KR101793776B1 - iCVD층의 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 출원은 iCVD법을 이용한 고분자 막의 형성방법, 고분자 막을 포함하는 광학 필름 및 유기전자소자용 기판에 대한 것이다.
본 출원은 두께의 균일성이 확보되고, 고분자 막의 적용처에 따라 목적하는 두께범위를 달성할 수 있는 공정의 편리성이 도모된 iCVD법을 이용한 고분자 막의 형성방법, 고분자 막을 포함하는 광학 필름 및 유기전자소자용 기판에 대한 것이다.

Description

iCVD층의 형성방법 {The forming method of iCVD layer}

본 출원은 iCVD층의 형성방법 및 iCVD층의 용도에 관한 것이다.

고분자 막의 증착기술은 다양한 기술분야에서 응용되고 있다. 예를 들면, 최근 차세대 디스플레이로 각광받고 있는 유기 전계 발광 소자(Organic Light Emitting Diode: OLED) 뿐만 아니라 플렉서블 디스플레이에서는 다양한 고분자 박막이 그 제조공정에서 증착되어 사용된다. 특히, OLED를 포함하여 유기물을 사용하는 소자는 대기 중 기체들, 특히 수분 또는 산소에 매우 취약하고, 열에 대해서도 내구성이 약하여 철처한 봉지 공정이 요구된다. 적절한 봉지 공정이 수반되지 않는 경우, 소자 수명이 급격하게 저하되고, 소자 내 흑점(dark spot)이 형성되어 제품의 결함으로 이어질 수 있다. 반대로 소자 제작 과정에서 적절한 봉지 공정을 적용할 수 있다면, 소자의 신뢰성을 확보할 수 있고 고품질 소자 생산이 가능해 질 수 있다.

통상적으로 이러한 봉지 과정으로서 크게 두 종류의 방식이 사용되고 있다. 첫째는 유리나 금속의 덮개 내에 흡습제(getter)를 부착한 후, 이를 낮은 투수성을 갖는 접착제를 이용하여 소자에 부착하는 덮개 방식이 그것이다. 다른 하나는 여러 종류의 막을 적층하여 이를 OLED 소자에 부착하거나, OLED 소자 위에 직접 막을 증착하는 박막 방식이 있다.

한편 고분자 막의 증착기술은 액정 디스플레이, CRT 디스플레이, 프로젝션 디스플레이, 플라즈마 디스플레이, 전계발광 디스플레이 또는 터치 패널 등의 화상표시 장치의 방오특성을 확보하기 위한 광학 필름을 제조하기 위한 기술에도 적용될 수 있으며, 최근, 화상 표시장치의 소형화 및 박형화의 요구에 따라, 기재상에 목적하는 두께범위로 균일한 고분자 박막을 형성하는 기술이 요구되고 있다.

특허문헌 1 : 대한민국 공개특허공보 제 2011-0130142호 특허문헌 2 : 일본 공개특허공보 제 2013-195550호

본 출원은 예를 들면 광학 필름 또는 유기전자소자용 기판 등에 적용하기에 적합한 균일한 두께의 고분자 막을 효과적으로 형성하는 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

또한, 본 출원은 본래 의도되는 물성을 유지하면서도, 예를 들면 방오특성과 같은 추가적인 물성이 안정적으로 부여된 고분자 막을 포함하는 광학 필름을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

더욱이, 본 출원은 수분 또는 산소 등에 대한 차단 특성이 우수한 고분자 막을 포함하는 유기전자소자용 기판을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다.

본 출원은 상기 목적을 달성하기 위해 안출된 것으로써, 기체상태의 중합성 화합물의 중합을 광 개시제를 이용하여 기재상에 유도함으로써 고분자 막을 형성하는 고분자 막의 형성방법에 관한 것일 수 있다. 상기 고분자 막은 개시제를 이용한 화학기상 증착법(initiated Chemical Vapor Decomposition method;iCVD)를 이용하여 형성하는 것일 수 있다. 또한, 상기 고분자 막은 100℃이하의 챔버내에서 20℃ 내지 50℃의 온도범위를 가지는 기재상에 유도되는 것일 수 있다.

