KR101401733B1 - 플라스틱 기판 및 이를 포함하는 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라스틱 필름, 전기전도성 금속막 및 탄소나노튜브가 분산된 수지층을 포함하는 플라스틱 기판을 제공하는바, 이는 플라스틱 필름 상에 전기전도성을 갖는 금속 박막을 형성하고, 여기에 탄소나노튜브가 분산된 수지층을 형성함으로써 광투과성을 저해하지 않으면서 전기전도성을 향상시킴으로써 투과형 전자 종이 표시소자 및 디스플레이 장치의 하부기판으로 유용하다.

Description

플라스틱 기판 및 이를 포함하는 소자{Plastic substrate and element containing the same}
본 발명은 플라스틱 기판 및 이를 포함하는 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전자 종이 표시소자 및 디스플레이 장치용 플라스틱 기판 및 투명전극에 관한 것이다.
전자 종이 표시소자 및 액정 표시 장치 뿐만 아니라, 대부분의 액정 표시 장치는 종래에는 상, 하부 기판으로 유리 기판을 사용하여 왔으며, 경량화를 구현하기 위하여 상하 유리기판의 두께가 점차 감소되고 있다. 그러나 현재에는 기판의 두께가 한계에 다다르고 있음에도 불구하고 만족할 만큼의 경량을 얻기 어려워 기판의 소재를 바꾸고자 연구노력하고 있으며, 이의 일환으로 유리 기판 대신 유리보다 경량인 플라스틱 기판을 사용하는 기술이 제안되었다.
그러나 플라스틱 기판은 어레이 패턴 형성 공정, 컬러 필터 형성 공정 등을 진행할 때 열적, 화학적, 기계적 손상을 많이 입어 액정 표시 장치의 화질 특성을 저하시킬 수 있다.
통상 플라스틱 기판을 포함하는 액정표시소자의 일예를 도 1의 (a)로 간략히 도시하였는바, 구체적으로는 플라스틱으로 형성된 상부 및 하부기판(1)과; 상기 상부 및 하부기판 상에 소자의 구동 전압을 인가하고 투명전극으로 형성된 상부 및 하부 전극(11)과; 상기 상부 및 하부기판 간격을 일정하게 유지하고, 이층 구조로 형성된 격벽(140)과; 상기 격벽 입자에 의해 형성된 셀에 주입된 대전입자 또는 액정층(150)을 포함할 수 있다. 이때 상부기판으로 사용되는 플라스틱 절연기판의 외측면에 형성되는 편광판 및 하부 기판 외측면에 형성되는 반사판 및 투과형 기판을 포함할 수 있고, 상부 플라스틱 절연 기판에는 단위 화소를 한정하도록 블랙 매트릭스가 형성될 수 있고, 블랙 매트릭스로 둘러싸인 공간에는 컬러 필터가 구비될 수 있다. 한편, 하부 기판에는 단위 화소별로 스위칭 소자와 화소 전극이 구비될 수 있다.
또 다른 평판 디스플레이 장치의 일예로 유기 EL 소자의 단면도를 도 1의 (b) 내지 (c)로 도시하였는바, 이 또한 기판(1) 상에 투명전극(110) 또는 반사형 전극(113)이 형성된 구조를 갖는다.
플라스틱 기판을 도입함에 따라 소자의 두께가 얇아지고 경량화되기는 하였으나, 최종 적용 제품의 화질 특성 저하를 억제하면서도 보다 여러 기능들을 집적화하여 소자의 두께를 얇게 하고 경량화하고자 하는 노력이 여전히 요구되고 있다.
본 발명은 전기전도성을 향상시키고 자체적으로 보조전극 역할을 수행할 수 있는 플라스틱 기판을 제공하고자 한다.
본 발명은 전기전도성을 향상시키고 자체적으로 보조전극 역할을 수행할 수 있으면서도 후면으로부터 입사되는 광의 투과도를 저해하지 않는 플라스틱 기판을 제공하고자 한다.
본 발명은 금속막을 포함하면서도 밴딩시 균열이 발생되지 않는 플라스틱 기판을 제공하고자 한다.
본 발명은 전극을 외부로부터 보호하면서도 전기전도성이 보다 향상된 투명전극 필름을 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상기와 같은 플라스틱 기판을 하부 기판으로 포함하여 경량화된 투과형 전자 종이 소자를 제공하고자 한다.
본 발명은 또한 상기와 같은 플라스틱 기판을 하부 기판으로 포함하여 경량화된 디스플레이 장치 소자를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 구현예에서는 플라스틱 필름; 전기전도성 금속막; 및 전도성 물질이 분산된 수지층을 포함하는 플라스틱 기판을 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 플라스틱 필름은 폴리이미드계 필름일 수 있다.
좋기로는 플라스틱 필름은 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 열기계분석법에 의해 50 내지 250℃ 범위에서 측정한 평균 선팽창계수(CTE)가 50.0ppm/℃이하이고 황색도가 15 이하인 폴리이미드 필름일 수 있으며, 또한 플라스틱 필름은 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 UV 분광광도계로 색좌표를 측정하였을 때 L값이 90이상이고, a값이 5이하이며, b값이 5이하인 폴리이미드 필름일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전도성 물질은 탄소나노튜브 또는 ITO 분말일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전기전도성 금속막은 마그네슘, 바륨, 금, 알루미늄, 티타늄, 은, 백금, 탄탈륨 및 팔라듐 중에서 선택된 단독, 이들의 합금 또는 산화물, ITO 또는 IZO 로 이루어진 막일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전기전도성 금속막은 ITO로 이루어진 막일 수 있다. 또한 전기전도성 금속막은 마그네슘, 바륨 및 금 중에서 선택된 금속 또는 이들의 산화물로 이루어진 막일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전기전도성 금속막은 두께가 1 내지 300nm일 수 있다. 좋기로는 전기전도성 금속막은 두께가 1 내지 100nm일 수 있다. 특정의 일예에서 전기전도성 금속막은 두께가 1 내지 50nm일 수 있다.
부가적인 본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전기전도성 금속막은 가스 또는 수분 차단막일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서 전도성 물질이 분산된 수지층은 전도성 물질이 분산된 폴리이미드 바니쉬로부터 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서 전도성 물질이 분산된 수지층은 폴리이미드 수지 고형분 함량 100중량부에 대해 0.001 내지 1 중량부의 탄소나노튜브를 함유하는 바니쉬로부터 형성되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전도성 물질이 분산된 수지층은 폴리이미드 수지 고형분 함량 100중량부에 대해 2 내지 100 중량부의 ITO 분말을 함유하는 바니쉬로부터 형성되는 것일 수 있다. 이때 ITO 분말은 산화인듐 80 내지 95중량%와 산화주석 5 내지 20중량부를 함유하는 것일 수 있다. 이때 전도성 물질이 분산된 수지층은 두께가 10nm 내지 25um인 것일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판에 있어서, 전도성 물질이 분산된 수지층 상부 또는 하부 면에 형성되는 금속 산화막층을 포함할 수 있다. 이때 금속 산화막층은 AgO로 이루어진 층일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 플라스틱 필름의 적어도 일면에 형성되는 내화학층을 포함할 수 있다. 이때 내화학층은 아크릴레이트계, 에폭시계 및 폴리이미드계 수지 중에서 선택된 적어도 1종의 수지층일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 전기전도성 금속막 상에 형성되는 평탄화층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 플라스틱 필름의 하부에 형성되는 무기물층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 전기전도성 금속막의 하 부에 형성되는 무기물층을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명 구현예들에 의한 플라스틱 기판은 투과형 전자 종이 및 디스플레이 장치의 하부 기판일 수 있다.
본 발명 구현예들에 의한 플라스틱 기판은 바람직하기로는 500nm 파장의 광투과도가 50% 이상일 수 있다.
바람직한 본 발명 구현예들에 의한 플라스틱 기판은 표면저항이 2.5× 106Ω/sq. 이하 일 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에서는 플라스틱 필름; 상기 기판 상에 형성되며 소정의 패턴으로 된 ITO 또는 IZO 박막; 및 상기 ITO 또는 IZO 박막 상에 형성되는, 전도성 물질이 분산된 수지층을 포함하는 투명전극 필름을 제공한다.
바람직한 일 구현예에 의한 투명전극 필름은 500nm 파장의 광투과도가 50% 이상일 수 있다. 바람직한 일 구현예에 의한 투명전극 필름은 또한 표면저항이 700Ω/sq. 이하인 것일 수 있다.
본 발명의 예시적인 구현예에 의하면 플라스틱 필름, 전기전도성 금속막, 및 전도성 물질이 분산된 수지층을 포함하는 플라스틱 기판을 하부 기판으로 포함하는 투과형 전자 종이 소자를 제공한다.
