산란 구조물을 덮는 평탄화막을 포함하며,
상기 평탄화막이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물로 형성된 것인 유기발광소자 표시장치. - 제9항에 있어서,
상기 평탄화막의 굴절율이 1.60 이상인 것인 유기발광소자 표시장치. - 제1 기판; 유기발광소자부; 광추출부; 양자점 컬러필터부; 및 제2 기판을 포함하고,
상기 광추출부는 광산란 패턴 및 상기 광산란 패턴을 덮는 평탄화막을 포함하며,
상기 평탄화막이 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 유기발광소자 표시장치 평탄화막용 광경화성 조성물로 형성된 것인 유기발광소자 표시장치. - 제11항에 있어서,
상기 평탄화막의 굴절율이 1.60 이상인 것인 유기발광소자 표시장치.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| KR1020210087433A KR102700553B1 (ko) | 2021-07-02 | 2021-07-02 | 고굴절 특성을 갖는 광경화성 조성물 및 이를 이용하여 제조된 유기발광소자 표시장치 |
| TW111122328A TWI855336B (zh) | 2021-07-02 | 2022-06-16 | 具高折射性質的光固化組合物及使用其的有機發光二極體顯示器 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR101855987B1 (ko) * | 2016-08-09 | 2018-05-10 | 주식회사 케이씨텍 | 금속산화물 유기 나노분산액, 필름 및 이를 포함하는 디스플레이용 광학부재 |
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-
2021
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