또한, 본 출원은 기재층 및; 기체상태의 중합성 화합물의 중합을 광 개시제를 이용하여 기재상에 유도함으로써 형성되는 고분자 막;을 포함하는 광학 필름에 관한 것일 수 있다. 상기 광학 필름의 고분자 막은 기재층상에 형성된 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층을 매개로 기재층상에 형성될 수도 있다.

더욱이, 본 출원은 상기와 같은 고분자 막을 포함하는 유기전자소자용 기판에 관한 것일 수 있다.

본 출원은 균일한 두께의 고분자 막을 효과적으로 형성할 수 있어서, 두께의 불균형에 따른 문제를 해결할 수 있는 고분자 막의 형성방법을 제공할 수 있다.

본 출원은, 예를 들면 광학 필름 또는 유기전자소자용 기판 등에 적용하기에 적합한 두께의 고분자 막을 균일한 두께로 보다 용이하게 형성할 수 있는 고분자 막의 형성방법을 제공할 수 있다.

또한, 본 출원은 광학 필름 기재의 물성을 변화시키지 않고, 광학 필름 기재와의 접착력이 우수하며, 방오 특성 또는 내스크래치성 등의 물성이 안정적으로 부여된 고분자 막을 포함하는 광학필름을 제공할 수 있다.

더욱이, 본 출원은 수분 또는 산소 등에 대한 차단 특성이 우수한 고분자 막을 포함하는 유기전자소자용 기판을 제공할 수 있다.

도 1은 본 출원의 고분자 막을 형성하는 장치에 대한 모식도이다.
도 2는 본 출원의 고분자 막을 포함하는 광학 필름에 대한 예시도이다.
도 3은 본 출원의 고분자 막을 포함하는 유기전자소자용 기판에 대한 예시도이다.

이하 본 출원에 대해서 실시예 및 도면을 통해 보다 상세히 설명하겠지만, 본 출원의 요지에 국한된 실시예에 지나지 않는다. 한편 본 출원은 이하의 실시 예에서 제시하는 공정조건에 제한되는 것이 아니며, 본 출원의 목적을 달성하기에 필요한 조건의 범위 안에서 임의로 선택 할 수 있음은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.

본 출원은 광 개시제를 이용한 고분자 막의 형성방법 및 상기 방법에 의해 형성된 고분자 막을 포함하는 광학 필름 또는 유기전자소자용 기판에 대한 것이다. 본 출원에서 고분자 막은, 개시제를 이용한 화학기상 증착법(initiated Chemical Vapor Decomposition method;iCVD)을 이용하여 형성된 막을 의미하며 이하, 편의상 개시제를 이용한 화학기상 증착법을 iCVD법이라 한다.

상기 iCVD법은, 개시원(initiation)에 의해 라디칼화 된 개시제를 통해 모노머의 기상 중합반응을 유도하여 고분자 막을 형성하는 방법을 의미할 수 있다. 이 방식에 의하면 모노머가 화학적 손상 없이 그 모노머가 가진 기능성 그룹을 유치한 채로 고분자 막으로 전환되어 모노머의 선택에 따라 다양한 기능성을 부여할 수 있다. 또한, iCVD법에 의해 형성된 고분자 막은 증착되는 표면, 예를 들면 후술하는 기재의 형상을 유지하면서 균일한 두께로 형성될 수 있다.

통상적인 iCVD법을 이용하여 고분자 막을 형성하는 방법은, 모노머 및 상기 모노머의 기상 중합반응을 유도할 수 있는 개시제를 포함하여 수행될 수 있으며, 상기 개시제는 열 개시제가 이용되었다.

다만, 열 개시제를 이용할 경우, 개시원(initiation)으로써 고온의 필라멘트를 이용하는데, 이 때 상기 필라멘트의 챔버내 가열온도 차이에 따른 고분자 박막 두께의 불균일성 및 고온으로 승온한 필라멘트가 중합반응이 진행되지 않는 온도까지 감온되는 동안 추가적으로 중합반응이 진행됨에 따라, 목적하는 고분자 박막 두께를 설정하기 위한 공정상의 어려움 등의 문제점이 존재하였으며, 궁극적으로 기재상에 목적하는 균일한 두께의 고분자 막을 형성하여, 광학 필름 또는 유기전자소자용 기판 등을 제조하는데 어려움이 있었다.