본 발명의 예시적인 구현예에 의하면 플라스틱 필름, 전기전도성 금속막, 및 전도성 물질이 분산된 수지층을 포함하는 플라스틱 기판을 하부 기판으로 포함하는 디스플레이 장치 소자를 제공한다.
본 발명에 따른 플라스틱 기판은 전기전도성이 향상되고 또한 투과도의 저해가 없고 금속막으로 인한 필름의 균열 발생 등이 없는 기판으로, 이는 전자 종이 표시소자 및 액정표시장치 등에 있어서 하부 기판으로 유용하며, 이를 하부 기판으로 포함함에 따라 해당 표시소자의 경량화를 가능케 할 수 있다.
이하 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 전자 종이 표시소자 및 디스플레이 장치 등에 이용되는 플라스틱 기판에 관한 것으로, 특히 투과형 전자 종이 표시소자 및 디스플레이 장치 등에 있어서 투과기능 및 전극기능을 수행할 수 있는 플라스틱 기판에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라스틱 기판의 일예를 도 2로 도시하였는바, 이를 참조하면 플라스틱 필름(100); 상기 플라스틱 필름 상에 배치되며 전도성 기능을 갖는 금속막(110), 금속막의 표면 상에 형성되는 전도성 물질이 분산된 수지층(120)을 포함한다.
플라스틱 필름(100) 상에 직접 증착을 통해 금속막을 형성하는 경우 또는 필름 상에 박막 트랜지스터(TFT)를 올리는 공정(TFT ARRAY)을 수행하는 경우 등의 후속 공정에 있어서, 필름은 열이나 습도의 영향으로 신축을 일으킬 수 있다. 이에 따라 후속 공정 조건이 제한되거나, 후속 층이나 부재와의 얼라인먼트(Allignment) 가 맞지 않거나, 또는 필름이 수평(평탄화)성을 유지하지 못해서 휨 현상이 발생할 수 있으므로, 플라스틱 기판을 구성하는 플라스틱 필름(100)은 유리전이온도가 250℃ 이상이고 선팽창계수가 작을수록 유리하며, 구체적으로는 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 열기계분석법(Thermomechanical Analyzer)에 의해 50 내지 250℃ 범위에서 측정한 평균 선팽창계수(CTE)가 50.0ppm/℃이하, 좋기로는 35.0ppm/℃ 이하인 고내열성 필름인 것이 유리할 수 있다. 이의 일예로는 폴리이미드 필름을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한 투과성 측면에서 무색투명한 플라스틱 필름, 구체적으로는 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 황색도가 15 이하인 폴리이미드 필름이 바람직할 수 있다. 또한 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 UV 분광광도계로 투과도를 측정하였을 때 380 내지 780nm에서의 평균 투과도가 85% 이상인 폴리이미드 필름을 플라스틱 필름으로 이용할 수 있다. 이와 같은 투과성을 만족하는 경우 투과형 전자 종이 및 액정표시장치용의 플라스틱 기재로 사용가능하다. 더욱이 플라스틱 필름은 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 UV 분광광도계로 투과도를 측정하였을 때 550nm에서 투과도가 88% 이상, 420nm에서 투과도가 70% 이상인 폴리이미드 필름일 수 있다.
또한 투명성을 향상시켜 투과성을 높이는 측면에서 폴리이미드 필름은 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 UV 분광광도계로 색좌표를 측정하였을 때 L값이 90이상이고, a값이 5이하이며, b값이 5이하인 폴리이미드 필름일 수 있다.
이와 같은 폴리이미드 필름은 방향족 디안하이드라이드와 디아민을 중합하여 폴리아믹산을 얻은 다음, 이를 이미드화하여 얻을 수 있는바, 이때 방향족 디안하 이드라이드의 예로는 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드(6-FDA), 4-(2,5-디옥소테트라하이드로푸란-3-일)-1,2,3,4-테트라하이드로나프탈렌-1,2-디카르복실릭 안하이드라이드(TDA), 4,4′-(4,4′-이소프로필리덴디페녹시)비스(프탈릭안하이드라이드)(HBDA), 피로멜리틱 디안하이드라이드(PMDA), 비페닐테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BPDA) 및 옥시디프탈릭 디안하이드라이드(ODPA) 중 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
방향족 디아민의 예로는, 2,2-비스[4-(4-아미노페녹시)-페닐]프로판(6HMDA), 2,2′-비스(트리프루오로메틸)-4,4′-디아미노비페닐(2,2′-TFDB), 3,3′-비스(트리프루오로메틸)-4,4′-디아미노비페닐(3,3′-TFDB), 4,4′-비스(3-아미노페녹시)디페닐설폰(DBSDA), 비스(3-아미노페닐)설폰(3DDS), 비스(4-아미노페닐)설폰(4DDS), 1,3-비스(3-아미노페녹시)벤젠(APB-133), 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠(APB-134), 2,2′-비스[3(3-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판(3-BDAF), 2,2′-비스[4(4-아미노페녹시)페닐]헥사플루오로프로판(4-BDAF), 2,2′-비스(3-아미노페닐)헥사플루오로프로판(3,3′-6F), 2,2′-비스(4-아미노페닐)헥사플루오로프로판(4,4′-6F) 및 옥시디아닐린(ODA) 중 선택된 1종 이상을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이와 같은 단량체를 이용하여 폴리이미드 필름을 제조하는 방법에 있어서 각별히 한정이 있는 것은 아니며, 그 일예로는 방향족 디아민과 방향족 디안하이드라이드를 제1용매 하에서 중합하여 폴리아믹산 용액을 수득하고, 수득된 폴리아믹산 용액을 이미드화한 후, 이미드화한 용액을 제2용매에 투입하고 여과 및 건조하 여 폴리이미드 수지의 고형분을 수득하고, 수득된 폴리이미드 수지 고형분을 제1용매에 용해시킨 폴리이미드 용액을 제막공정을 통하여 필름화할 수 있다. 이때, 제2용매는 제1용매보다 극성이 낮은 것일 수 있으며, 구체적으로 제1용매는 m-크로졸, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), 디메틸포름아미드(DMF), 디메틸아세트아미드(DMAc), 디메틸설폭사이드(DMSO), 아세톤, 디에틸아세테이트 중 선택된 1종 이상이고, 제2용매는 물, 알코올류, 에테르류 및 케톤류 중 선택된 1종 이상일 수 있다.
한편 플라스틱 필름 상에 금속막을 형성시킴에 있어서 균일한 두께의 금속막을 형성시키기 위해서는 플라스틱 필름의 표면 평활도는 2㎛ 이하, 좋기로는 0.001 내지 0.04㎛인 것일 수 있다.
이와 같은 플라스틱 필름 상에 전도성을 갖는 금속막(110, 이하, "전도성 금속막"이라 한다.)을 형성하는 바, 투과성을 고려할 때는 전도성 금속막의 두께는 1 내지 300nm인 것이 투과도 등의 광학 특성의 저하를 억제하는데 유리하며, 특히 전도성 금속막의 두께가 1 내지 100nm인 것이 금속막으로 인한 투과도 등의 광학 특성의 저하가 없으면서 플라스틱 필름 기판의 선팽창계수를 낮추는데 유리하다. 전도성 금속막의 두께가 이보다 두꺼워지면 전도성은 증가하나 플라스틱 필름의 밴딩시 균열이 발생할 우려가 있다.
이때 전도성 금속막으로는 마그네슘, 바륨, 금, 알루미늄, 티타늄, 은, 백금, 탄탈륨 및 팔라듐 중에서 선택된 단독, 이들의 합금 또는 산화물이나 ITO(Indium-Tin-Oxide) 또는 IZO(Indium-Zinc-Oxide)로 이루어진 막을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 금속 또는 금속의 합금인 경우 금속 산화물인 경 우에 비하여 두께에 의한 투과도의 영향이 클 수 있으므로, 금속 또는 금속의 합금일 경우 바람직한 금속막의 두께는 1 내지 50nm일 수 있다.
이와 같은 전도성 금속막을 포함하는 경우 투과도를 저해하지 않으면서 전기전도성을 향상시키고 나아가서는 전도성 금속막이 전극으로서의 기능을 할 수 있다. 특히 이러한 점에서 전도성 금속막은 ITO 또는 IZO 박막일 수 있다.
이와 같은 전도성 금속막은 전기전도성 측면에서도 유리하며, 아울러 가스 차단성 및/또는 수분 차단성을 발현하여 플라스틱 필름이 가스나 수분에 의해 변형되는 것을 억제하는 기능도 수행할 수 있다.
플라스틱 필름 상에 전도성 금속막의 형성은 스퍼터링, 이온증착, 전기도금 또는 화학증착 방식 등을 이용할 수 있으며, 이에 각별히 한정이 있는 것은 아니다.