이에, 본 출원인은 iCVD법을 이용하여 고분자 막을 형성하는 개시원(initation)을 고온의 필라멘트 대신에 광, 예를 들면 UV 광으로 대체하고, 개시제로 광 개시제를 이용함으로써, 목적하는 두께의 고분자 막을 형성하는데 보다 용이한 고분자 막의 형성방법을 제공할 수 있게 되었다.

또한, 챔버 내 온도 차이를 최소화하여 두께의 균일성이 확보된 고분자 막을 형성함으로써, 궁극적으로 광학 필름의 방오 특성 등의 물성 또는 유기전자소자용 기판의 기체 차단특성을 증대시킬 수 있게 되었다.

즉, 본 출원은 기체상태의 중합성 화합물의 중합을 광 개시제를 이용하여 기재상에 유도함으로써 고분자 막을 형성하는 고분자 막의 형성방법에 관한 것일 수 있다.

고분자 막은, 중합성 화합물 및 광 개시제를 이용하여 형성할 수 있다. 본 출원에서 용어 「중합성 화합물」은 iCVD공정에서 광 개시제에 의해 고분자 막를 형성할 수 있는 중합성 관능기를 포함하는 모든 종류의 화합물로써, 중합성 관능기를 가지는 모노머, 올리고머 또는 고분자를 의미할 수 있다. 본 출원에서 용어 「중합성 관능기」는 불포화 이중 결합 또는 삼중 결합을 하나 이상 포함하고 중합 반응을 유도할 수 있는 관능기를 의미할 수 있다.

고분자 막의 형성에 이용되는 중합성 화합물은 전술하는 정의를 만족하며, iCVD법에 의해 후술하는 임의의 기재상에 고분자 막을 형성할 수 있는 것이면 제한 없이 이용가능 할 수 있고, iCVD 공정 및 고분자 막을 포함하는 물품의 목적 물성에 적합한 물질이 적절히 선택될 수 있다.

하나의 예시에서, 중합성 화합물은 불소 화합물, 아크릴 화합물, 실란 화합물, 실록산 화합물 및 비닐계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있다.

실록산 화합물은, 예를 들면 하기 화학식 1과 같은 화합물 일 수 있다.

[화학식 1]

화학식 1에서 R₁ 내지 R₆는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 알킬기, 라디칼 중합성 관능기 또는 알콕시기이고, R₁ 내지 R₆ 중 적어도 하나는 라디칼 중합성 관능기이며, n은 1 내지 10의 범위 내의 수이다.

본 출원에서 용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.

본 출원에서 용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.

본 출원에서 용어 「라디칼 중합성 관능기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 불포화 이중 결합 또는 삼중 결합을 하나 이상 포함하고 라디칼 중합 반응을 유도할 수 있는 관능기를 의미할 수 있다. 상기 라디칼 중합성 관능기는 예를 들면, 알케닐기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 아크릴옥시알킬기, 메타크릴옥시알킬기 또는 알릴기 등 일 수 있다. 또한, 라디칼 중합성 관능기는 임의적으로 수소원자 또는 불소원자 등이 치환되어 있는 것일 수 있다.

불소 화합물은, 예를 들면 하기 화학식 2와 같은 화합물일 수 있다.

[화학식2]

화학식 2에서, R_f는 플루오로 알킬기 또는 플루오로 폴리에테르기, L은 단일 결합 또는 알킬렌기, 아릴렌기 또는 헤테로 알킬렌이거나, 또는 상기 중 어느 하나를 포함하는 연결기, R_A는 라디칼 중합성 관능기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 3의 범위내의 수이다.

보다 구체적으로, 상기 화학식 2의 R_f은 플루오로 알킬기 또는 플루오로 폴리에테르기일 수 있고, 본 출원에서 용어 「플루오로 알킬기」는 하나 이상의 플루오로를 포함하는 알킬기를 의미하며, 퍼플루오로 알킬기를 포함하는 것으로 이해될 수 있다. 본 출원에서 용어 「플루오로 폴리에테르기」는 플루오로 알킬기가 1가 또는 2가 이상의 에테르 결합을 가지고 있는 것을 의미할 수 있다.

일례로써, 상기 플루오로 알킬기는 탄소수 1 내지 20, 1 내지 16, 1 내지 12, 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 직쇄,분지쇄 또는 지환식 구조일 수 있다. 상기 직쇄 구조의 플루오로 알킬기는 -CF₂CF₃, -CH₂(CF₂)₄H, -CH₂(CF₂)₈CF₃ 또는 -CH₂CH₂(CF₂)₄H 등의 것일 수 있고, 상기 분지쇄 구조의 플루오로 알킬기는 CH(CF₃)₂, CH₂CF(CF₃)₂, CH(CH₃)CF₂CF₃ 또는 CH(CH₃)(CF₂)₅CF₂H 등의 것일 수 있으며, 지환식 구조의 플루오로 알킬기는 플루오로 사이클로헥실기, 플루오로 사이클로펜틸기 또는 이들의 치환된 알킬기 등 일 수 있다.

일례로써, 상기 플루오로 폴리에테르기는, -CH₂OCH₂CF₂CF₃, -CH₂CH₂OCH₂C₄F₈H, -CH₂CH₂OCH₂CH₂C₈C₁₇, -CH₂CH₂OCF₂CF₂OCF₂CF₂H, 불소 원자를 4개 이상 포함하는 탄소수 4 내지 20의 플루오로 사이클로 알킬기, -(CF₂O)_p-(CF₂CF₂O)_q-, -[CF(CF₃)CF₂O]_p-[CF₂(CF₃)]-, -(CF₂CF₂CF₂O)_p- 또는 -(CF₂CF₂O)_p- 등 일 수 있다. 여기서 p,q는 각각 정수이고, p+q는 1 내지 83, 1 내지 43, 또는 5 내지 23의 수일 수 있다.

상기 화학식 2에서 L은 단일 결합 또는 알킬렌기 또는 아릴렌기 이거나, 또는 상기 중 어느 하나를 포함하는 연결기 일 수 있다.

본 출원에서 용어 「알킬렌기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.

본 출원에서 용어 「아릴렌기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 또는 2개 이상의 벤젠이 축합 또는 결합된 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 2가 잔기를 의미할 수 있다. 아릴렌기는, 예를 들면, 벤젠, 나프탈렌 또는 플루오렌(fluorene) 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다.

더욱이 상기 연결기들은 옥시기, 카르보닐기, 카르보닐옥시기, 카르보닐이미노기 또는 설폰아미드기 등이나 이들의 결합된 관능기를 포함하고 있을 수 있다. 일례로써, 상기 화학식 2에서 L은 단일결합, 에틸렌기 또는 카르보닐이미노기와 결합한 에틸렌기 등 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 화학식 2에서 Ra는 라디칼 중합성 관능기를 의미할 수 있으며, 상기 라디칼 중합성 관능기는, 예를 들면 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기, 아크릴옥시알킬기, 메타크릴옥시알킬기, 알케닐기 또는 알릴기 등 일 수 있고, 바람직하게는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시, 아크릴옥시알킬기, 메타크릴옥시알킬기 또는 이들의 기에 임의 수소원자가 불소원자에 의해 치환된 기인 것이 좋다.