본 발명의 일 구현예에 따르면 플라스틱 필름으로 고내열성 필름을 사용하므로, 기존의 플라스틱 기재에 비해 전도성 금속막의 형성 공정 조건이 거의 제한되지 않는다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 이러한 전도성 금속막(110) 상에 전도성 물질이 분산된 수지층(120), 구체적으로는 탄소나노튜브 또는 ITO 분말이 분산된 수지층을 더 형성하는바, 탄소나노튜브 또는 ITO 분말이 분산된 수지층은 전도성을 보다 향상시키고 추가적인 전극층으로도 기능할 수 있다. 탄소나노튜브 또는 ITO 분말이 분산된 수지층은 탄소나노튜브 또는 ITO 분말을 포함하는 투명 바니쉬를 도포하여 얻어지는 층일 수 있으며, 투명 폴리이미드 바니쉬에 탄소나노 튜브 또는 ITO 분말을 분산시켜 도포함으로써 형성된 층일 수 있다.
이때 디스플레이용 전극필름의 표면 저항 및 광투과도 측면에서 폴리이미드 바니쉬 중의 탄소나노튜브는 바니쉬 중의 수지 고형분 함량 100중량부에 대하여 0.001 내지 1중량부로 포함될 수 있다.
한편 탄소나노튜브는 그 종류에 한정이 있는 것은 아니며, 단일벽 탄소나노튜브(SWCNT), 이중벽 탄소나노튜브(DWCNT), 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT) 및 탄소나노튜브 표면이 화학적 또는 물리적 처리를 통해 개질된 개질-탄소나노튜브 등일 수 있다.
또한 바니쉬 중에서 탄소나노튜브의 분산방법은 특별히 제한이 있는 것은 아니며, 일예로 초음파 분산, 3본롤 분산, 호모게나이저 또는 Kneader, Mill-Blender, 볼밀 등의 물리적 분산과 화학적 처리를 통해 바니쉬의 단량체와의 화학 결합 등으로 바니쉬 내에 탄소나노튜브를 분산할 수 있으며, 이때 CNT의 투입은 바니쉬의 중합시 In-situ로 하거나 바니쉬의 중합 후 Blending의 방법으로 진행 할 수 있으며, CNT의 적절한 분상을 위해 분산제나 유화제 등의 첨가물 등을 사용하는 방법 등을 들 수 있다.
탄소나노튜브가 분산된 수치층의 형성은 스핀 코팅법, 닥터 블레이드(doctor blade) 등의 캐스팅법 등을 이용할 수 있으며, 이에 한정이 있는 것은 아니다.
특히 금속 박막을 통해 투과도에 저해를 받지 않은 광이 탄소나노튜브가 갖는 특유의 구조로 인해 투과성에 각별한 저해를 받지 않으면서 전도성을 향상시킬 수 있는 점에서, 탄소나노튜브가 분산된 수지층을 금속막 상에 형성하는 것이 바람 직하다.
탄소나노튜브와 함께 또는 이를 대신하여 ITO 분말을 사용할 경우 그 함량은 바니쉬 중의 수지 고형분 함량 100중량부에 대해 2 내지 100중량부일 수 있다.
ITO 분말을 첨가할 경우의 전기적 특성은 인듐-주석 혼합 산화물의 함량에 따라서도 조절이 가능하며, 인듐-주석 혼합 산화물 자체에서 산화인듐과 산화주석의 함량을 조절함으로서도 조절이 가능하다. 인듐-주석 혼합 산화물(ITO)은 바람직하게는 산화인듐(In2O3) 80~95중량%와 산화주석(SnO2) 5~20 중량%를 함유하는 것일 수 있다. 인듐-주석 혼합 산화물은 분말 형태일 수 있으며, 그 크기는 사용되는 물질 및 반응 조건에 따르는데, 평균 최소 직경이 30~70㎚, 평균 최대 직경이 60~120㎚인 것이 바람직하다.
인듐-주석 혼합 산화물을 포함하는 바니쉬의 제조방법은 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 인듐-주석 혼합 산화물을 폴리아믹산 용액에 분산시킬 수 있으며, 폴리아믹산 고형분 함량 100중량부에 대하여 인듐-주석 혼합 산화물(ITO) 2~100중량부되도록 포함하는 것이 전도성의 발현이나 필름의 연성을 유지할 수 있는 측면에서 유리할 수 있다.
인듐-주석 혼합 산화물을 폴리아믹산 용액 중에 첨가하는 방법은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면, 중합 전 또는 중합 중의 폴리아믹산 용액에 첨가하는 방법, 폴리아믹산 중합 완료 후 인듐-주석 혼합 산화물을 혼련하는 방법, 인듐-주석 혼합 산화물을 포함하는 분산액을 준비하여 이것을 폴리아믹산 용액에 혼합하는 방법 등을 들 수 있다. 이 때, 인듐-주석 혼합 산화물의 분산성은 분산용액의 산-염기성 및 점도 등에 영향을 받으며, 분산성에 따라 전도성 및 가시광선의 투과도의 균일성에 영향을 주기 때문에 분산 공정을 충분히 수행해야한다. 바람직한 분산 방법으로는 3본롤, 초음파 분산기, 호모게나이저(Homogenizer) 또는 볼밀 등이 있다.
이와 같이 CNT 또는 ITO 분말이 분산된 수지층을 형성함에 있어서 두께가 10nm 내지 25um인 것이 디스플레이의 투과도 등의 광학 특성의 저하를 억제하는 측면에서 유리할 수 있다.
이와 같이 기판이 플라스틱으로 형성되면서 투과판 및 투명전극 기판의 역할을 수행할 수 있게 되므로, 액정 표시장치가 경량화 될 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 전도성 물질이 분산된 수지층(120)의 상부 또는 하부에 산화막을 형성하는 것도 가능할 수 있는데, 산화막은 투과도를 향상시키고 또한 가스 및 수분을 차단하는 배리어층으로서도 기능할 수 있다. 구체적인 일예로 산화막은 산화은(AgO)으로 이루어진 막일 수 있다. 이를 도시하여 도 3 내지 도 4로 나타내었다. 도 3은 전도성 물질이 분산된 수지층(120)의 상부에 산화막(111)을 형성한 플라스틱 기판의 일예를 도시한 것이고, 도 4는 전도성 물질이 분산된 수지층(120)의 하부에 산화막(111)을 형성한 플라스틱 기판의 일예를 도시한 것이다.
산화막(111)을 형성하는 경우 그 두께는 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 수지층과의 접착성, 산화막의 두께 균일도 및 기판의 밴딩시 균열의 방지를 위한 측면에서 10nm 내지 300nm 정도인 것이 유리할 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 기판 및 전극으로의 용제 침투를 방지하기 위한 층을 더 포함할 수 있다. 본 발명에서는 이와 같은 층을 내화학층으로 명명한다.
내화학층을 형성한 플라스틱 기판의 일예를 도 5 내지 도 8로 도시하는바, 도 5 및 도 8의 경우는 플라스틱 필름(100)의 하부에 내화학층(102)을 형성한 일예를 도시한 것이고, 도 6은 플라스틱 필름(100)의 상부 및 하부에 내화학층(102)을 형성한 일예를 도시한 것이며, 도 7은 플라스틱 필름(100)의 상부에만 내화학층(102)을 형성한 일예를 도시한 것이다.
내화학층(102) 형성에 사용되는 조성으로는 투명성을 저해하지 않으면서 디스플레이 제조 공정상에서 세정 및 유기 용제에 대한 불용성 및 기재 필름과의 접착성이 양호한 조건을 만족하는 조성이면 각별히 한정이 있는 것은 아니며, 구체적인 일예로는 아크릴레이트계 수지, 에폭시계 수지 및 폴리이미드계 수지 중에서 선택된 1종 이상의 수지를 포함하는 층일 수 있다.
플라스틱 필름(100)의 하부에 내화학층(102)을 형성하는 것은 플라스틱 필름 외부로부터의 용제 침투를 방지할 수 있으며, 플라스틱 필름(100)의 상부에 내화학층(120)을 형성하는 것은 용제 침부방지의 기능 뿐만 아니라 플라스틱 필름(100) 상에 전기전도성 금속막(110)의 형성을 도울 수 있다.
내화학층(102)의 형성방법은 각별히 한정이 있는 것은 아니나, 일예로 스핀 코팅, 캐스팅, 롤코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
내화학층(102)의 두께는 한정되는 것은 아니나, 10nm 내지 500nm 정도인 것이 두계 균일도 및 투과도 등의 광학 특성을 저해하지 않는 측면에서 유리할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 전도성 금속막(110)을 형성한 후 평탄화층을 더 형성할 수 있으며, 그 일예를 도 8에 도시하였다. 평탄화층(103)은 자칫 불균일하게 형성될 수 있는 전도성 금속막(110)을 평탄화하는 기능을 수행하여, 후속적으로 전도성 물질이 분산된 수지층(120)의 형성을 용이하게 하고 플라스틱 기판의 휨 발생을 방지할 수 있는 측면에서 유리할 수 있다.