아크릴 화합물은, (메타)아크릴레이트계 모노머일 수 있다. 본 출원에서 용어 「(메타)아크릴레이트」는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는, 프로파르길 (메타)아크릴레이트, 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 펜타플루오르페닐 (메타)아크릴레이트, 푸르푸랄 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 사이클로헥실 (메타)아크릴레이트, 퍼플루오르데실 (메타)아크릴레이트 또는 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

고분자 박막의 형성에 이용되는 광 개시제는, 벤조인계, 히드록시 케톤계, 아미노케톤계 또는 포스핀 옥시드계 광개시제 등이 사용될 수 있고, 구체적으로는, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 n-부틸에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 아세토페논, 디메틸아니노 아세토페논, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰포리노-프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2-(히드록시-2-프로필)케톤, 벤조페논, p-페닐벤조페논, 4,4’-디에틸아미노벤조페논, 디클로로벤조페논, 2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 2-아미노안트라퀴논, 2-메틸티오잔톤(thioxanthone), 2-에틸티오잔톤, 2-클로로티오잔톤, 2,4-디메틸티오잔톤, 2,4-디에틸티오잔톤, 벤질디메틸케탈, 아세토페논 디메틸케탈, p-디메틸아미노 안식향산 에스테르, 올리고[2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판논] 및 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥시드 등을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

또한, 시판되는 광 개시제 중 예를 들어, Irgacure 184, Irgacure Irgacure250, Irgacure369, Irgacure651, Irgacure754, Irgacure784, Irgacure819, Irgacure907, Irgacure1173 Irgacure1300, Irgacure2959, DAROCUR 1173 또는 DAROCUR TPO 등의 광 개시제가 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 출원의 고분자 막은, 개시원(initation)인 광을 조사할 수 있는 광 조사부를 포함하는 장치를 이용하여 형성할 수 있다.

즉, 도 1에서와 같이 본 출원의 고분자 막은 전술한 중합성 화합물 및 광 개시제를 함유하고 있는 저장부(100); 개시원(initiation)인 광을 조사하는 광 조사부(200) 및; 고분자 막이 기재상에 유도되는 중합반응이 진행되는 챔버(300);를 포함하는 고분자 막의 형성장치에서 수행될 수 있다. 또한, 상기 챔버(300)는 고분자 막이 유도되는 기재가 위치하는 칠러(Chiller)(301), 저장부에 함유하는 중합성 화합물 및 광 개시제가 챔버(300)내로 유입될 수 있도록 하는 주입부(302) 및 진공펌프(303)를 포함할 수 있다.

보다 구체적으로 상기 iCVD법을 이용한 고분자 막은 하기 1) 내지 3)의 단계를 거쳐 형성될 수 있다.

1) 저장부에 저장되어 있던 기체상태의 중합성 화합물 및 광 개시제가 감압 상태 챔버의 일측에 포함된 주입부에 소정 부피 비율로 주입되는 단계;

2) 광 조사부에서 방출되는 광에 의해 광 개시제가 라디칼화 되는 단계 및;

3) 칠러(chiller)에 위치한 기재상에 상기 라디칼화 된 광 개시제가 중합성 화합물의 중합반응을 유도함으로써, 고분자 막을 증착하는 단계;

상기 단계 1)에서와 같이 중합성 화합물 및 광 개시제는 챔버의 주입부에 소정 부피비율, 예를 들면, 라디칼 중합성 화합물의 부피유량 대비 광 개시제의 부피유량을 1배 내지 4배 또는 1배 내지 2배의 범위로 조절하여 유입할 수 있다.

중합성 화합물 및 광 개시제가 주입되는 챔버내의 압력은, 기화 상태의 중합성 화합물 및 광 개시제가 전술한 2) 내지 3)의 단계를 수행할 수 있을 정도의 것이면 제한이 없다. 하나의 예시에서 챔버내의 압력은 진공 상태, 예를 들면 40mTorr 내지 200mTorr 또는 50mTorr 내지 180mTorr의 압력범위를 가질 수 있다.

상기 단계 2)에서 광 조사부에서 조사되는 광은, 예를 들면 UV 광일 수 있다. 상기 UV광의 조사량은, 광 개시제를 라디칼화 할 수 있을 정도의 적정량의 광이 조사될 수 있으며, 예를 들면 100 mW/cm² 내지 300 mW/cm² 범위의 UV광이 조사될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 단계 3)에서와 같이, 고분자 막은 칠러(Chiller)에 위치한 기재상에 증착 될 수 있다.

고분자 막을 증착 할 수 있는 기재는 특별히 제한되지 않으며, iCVD층의 적용처에 따라 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer), 고분자 필름, 고분자 섬유, 종이, 목재, 금속 산화물 또는 유리 등을 이용할 수 있다. 또한, 기재는 고분자 막을 효과적으로 증착하고, 기재와 고분자 막 사이에 결착력을 증대시키고자 임의의 표면 처리 또는 임의의 추가적인 층이 포함되어 있을 수 있다.

하나의 예시에서, 기재는 라디칼 중합성 관능기가 도입되어 있는 중간층을 포함하는 것일 수 있다. 즉, 본 출원의 고분자 막의 형성방법은 라디칼 중합성 관능기가 도입되어 있는 중간층이 형성된 기재상에 전술한 방법에 의해 고분자 막의 형성하는 것을 포함할 수 있다.

기재상에 형성되어 있는 중간층은, iCVD법에 의해 고분자 막이 증착될 경우, 기재와 고분자 막의 접착력을 증대시켜, 궁극적으로 광학 필름 등에 방오 특성 또는 내스크래치성 등을 증대시키고자 채택한 구성으로써, 라디칼 중합성 관능기가 도입되어 있을 수 있다.

상기 기재와 고분자 막의 접착력을 증대시키는 방법은, 예를 들면 중간층의 라디칼 중합성 관능기와 고분자 막의 라디칼 중합성 화합물의 관능기가 반응하는 것을 포함할 수 있다. 보다 구체적인 중간층에 대한 내용은, 광학 필름에서 후술한다.

고분자 막이 증착되는 기재의 표면온도는 20℃ 내지 50℃ 또는 30℃ 내지 40℃의 범위일 수 있다. 따라서, 고분자 박막은 기재의 온도가 상기 범위인 상태에서 증착 될 수 있으며, 예를 들면 고분자 박막은 기재의 온도가 20℃ 내지 50℃의 범위에 있는 상태에서 증착될 수 있다. 상기 기재 표면의 온도는, 증착되는 라디칼 중합성 화합물의 증기압 등을 고려하여 적절한 범위로 조절될 수 있다.

상기 단계 1) 내지 3)을 포함하는 고분자 막의 형성방법은, 전술한 바와 같이 광 조사부를 포함하는 챔버내에서 수행이 되며, 개시원(initiation source)으로써 고온의 필라멘트를 사용하는 대신 광, 예를 들면 UV광을 이용하여 챔버 내의 온도를, 예를 들면 100℃이하, 90℃이하 또는 80℃이하, 70℃이하 또는 60℃이하로 유지함으로써, 균일한 두께를 가지는 고분자 막을 형성할 수 있다.

챔버 내의 온도는, 기재의 표면 온도를 고려하여 전술한 범위에서 적절한 온도가 설정될 수 있다. 고분자 막의 증착은 낮은 온도의 표면에서 주로 진행이 되기 때문에, 챔버 내의 온도가 기재의 표면온도 보다 낮게 설정될 경우, 기재의 표면에 원활한 고분자 막의 증착이 이루어 지기 어렵기 때문이다. 상기 챔버 내 온도의 하한값은 예를 들면, 50℃이상일 수 있다.

상기 고분자 막의 형성방법에 의해 형성된 고분자 막은, 그 적용처에 따라 다양한 두께를 가질 수 있으며 하나의 예시에서, 25nm 내지 800nm 또는 50nm 내지 400nm의 두께 범위를 가지도록 형성된 것일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 출원의 고분자 막의 형성방법은 전술한 바와 같이, 광 개시제를 이용함으로써, 기재상에 균일한 두께를 가지는 막을 형성할 수 있고, 고분자 막의 용도에 따라 목적하는 두께범위를 가지도록 하는 공정의 단순화를 도모할 수 있다.

또한, 상기와 같은 공정을 통해 형성된 고분자 막을 광학 필름 또는 유기전자소자용 기판 등에 적용하였을 때, 각 제품의 달성하고자 하는 물성, 예를 들면 광학 필름의 방오 특성 또는 내스크래치성 이나 유기전자소자용 기판의 기체 등에 대한 배리어성의 확보에 보다 유리할 수 있다.