평탄화층(103)의 두께는 전도성 금속막(110)으로 인해 불균일해진 면을 평탄화할 수 있는 정도면 충분하며 그 한정이 있는 것은 아니나, 금속막 층과의 접착력 및 유기 발광층의 증착 용이성 측면을 고려하여 10nm 내지 500nm 정도일 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 무기물층을 구비할 수 있다. 플라스틱 기판은 플라스틱 필름(100)을 기판으로 하는 것이며, 필름은 그 자체가 공기나 수분 등을 함유하며, 또한 통기성이나 투습성이 높기 때문에 외기나 필름 자신으로부터 액정층 또는 유기 발광소자층으로 공기나 수분 등이 침입하여 기포가 생기거나, 수분 및 산소에 의해 액정 및 유기 발광소자 등이 산화되어 표시 장치의 수명 감소와 열화될 우려가 있다. 이를 위해 플라스틱 기판의 내면 또는 외면에 단층 또는 다층으로 무기물층을 형성하여 가스 및 수분을 차단하는 배리어층으로 이용할 수 있다. 즉, 외부로부터 유입되는 공기나 수분 뿐만 아니라, 필름 자 신에 함유된 공기나 수분도 차단할 수 있다.
이의 일예를 도 9 내지 도 10으로 도시한다.
도 9는 플라스틱 필름(100)의 하부에 무기물층(101)을 형성한 일예를 도시한 것이고, 도 10은 플라스틱 필름(100)의 하부 및 전도성 물질이 분산된 수지층(120)의 하부면에 각각 무기물층(101)을 형성한 경우를 도시한 것이다.
물론, 상술한 것과 같이 이러한 무기물층 없이도 전도성 금속막(110)이나 산화막(111) 등 또한 수분 및 가스 배리어층으로 유용할 수 있으나, 보다 충분한 수분 및 가스 배리어성을 부여하기 위한 일 구현예로 무기물층(101)을 더 구비할 수 있다.
무기물층(101)의 형성에는 SiOx, SiNx, Al2Ox 계열의 산화물 등을 사용할 수 있으며, 그 형성방법에는 한정이 있는 것은 아니나,저온 성막법, 고온 성막법, PECVD등의 일반적으로 알려진 무기물 증착 방법을 이용할 수 있다. 무기물층(101)의 두께는 그 한정이 있는 것은 아니나, 금속막 층 및 유기물층, 액정층의 산화 방지를 위해 가스 및 수분의 투과도를 낮추고 유기 발광층의 증착 용이성 측면을 고려하여 10nm 내지 300nm 정도일 수 있다. 또한 평탄화층과 함께 2~4층의 다층을 형성 할 수도 있다.
이와 같이 얻어진 본 발명 구현예들에 의한 플라스틱 기판은 전자 종이 표시소자 및 디스플레이 장치 소자 등에 있어서 기판으로 유용하며, 이를 하부기판으로 사용할 경우 후면으로부터 입사된 광의 투과도를 저해하지 않으면서 전기전도성은 향상되어 밝은 영상을 구현할 수 있다.
또한, 플라스틱 기판의 경우 전도성 금속막을 형성하여 전극으로 이용하기 위해서는 플라스틱 필름 상에 증착되는 전도성 금속막의 두께가 두꺼워지고 이로 인해 플라스틱 기판의 구부림시 플라스틱 기판과 금속층간의 유연성의 차이로 인한 박리 및 금속층의 균열을 일으키게 되어 전극의 기능을 손실할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 구현예에 따른 플라스틱 기판의 경우 전도성 금속막과 함께 전도성 물질이 분산된 수지층을 도입함에 따라 전도성 금속막의 두께를 보다 얇게 할 수 있으며, 플라스틱 필름 및 필름 상의 전도성 금속막 및 전도성 금속막 상에 올라가는 전도성 물질이 분산된 수지층의 수지로 인해 구부림시 발생하는 치수안정성의 차이에 따른 전도성 금속막의 박리 및 균열에 대한 문제점을 감소시킬 수 있으므로 기존의 전도성 금속막의 단일 전극층에 비하여 디스플레이 및 기판의 구부림에 대한 내박리성 및 내균일성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판은 디스플레이용으로 바람직하기로는 표면저항이 2.5× 106Ω/sq. 이하인 것일 수 있으며, 500nm 파장의 광투과도가 50% 이상인 것이다.
본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판을 하부기판으로 적용한 평판 디스플레이 장치 소자 중 액정 디스플레이 장치 소자의 일예를 도 11로 도시하였고, 이를 유기 EL 소자의 기판으로 적용한 일예를 도 12 내지 도 13으로 도시하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 특히 도 13은 투과형 유기 EL 소자를 도시한 것이다.
한편 이와 같은 플라스틱 기판은 투명전극 필름으로도 유용할 수 있는데, 이 경우는 특히 전도성 금속막이 ITO 또는 IZO 박막인 것일 수 있다.
유기 EL 소자의 제작시에는 Ag, Mg, Ba 또는 Ca이 포함된 전도성 금속막으로 전극층을 형성하여, Ag가 포함된 투명전극은 Anode로 사용하고, Ca 또는 Mg이 포함된 투명전극은 Cathode로 이용할 수도 있다.
투명전극의 단면의 일예는 도 2로 도시한 플라스틱 기판에 있어서 전도성 금속막(110)이 포토리소그래피 및 에칭에 의해 스트라이프 형상으로 된 것이고, 스트라이프 형상의 전도성 금속막(110) 상에 전도성 물질이 분산된 수지층(120)이 형성된 것을 제외하고 유사한 바, 각별히 투명전극의 일예들을 도시하지 않는다.
투명전극 필름으로 제조할 경우, 플라스틱 필름 상에 전도성 금속막(110)을 형성한 다음, 포토리소그래피 및 에칭에 의해 전도성 금속막을 패터닝하여 스트라이프 형상의 금속막을 형성한다. 이와 같이 형성된 스트라이프 형상의 금속막은 투명전극으로서 역할하게 된다. 그 다음에 ITO 투명전극 상에 전도성 물질이 분산된 수지층을 상술한 방법으로 형성한다. 이어서 가열, 경화하면 투명전극 필름을 얻을 수 있다.
이와 같이 얻어지는 투명전극 필름은 입사된 광의 투과도를 저해하지 않으면서 전기전도성은 향상되어 밝은 영상을 구현할 수 있으며, 특히 탄소나노튜브만으로 구성된 전극필름에 비해서도 높은 광투과성을 나타냄으로 밝은 영상의 구현이 가능한 측면에서 유리하다.
본 발명의 일 구현예에 의한 투명전극 필름은 전극으로 유용하기로는 표면저항이 700Ω/sq. 이하인 것일 수 있으며, 500nm 파장의 광투과도가 50% 이상인 것이다.
이하 본 발명을 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은바, 본 발명이 이들 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
<플라스틱 필름의 제조>
제조예 1
먼저, 2,2′-비스(트리프루오로메틸)-4,4′-디아미노비페닐(2,2′-TFDB)과 비페닐테트라카르복실릭 디안하이드라이드(BPDA)와 2,2-비스(3,4-디카르복시페닐)헥사플루오로프로판 디안하이드라이드(6-FDA)를 디메틸아세트아미드 중에서 공지의 방법으로 축합함으로써, 폴리이미드 전구체 용액(고형분 20％)을 얻었다. 이 반응 과정을 다음 반응식 1로 나타내었다.
(반응식 1)
Figure 112008067092196-pat00001
그 후, 이 폴리이미드 전구체 용액 300g를 상기에서 공지한 공정에 따라 화 학경화제로써 아세틱안하이드라이드(Acetic Anhydride, Acetic oxide ; 삼전사) 및 피리딘(Pyridine, 삼전사)을 각각 2~4당량 첨가 한 후 폴리아믹산 용액을 20 ~ 180℃ 범위내의 온도에서 1~10℃/min 속도로 승온시키면서 2~10시간 동안 가열하여 폴리아믹산 용액을 일부 이미드화 하여 경화함으로써, 부분적으로 이미드화한(부분적으로 경화한) 중간체를 함유하는 용액을 제조하였다.
다음 반응식 2는 폴리이미드의 전구체를 가열하여 폴리이미드막을 얻는 과정을 나타낸 것으로, 본 발명의 실시 형태에서는 전구체 용액을 완전히 이미드화시켜서 폴리이미드로 함은 아니고, 전구체 중, 소정의 비율분만을 이미드화한 것을 이용하도록 한 것이다.
(반응식 2)
Figure 112008067092196-pat00002
더 구체적으로 설명하면, 폴리이미드 전구체 용액을 소정의 조건으로 가열 교반하여, 폴리이미드 전구체의 아미드기의 수소 원자와 카복실기 사이에서 탈수 폐환함으로써, 다음 화학식 1에 나타내는 바와 같이, 반응식 2에 나타낸 것과 같이 반응에 의한 중간체부의 형체B 및 이미드부의 형체C가 생성된다. 또한, 분자쇄 중에는 탈수가 완전히 일어나지 않은 형체A(폴리이미드 전구체부)도 존재한다.
즉, 폴리이미드 전구체가 부분적으로 이미드화된 분자쇄 중에는, 다음 화학식 1에 나타내는 바와 같이, 형체A(폴리이미드 전구체부), 형체B(중간체부), 형체C(이미드부)의 구조가 혼재해 있게 된다.
Figure 112008067092196-pat00003
따라서 상기의 구조가 혼재된 이미드화된 용액 30g을 물 300g에 투입하여 침전시키고, 침전된 고형분을 여과 및 분쇄 공정을 거쳐 미세 분말화한 후 80~100℃의 진공 건조 오븐에서 2~6시간 건조하여 약 8g의 수지 고형분 분말을 얻었다. 상기의 공정을 거치면서 [형체 A]의 폴리이미드 전구체부는 [형체 B] 또는 [형체 C]로 전환하게 되며, 이 수지 고형분을 중합용매인 DMAc 또는 DMF 32g에 용해시켜 20wt%의 폴리이미드 용액을 얻었다. 이를 40~400℃에 이르는 온도 범위에서 온도를 1~10℃/min 속도로 승온시키면서 2~8시간 가열하여 두께 50㎛ 및 100㎛의 폴리이미드 필름을 얻었다.
이 폴리이미드 전구체가 부분적으로 이미드화된 상태를 반응식으로 표시하면 반응식 3과 같다.
(반응식 3)
Figure 112008067092196-pat00004
예를 들면, 상기한 조건하에서, 전구체의 45∼50％정도가 이미드화하여 경화한다. 전구체의 일부가 이미드화하는 이미드화율은 가열 온도나 시간 등을 변경함으로써 용이하게 조절할 수 있고, 30∼90％정도로 하는 것이 바람직하다.
또한, 이 폴리이미드 전구체의 일부를 이미드화하는 공정에서는, 폴리이미드 전구체가 탈수 폐환하여 이미드화할 때에 물이 발생하고, 이 물이 폴리이미드 전구체의 아미드의 가수분해나 분자쇄의 절단 등을 일으켜 안정성을 저하시킬 우려가 있으므로, 상기의 폴리이미드 전구체 용액의 가열시에 톨루엔이나 자일렌 등을 이용한 Azeotropic 반응을 추가하거나 상기에서 언급한 탈수제의 휘발을 통해 제거한다.
다음에, 도포액을 제조하는 공정의 일례를 설명한다. 우선, 부분적으로 경화 한 중간체를 폴리이미드 전구체의 제조시에 사용한 용제에 용액 100중량부, 폴리이미드 전구체 20~30중량부의 비율로 균일 도포액을 제조한다.
그 다음에, 상기의 수지 용액을 유리 또는 SUS 등의 필름 제막용 피도포판에 스핀 코팅 또는 닥터 블레이드를 이용하여 캐스팅한 후 상기에서 언급한 고온 건조 공정을 통해 두께 50㎛인 필름을 제막하였다. 이때 제막된 필름은 필름 편면의 수직/수평축을 기준으로 어느 한 면만이 연신하는 공정을 거치지 않으므로 인해 필름 전체 면에서 동일한 굴절률로 형성되었다.
제조예 2
반응기로써 교반기, 질소주입장치, 적하깔때기, 온도조절기 및 냉각기를 부착한 100㎖ 3-Neck 둥근바닥 플라스크에 질소를 통과시키면서 N,N-디메틸아세타아미드(DMAc) 34.1904g을 채운 후, 반응기의 온도를 0℃로 낮춘 후 6-HMDA 4.1051g(0.01mol)을 용해하여 이 용액을 0℃로 유지하였다. 여기에 6-FDA 4.4425g(0.01mol)을 첨가하고, 1시간동안 교반하여 6-FDA를 완전히 용해시켰다. 이 때 고형분의 농도는 20중량%였으며, 이 후 용액을 상온으로 방치하여 8시간 교반하였다. 이 때 23℃에서의 용액점도 2400cps의 폴리아믹산 용액을 얻었다.
반응이 종료된 후 수득된 폴리아믹산 용액을 유리판에서 Doctor blade를 이용하여 두께 500㎛~1000㎛로 캐스팅한 후 진공오븐에서 40℃에서 1시간, 60℃에서 2시간 건조하여 Self standing film을 얻은 후 고온 퍼니스 오븐에서 5℃/min의 승온속도로 80℃에서 3시간, 100℃에서 1시간, 200℃에서 1시간, 300℃에서 30분 가 열하여 두께 50㎛인 폴리이미드 필름을 얻었다.
제조예 3
상기 제조예 2에서 N,N-디메틸아세타아미드(DMAc) 32.2438g에 6-HMDA 2.87357g(0.007mol)을 용해한 후 4-DDS 0.7449g(0.003mol)을 투입하여 완전히 용해시킨 후 6-FDA 4.4425g(0.01mol)을 첨가하고 1시간동안 교반하여 6-FDA를 완전히 용해시켰다. 이 때 고형분의 농도는 20중량%였으며, 이후 용액을 상온으로 방치하여 8시간 교반하였다. 이 때 23℃에서의 용액 점도가 2300cps 인 폴리아믹산 용액을 얻었다.
이후 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 폴리이미드 필름을 제조하였다.
제조예 4
상기 제조예 2에서 N,N-디메틸아세타아미드(DMAc) 32.4623g에 6-HMDA 4.1051g(0.01mol)을 용해하고, 6-FDA 3.1097g(0.007mol)을 투입한 후 TDA 0.90078g(0.003mol)을 투입하여 1시간동안 교반하여 6-FDA 및 TDA를 완전히 용해시켰다. 이 때 고형분의 농도는 20중량%였으며, 이후 용액을 상온으로 방치하여 8시간 교반하였다. 이 때 23℃에서의 용액 점도가 2200cps 인 폴리아믹산 용액을 얻었다.
이후 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 폴리이미드 필름을 제조하였다.
제조예 5
상기 제조예 2에서 N,N-디메틸아세타아미드(DMAc) 29.4632g에 APB-133 2.9233g(0.01mol)을 용해하고, 6-FDA 4.4425g(0.01mol)을 투입한 후 1시간동안 교반하여 6-FDA를 완전히 용해시켰다. 이 때 고형분의 농도는 20중량%였으며, 이후 용액을 상온으로 방치하여 8시간 교반하였다. 이 때 23℃에서의 용액 점도가 1200cps 인 폴리아믹산 용액을 얻었다.
이후 상기 제조예 2와 동일한 방법으로 폴리이미드 필름을 제조하였다.
상기 제조예 1 내지 5로부터 얻어진 폴리이미드 필름에 대해 물성을 다음과 같이 측정하여 다음 표 1에 나타내었다.
(1) 투과도 및 색좌표
제조된 필름을 UV분광계(Varian사, Cary100)을 이용하여 가시광선 투과도를 측정하였다.
또한 색좌표를 제조된 필름을 UV분광계(Varian사, Cary100)을 이용하여 ASTM E 1347-06 규격에 따라 측정하였으며, 광원(Illuminant)은 CIE D65에 의한 측정값을 기준으로 하였다.
(2) 황색도
ASTM E313규격으로 황색도를 측정하였다.
(3) 선팽창계수(CTE)
TMA(TA Instrument사, Q400)를 이용하여 TMA-Method에 따라 50~250℃에서의 평균 선팽창계수를 측정하였다.
구분 두께
(㎛)		 선팽창계수
(ppm/℃)		 황색도 투과도 색좌표
380㎚
~780㎚		 551㎚
~780㎚		 550㎚ 500㎚ 420㎚ L a b
제조예 1 50 21.6 2.46 86.9 90.5 89.8 89.3 84.6 96.22 -0.27 1.03
2 50 46 1.59 87.6 90.0 89.7 89.2 85.4 95.85 -0.12 0.99
3 50 35 2.76 87.9 89.6 89.5 89.0 58.6 95.61 -0.42 1.91
4 50 40 3.45 88.2 90.0 89.8 89.3 60.1 95.56 -0.49 2.05
5 50 46.0 6.46 83.8 88.8 87.2 84.8 73.2 94.6 0.59 5.09
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7(플라스틱 기판의 제조의 예)
상기 제조예 1 내지 5로부터 얻어진 각각의 플라스틱 필름(두께 50㎛) 상에, 전도성 금속을 증착하여 전도성 금속막을 형성시키고, 여기에 탄소나노튜브(SWNT, CNI社)를 투명 폴리이미드 수지 고형분 100중량부에 대해 0.001 내지 1중량부로 분산시킨 폴리이미드 바니쉬(이때 폴리이미드 조성은 상기 제조예 1 내지 제조예 5로부터 얻어지는 폴리아믹산 조성을 사용)를 Casting 또는 Spray 등의 방법으로 박막으로 도포하여 탄소나노튜브가 분산된 수지층을 형성하였다. 또 다른 발명의 구현 예에서는 상기에서 제조된 CNT가 분산된 수지층을 형성함에 있어서 폴리이미드 수지 고형분 함량 100중량부에 대해 0.001 내지 1중량부의 ITO 분말을 추가 혼합 분산시켜 수지층을 형성하였다(실시예 9 내지 10).
구체적인 금속막층의 종류 및 두께, 탄소나노튜브 또는 ITO 분말이 분산된 수지층 중의 탄소나노튜브 또는 ITO 분말 함량 및 두께 등은 다음 표 2에 나타내었다.
플라스틱 필름 전도성 금속막 전도성 물질 분산
수지층
종류 두께
(nm)		 두께
(um)		 CNT 함량*
 ITO 분말
함량*
실시예 1 제조예 1 Mg 10 0.4 0.01 -
실시예 2 제조예 2 Mg 10 1.2 0.01 -
실시예 3 제조예 1 Mg 10 2.5 0.01 -
실시예 4 제조예 5 Mg 50 2.5 0.01 -
실시예 5 제조예 1 Al 10 0.4 0.01 -
실시예 6 제조예 2 Al 10 1.2 0.01 -
실시예 7 제조예 1 Al 10 2.5 0.01 -
실시예 8 제조예 5 Al 50 2.5 0.01 -
실시예 9 제조예 1 Al 10 2.5 0.01 5
실시예 10 제조예 1 Al 50 2.5 0.01 25
비교예 1 제조예 1 - - - - -
비교예 2 제조예 1 - - 0.04 0.001 -
비교예 3 제조예 4 - - 0.2 0.03 -
비교예 4 제조예 4 - - 0.2 0.05 -
비교예 5 제조예 1 - - 0.4 0.01 -
비교예 6 제조예 1 - - 1.2 0.01 -
비교예 7 제조예 2 - - 25 0.01 -
(주)
* 바니쉬 중 포함되는 폴리아믹산 고형분 함량 100중량부에 대한 중량부로 표시
실험예 1
상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 7로부터 얻어진 플라스틱 기판에 대해 다음과 같이 평가하였으며 그 결과를 표 3에 나타내었다.
(1) 광학특성
제조된 플라스틱 기판에 대하여 UV분광계(Varian사, Cary100)를 이용하여 가시광선 투과도를 측정하였다.
하기 표 3의 결과로부터, 비교예를 보면 표면 저항의 감소를 위해 CNT함량을 늘렸을 경우 투과도의 급격한 감소가 보인다. 이로 인해 CNT 만을 사용하는 전극의 경우 디스플레이에서 요구하는 표면 저항을 달성할 수 없음을 알 수 있다.
이에 본 발명의 구현예에 따라 전도성 금속막 상에 CNT 투명전극을 형성할 경우 기존 CNT로 된 전극과 대비하여 CNT의 필요량이 감소하게 되어 낮은 표면저항을 나타내면서도 70% 이상의 높은 광투과성을 갖게 되어 디스플레이용 투명전극으로의 사용이 가능함을 알 수 있다.
또한 CNT만을 이용한 투명 전극의 경우 CNT의 분산 정도에 따라 전극 표면상의 저항이 유의차가 영향을 많이 받게 되고 이는 분산을 비롯한 제조 공정상의 어려움을 야기할 수 있는 반면 본 발명의 구현에 따라 제조된 투명 전극의 경우 금속층으로 인해 일정한 전극 기능을 기본 적으로 수행할 수 있으므로 이는 디스플레이 제작에 있어서 전극기능의 손실에 따른 영상 미 구현의 가능성을 감소시키는 효과를 가질 수 있다.
(2) 표면저항
표면저항 측정은 고 저항계(Hiresta-UP MCT-HT450 (Mitsuibishi Chemical Corporation), 측정 범위 : 10× 105 ~ 10× 1015) 및 저 저항계(CMT-SR 2000N (Advanced Instrument Technology; AIT사), 4- Point Probe System, 측정 범위 : 10× 10-3 ~ 10× 105 )를 이용하여, 10회 측정하여 평균값을 구하였다.
다음 표 3의 결과로부터, 본 발명의 일 구현예에 따른 투명전극의 경우 동일한 CNT의 양을 기준으로 할 때 CNT층만을 갖는 투명전극(비교예 5 내지 7)에 비하여 더 낮은 표면 저항의 구현이 가능함을 알 수 있다. 따라서 CNT만의 투명 전극에 비해 투과도가 우수한 투명전극의 구현이 가능함을 알 수 있다.
(3) 플라스틱 기판의 균열발생 유무
플라스틱 기판의 경우 전도성 금속막을 형성하여 전극으로 이용하기 위해서는 플라스틱 필름 상에 증착되는 전도성 금속막의 두께가 두꺼워지고 이로 인해 플라스틱 기판의 구부림시 플라스틱 기판과 금속층간의 유연성의 차이로 인한 박리 및 금속층의 균열을 일으키게 되어 전극의 기능을 손실할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 구현예에 따른 플라스틱 기판의 경우 전도성 금속막과 함께 전도성 물질이 분산된 수지층을 도입함에 따라 전도성 금속막의 두께를 보다 얇게 할 수 있으며, 플라스틱 필름 및 필름 상의 전도성 금속막 및 전도성 금속막 상에 올라가는 전도성 물질이 분산된 수지층의 수지로 인해 구부림시 발생하는 치수안정성의 차이에 따른 전도성 금속막의 박리 및 균열에 대한 문제점을 감소시킬 수 있으므로 기존의 전도성 금속막의 단일 전극층에 비하여 디스플레이 및 기판의 구부림에 대한 내박리성 및 내균일성이 향상될 수 있다.
이와 관련하여서는 구체적인 평과결과를 표 3에 기재하지는 않는다.
(4)　가스 및 수분 차단 특성
- 산소투과도(OTR)
Mocon Oxytran 1000을 이용하여 ASTM D-39859에 따라 23℃, 0%RH에서 10회 측정하여 평균값을 구하였다.
- 수분투과도(WVTR)
Mocon Aquatran Model 1을 이용하여 ASTM F-1249에 따라 38℃, 90%RH에서 10회 측정하여 평균값을 구하였다.
필름은 그 자체가 공기나 수분 등을 함유하며, 또한 통기성이나 투습성이 높기 때문에 외기나 필름으로부터 액정층 또는 유기 발광소자층으로 공기나 수분 등이 침입하여 기포가 생기거나, 수분 및 산소에 의해 액정 및 유기 발광소자 등이 산화 되어 표시 장치의 수명 감소와 열화될 우려가 있다. 이의 해결 방안으로, 기판으로 사용하는 필름의 내면 또는/그리고 외면에 단층 무기물층 또는 유기층/무기물층의 다층을 형성하여 가스 및 수분을 차단하는 배리어층을 형성할 수 있다. 즉, 외기의 공기나 수분 뿐만이 아니라, 필름 자신에 함유되는 공기나 수분도 차단할 수 있다.
그러나 본 발명의 플라스틱 기판에 포함되는 전도성 금속막은 기판이 되는 플라스틱 필름 상부에 형성되어 전극의 역할 뿐만 아니라 가스 배리어층 역할을 수행하여 표시소자의 제작 비용을 줄일 수 있고, 또한 수명을 향상시킬 수 있음을 표 3의 산소투과율 및 수분투과율의 결과로부터 확인할 수 있다.
표면저항
(Ω/Sq)		 투과도
(500nm, %)		 OTR
(cc/M2Day)		 WVTR
(g/M2Day)
실시예 1 2.2x106 81.2 0.025 0.068
실시예 2 1.9x106 81.2 0.02 0.054
실시예 3 4.2x105 83.4 0.01 0.028
실시예 4 2.2x102 80.1 0.004 0.012
실시예 5 5.0x105 79.7 0.029 0.059
실시예 6 2.0x105 81.5 0.022 0.051
실시예 7 4.2x104 84.4 0.01 0.035
실시예 8 6.0x101 81.1 0.004 0.016
실시예 9 3.6x102 85.2 0.0096 0.03
실시예 10 7.0x101 85.6 0.0032 0.012
비교예 1 > 1013 89.3 57 17.8
비교예 2 3.2x1011 89 20.9 8
비교예 3 2.2x103 75 3.5 5
비교예 4 1.2x101 54 1.7 1.2
비교예 5 3.0x108 77.3 0.9 3
비교예 6 1.9x107 75.2 0.5 1.1
비교예 7 4.2x106 72.2 0.29 0.9
실시예 11 내지 23 및 비교예 8 내지 14(투명전극필름의 제조의 예)
상기 제조예 1 내지 5로부터 얻어진 각각의 플라스틱 필름 상에, ITO 증착막 또는 IZO 증착막을 형성시키고, 이어서 포토리소그래피 및 에칭에 의해 ITO 증착층 또는 IZO 증착층을 패터닝하여 스트라이프 형상의 투명전극을 형성하였다.
ITO 또는 IZO 투명전극 상에 탄소나노튜브(SWNT, CNI社)를 투명 폴리이미드 수지 고형분의 0.001 내지 1중량%로 분산시킨 폴리이미드 바니쉬(이때 폴리이미드 조성은 상기 제조예 1 내지 제조예 5로부터 얻어지는 폴리아믹산 조성을 사용)를 Casting 또는 Spray 등의 방법으로 박막으로 도포하여 탄소나노튜브가 분산된 수지층을 형성하였다. 또 다른 발명의 구현 예에서는 상기에서 제조된 CNT가 분산된 수지층을 형성함에 있어서 폴리이미드 수지 고형분 함량 100중량부에 대해 0.001 내지 1중량부의 ITO 분말을 추가 혼합 분산시켜 수지층을 형성하였다(실시예 20 내지 21).
구체적인 ITO 또는 IXO 증착막의 두께, 탄소나노튜브가 분산된 수지층 중의 탄소나노튜브 함량, ITO 분말 함량 및 두께 등은 다음 표 4 나타내었다.
플라스틱 필름 ITO 증착막 IZO 증착막 전도성 물질 분산
수지층
두께
(nm)		 두께
(nm)		 두께
(um)		 CNT 함량
*		 ITO 분말 함량*
실시예 11 제조예 1 50 - 0.4 0.01 -
실시예 12 제조예 2 50 - 1.2 0.01 -
실시예 13 제조예 1 50 - 2.5 0.01 -
실시예 14 제조예 5 100 - 0.4 0.02 -
실시예 15 제조예 1 100 - 1.2 0.02 -
실시예 16 제조예 2 100 - 2.5 0.02 -
실시예 17 제조예 1 150 - 0.4 0.05 -
실시예 18 제조예 5 150 - 1.2 0.05 -
실시예 19 제조예 1 150 - 2.5 0.05 -
실시예 20 제조예 1 50 - 2.5 0.01 5
실시예 21 제조예 1 50 - 2.5 0.01 25
실시예 22 제조예 1 - 100 2.5 0.01 -
실시예 23 제조예 1 - 150 2.5 0.01 -
비교예 8 제조예 2 50 - - - -
비교예 9 제조예 3 100 - - - -
비교예 10 제조예 1 150 - - - -
비교예 11 제조예 1 200 - - - -
비교예 12 제조예 1 300 - - - -
비교예 13 제조예 1 - - - - 25
비교예 14 제조예 1 - 150 - - -
(주)
* 바니쉬 중 포함되는 폴리아믹산 고형분 함량 100중량부에 대한 중량부로 표시
실험예 2
상기 실시예 11 내지 23 및 비교예 8 내지 14로부터 얻어진 투명전극 필름에 대해 다음과 같이 평가하여 그 결과를 다음 표 5에 나타내었다.
(1) 광학특성
제조된 투명전극 필름에 대하여 UV분광계(Varian사, Cary100)를 이용하여 가시광선 투과도를 측정하였다.
표 5의 결과에서 보면 ITO 또는 IZO 증착층의 증착 두께가 두꺼워 짐에 따라 표면 저항이 감소하고 투과도가 상승하는 것을 볼 수 있다. 하지만 ITO층(또는 IZO층)의 두께가 200~300nm 이상으로 두꺼워질 경우 전극 필름을 구부리게 되면 ITO층(또는 IZO층)과 플라스틱 필름 간의 박리 및 ITO층(또는 IZO층)의 균열을 유발하여 성능이 저해되어 ITO가 두껍게 올라간 전극의 경우 Banding 자체가 어렵거나 기판의 유연성이 극히 작게 되어 본 발명의 목적중의 하나인 Flexibility는 감소할 수 있다.
이에 본 발명의 구현예에 따라 ITO층(또는 IZO층) 상에 전도성 물질 분산 수지층을 형성할 경우 ITO층(또는 IZO층)만을 갖는 투명전극 필름에 비해 동일한 표면저항 구현에 필요한 ITO층(또는 IZO층)의 두께를 감소시킬 수 있고, 이때 소요되는 전도성 물질 분산 수지층 중의 전도성 물질의 양 역시 ITO층(또는 IZO층)의 존재로 인해 극소량만으로도 구현하고자 하는 표면 저항에 도달할 수 있으므로 전도성 물질 분산 수지층 형성으로 인한 투과도의 저해가 극히 작으며, 전도성 물질 분산 수지층 역시 고투과성의 무색 수지이므로 ITO층(또는 IZO층)만으로 된 후막에 비하여 유사한 수준의 투과도를 나타낼 수 있다. 또한 하기에서 언급하는 바와 같이 본 발명 구현예에 의해 전도성 물질 분산 수지층을 포함하는 투명전극 필름은 ITO층(또는 IZO층)의 박리 및 균열에 대한 보정기능도 가능케 한다.
(2) 표면저항
표면저항 측정은 고 저항계(Hiresta-UP MCT-HT450 (Mitsuibishi Chemical Corporation),측정 범위 : 10× 105 ~ 10× 1015) 및 저 저항계(CMT-SR 2000N (Advanced Instrument Teshnology; AIT사), 4- Point Probe System, 측정 범위 : 10× 10-3 ~ 10× 105 )를 이용하여, 10회 측정하여 평균값을 구하였다.
하기 표 4에 나타낸 것과 같이 본 발명의 구현예에 따른 투명전극의 경우 동일한 CNT의 양을 기준할 때 CNT만의 투명전극에 비하여 더 낮은 표면 저항의 구현이 가능함을 알 수 있다. 따라서 CNT만의 투명 전극에 비해 투과도가 우수한 투명전극의 구현이 가능함을 알 수 있다.
(3) ITO Banding
표 4의 결과에 의하면 ITO의 증착 두께가 두꺼워 짐에 따라 표면 저항이 감소하고 투과도가 상승하는 것을 볼 수 있다. 하지만 ITO층의 두께 증가에 따라 전극 필름을 구부릴 경우 ITO층에 균열을 유발하여 성능이 저해되어 ITO가 두껍게 올라간 전극의 경우 Banding 자체가 어렵거나 기판의 유연성이 극히 작게 되어 Flexibility는 감소할 수 있다. 그러나 본 발명의 일 구현예에 따라 ITO증착층(또는 IZO 증착층) 상에 전도성 물질이 분산된 수지층을 포함하는 경우 상대적으로 필요한 표면 저항 및 광투과도를 달성하기 위한 ITO층의 두께가 얇아지게 되어 기존 구조의 전극 필름에 비해 투명 전극의 유연성이 증가할 뿐만 아니라 전도성 물질이 분산된 수지층의 수지로 인해 ITO층(또는 IZO층)은 상/하에 유연한 고분자 수지로 보호되어 기존 ITO 전극에 비하여 구부림으로 인한 균열의 발생율이 감소하게 됨을 알 수 있다.
이상에서 본 것과 같이, 본 발명의 일 구현예들에 의하면 전기전도도가 우수하며, 두께는 얇게 하여도 투과도를 우수하게 할 수 있으며, 기존의 CNT 혹은 ITO로 이루어진 단층의 투명전극에 비하여 저가의 재료로 박막 및 우수한 투과성을 갖는 투명전극을 얻을 수 있다.
또한 Ag, Mg,Ba 등은 금속이므로 능동 매트릭스(Active Matrix) 패널 제작시 TFT등의 소자와 접합부분에서 오믹 컨텍(Ohmic contact)을 쉽게 만들 수 있으며, 유기 EL 소자 제작시에는 일함수가 높은 Ag가 포함된 투명전극은 Anode로 사용하고, Ca 또는 Mg가 포함된 투명전극은 Cathode로 이용할 수 있는 장점이 있다.
표면저항
(Ω/Sq)		 투과도
(500nm, %)		 OTR
(cc/M2Day)		 WVTR
(g/M2Day)
실시예 11 7.0x102 88.2 0.026 0.06
실시예 12 4.7x102 87.9 0.024 0.051
실시예 13 2.8x102 87.7 0.018 0.047
실시예 14 5.0x102 86.9 0.0085 0.035
실시예 15 2.0x102 86.2 0.0077 0.03
실시예 16 6.0x101 85.8 0.0068 0.027
실시예 17 5.0x101 86.3 0.006 0.022
실시예 18 3.0x101 85.8 0.0045 0.016
실시예 19 2.3x101 85.1 0.004 0.012
실시예 20 4.5x101 88.2 0.0038 0.011
실시예 21 2.2x101 88.2 0.0015 0.006
실시예 22 1.5x102 86.4 0.004 0.013
실시예 23 5.2x101 87.3 0.0017 0.007
비교예 8 2.0x103 87.2 0.03 0.062
비교예 9 7.0x102 86.9 0.01 0.041
비교예 10 5.0x102 87.8 0.0069 0.027
비교예 11 4.0x101 87.5 0.004 0.015
비교예 12 6.0x100 86.7 0.003 0.011
비교예 13 4.0x102 87.1 0.04 0.15
비교예 14 8.0x102 87.9 0.0045 0.019
도 1은 평판 디스플레이 장치 소자의 단면도로, (a)는 액정 디스플레이 장치 소자, (b) 내지 (c)는 유기 EL 소자의 단면도.
도 2는 본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판의 단면도.
도 3 내지 도 10은 본 발명의 플라스틱 기판의 다양한 일 구현예들을 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판을 적용한 LCD 소자의 단면도.
도 12는 본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판을 적용한 유기 EL 소자의 단면도.
도 13은 본 발명의 일 구현예에 의한 플라스틱 기판을 적용한 투과형 유기 EL 소자의 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호 설명>
1 : 유리기판, 11 : ITO 전극
100 : 플라스틱 기판, 101 : 무기물층
102 : UC (내화학층), 103 : 평탄화층
110 : 전도성 금속막, 112 : 금속 전극
113 : 반사형 전극, 111 : 산화막
120 : 전도성 물질이 분산된 수지층, 130 : 배향막
140 : 격벽, 150 : 액정
160 : 유기 발광층

Claims (33)

  1. 폴리이미드계 필름인 플라스틱 필름;
    상기 플라스틱 필름상에 형성되는 전기전도성 금속막; 및
    상기 전기전도성 금속막상에 형성되고, 폴리이미드 수지 고형분 함량 100 중량부에 대해 0.01 내지 0.05 중량부의 탄소나노튜브를 함유하는 바니쉬 및 폴리이미드 수지 고형분 함량 100 중량부에 대해 5 내지 25 중량부의 ITO 분말을 함유하는 바니쉬로부터 형성된 수지층을 포함하는 플라스틱 기판.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 필름은 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 열기계분석법에 의해 50 내지 250℃ 범위에서 측정한 평균 선팽창계수(CTE)가 50.0ppm/℃이하이고 황색도가 15 이하인 폴리이미드 필름인 것임을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  4. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 필름은 필름 두께 50~100㎛를 기준으로 UV 분광광도계로 색좌표를 측정하였을 때 L값이 90이상이고, a값이 5이하이며, b값이 5이하인 폴리이미드 필름인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 마그네슘, 바륨, 금, 알루미늄, 티타늄, 은, 백금, 탄탈륨 및 팔라듐 중에서 선택된 단독, 이들의 합금 또는 산화물, ITO 또는 IZO 로 이루어진 막인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  7. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 ITO 또는 IZO로 이루어진 막인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  8. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 마그네슘, 바륨 및 금 중에서 선택된 금속 또는 이들의 산화물로 이루어진 막인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  9. 제 1 항 또는 제 6 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 ITO로 이루어진 막인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  10. 제 1 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 두께가 1 내지 300nm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  11. 제 10 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 두께가 1 내지 100nm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  12. 제 10 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 두께가 1 내지 50nm인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  13. 제 1 항에 있어서, 전기전도성 금속막은 가스 또는 수분 차단막인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 삭제
  17. 제 1 항에 있어서, ITO 분말은 산화인듐 80 내지 95중량%와 산화주석 5 내지 20중량부를 함유하는 것임을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  18. 제 1 항에 있어서, 전도성 물질이 분산된 수지층은 두께가 10nm 내지 25um인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  19. 제 1 항에 있어서, 전도성 물질이 분산된 수지층 상부 또는 하부 면에 형성되는 금속 산화막층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  20. 제 19 항에 있어서, 금속 산화막층은 AgO로 이루어진 층인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  21. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 필름의 적어도 일면에 형성되는 내화학층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  22. 제 21 항에 있어서, 내화학층은 아크릴레이트계, 에폭시계 및 폴리이미드계 수지 중에서 선택된 적어도 1종의 수지층인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  23. 제 1 항에 있어서, 전기전도성 금속막 상에 형성되는 평탄화층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  24. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 필름의 하부에 형성되는 무기물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  25. 제 1 항에 있어서, 전기전도성 금속막의 하부에 형성되는 무기물층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  26. 제 1 항에 있어서, 플라스틱 기판은 투과형 전자 종이 및 디스플레이 장치의 하부 기판인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  27. 제 1 항에 있어서, 500nm 파장의 광투과도가 50% 이상인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  28. 제 1 항 또는 제 27 항에 있어서, 표면저항이 2.5× 106Ω/sq. 이하인 것을 특징으로 하는 플라스틱 기판.
  29. 폴리이미드계 필름인 플라스틱 필름;
    상기 플라스틱 필름상에 패턴화되어 형성된 ITO 또는 IZO 박막; 및
    상기 ITO 또는 IZO 박막상에 형성되고, 폴리이미드 수지 고형분 함량 100 중량부에 대해 0.01 내지 0.05 중량부의 탄소나노튜브를 함유하는 바니쉬 및 폴리이미드 수지 고형분 함량 100 중량부에 대해 5 내지 25 중량부의 ITO 분말을 함유하는 바니쉬로부터 형성된 수지층을 포함하는 투명전극 필름.
  30. 제 29 항에 있어서, 500nm 파장의 광투과도가 50% 이상인 것을 특징으로 하는 투명전극 필름.
  31. 제 29 항 또는 제 30 항에 있어서, 표면저항이 700Ω/sq. 이하인 것을 특징으로 하는 투명전극 필름.
  32. 제 1 항의 플라스틱 기판을 하부 기판으로 포함하는 투과형 전자 종이 소자.
  33. 제 1 항의 플라스틱 기판을 하부 기판으로 포함하는 디스플레이 장치 소자.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11518921B2 (en) 2019-09-30 2022-12-06 Sk Innovation Co., Ltd. Antistatic polyimide-based film and flexible display panel using same
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102140174B1 (ko) * 2013-01-31 2020-07-31 솔브레인 주식회사 투명 박막 봉지용 조성물
KR101700094B1 (ko) * 2016-12-01 2017-01-26 코오롱인더스트리 주식회사 플라스틱 소재의 플렉서블 디스플레이 기판
CN115537729A (zh) * 2022-09-06 2022-12-30 深圳市氟德特科技有限公司 一种降低透明cpi基膜黄色指数的工艺方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179644A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 住友ベークライト株式会社 透明積層導電フイルム
KR20060061250A (ko) * 2004-11-30 2006-06-07 티디케이가부시기가이샤 투명 도전체
KR20060126162A (ko) * 2005-06-03 2006-12-07 삼성코닝 주식회사 전도성 고분자 필름층을 포함하는 ｐｄｐ 필터 및 이를포함하는 ｐｄｐ 장치
JP2008138039A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Mitsubishi Materials Corp カーボンナノファイバー分散ポリイミドワニスおよびその塗膜

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6179644A (ja) * 1984-09-28 1986-04-23 住友ベークライト株式会社 透明積層導電フイルム
KR20060061250A (ko) * 2004-11-30 2006-06-07 티디케이가부시기가이샤 투명 도전체
KR20060126162A (ko) * 2005-06-03 2006-12-07 삼성코닝 주식회사 전도성 고분자 필름층을 포함하는 ｐｄｐ 필터 및 이를포함하는 ｐｄｐ 장치
JP2008138039A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Mitsubishi Materials Corp カーボンナノファイバー分散ポリイミドワニスおよびその塗膜

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11518921B2 (en) 2019-09-30 2022-12-06 Sk Innovation Co., Ltd. Antistatic polyimide-based film and flexible display panel using same
US11845842B2 (en) 2019-09-30 2023-12-19 Sk Innovation Co., Ltd. Window cover film and flexible display panel including the same
US11970592B2 (en) 2019-09-30 2024-04-30 Sk Innovation Co., Ltd. Window cover film and flexible display panel including the same
US11937457B2 (en) 2020-11-23 2024-03-19 Samsung Display Co., Ltd. Display device

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