본 출원은 상기와 같은 방법에 의해 형성된 고분자 막의 용도에 관한 것이다.

하나의 예시에서 본 출원은 상기 고분자 막의 형성방법에 의해 형성된 고분자 막을 포함하는 광학 필름에 관한 것일 수 있다. 즉, 본 출원은 기재층 및 상기 기재층상에 형성되는 고분자 막을 포함하는 광학 필름에 관한 것일 수 있다. 상기 고분자 막은 전술한 바와 같이, 광 개시제를 이용한 iCVD법에 따라 형성된 것이다.

상기와 같이, 기재층상에 iCVD법을 이용하여 균일한 두께의 고분자 막을 형성함으로써, 방오 특성 및 내스크래치성이 보다 더 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다. 또한, 광학 필름에 적용하기에 적합한 두께 범위를 달성함에 있어, 목적 두께와 실제 증착 두께 사이의 오차를 줄여, 광학 필름 제조 공정상의 변수를 최소화할 수 있다.

광학 필름에 이용되는 기재층은, 투명성이나 빛의 굴절률 등의 광학 특성, 또 내 충격성, 내열성 또는 내구성 등을 고려하여 선택될 수 있으며, 필름 또는 시트 타입으로 디스플레이 장치 등의 광학용 부재로 사용될 수 있는 유기 고분자층이면 제한 없이 이용가능 할 수 있다.

구체적인 일례로써, 상기 기재층은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리 에스테르; 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부틸 셀룰로오스 또는 아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스; 6-나일론 또는 6,6-나일론 등의 폴리아미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 폴리머; 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트 또는 에틸렌비닐알코올 등의 유기 고분자로 형성된 것을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 광학 필름의 기재층은 상기 1종 또는 2종이상의 혼합물 또는 중합체로 형성된 것일 수도 있고, 복수의 층을 적층 시킨 구조의 것일 수도 있다.

또한, 기재층에는 공지의 첨가제, 예컨대, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 가소제, 윤활제, 착색제, 산화방지제 또는 난연제 등이 포함되어 있을 수 있다.

광학 필름의 기재층은, 표면이 개질 된 것일 수 있다. 상기 표면 개질은 후술한 코팅액의 도포시 필름의 접착력 부족으로 도막이 탈리 하는 등의 현상을 방지하고자 하는 목적에서 실시하는 것으로써, 화학적 처리, 코로나 방전 처리, 기계적 처리, 자외선(UV) 처리, 활성 플라즈마 처리 또는 글로우 방전 처리 등의 처리방식을 채택할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

기재층의 두께는 광학 필름의 투명성, 박막화 및 가공시에 장력에 의한 주름 등의 발생을 최소화 하기 위한 목적 등을 고려한 적절한 두께를 설정할 수 있고, 예를 들면 10㎛ 내지 80㎛, 또는 20㎛ 내지 50㎛의 두께범위를 가지는 것을 이용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

광학 필름의 고분자 막은, 중합성 화합물 및 광 개시제를 이용하여 형성된 것일 수 있다.

광학 필름의 고분자 막을 형성하는데 이용되는 중합성 화합물 및 광 개시제는 전술한 고분자 막의 형성방법에서 언급한 모든 내용이 포함될 수 있다.

하나의 예시에서, 고분자 막은 중합성 화합물이 광 개시제에 의해 중합되어 형성된 막이므로, 중합성 화합물로부터 유래되는 중합단위를 포함할 수 있다. 즉, 고분자 막은 불소 화합물, 아크릴 화합물, 실란 화합물, 실록산 화합물 및 비닐계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 중합성 화합물로부터 유래되는 중합단위를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 「중합성 화합물로부터 유래되는 중합단위」는 중합성 화합물이 중합되어 형성된 중합체의 측쇄 또는 주쇄 등의 골격에 상기 중합성 화합물이 포함되어 있는 상태를 의미할 수 있다.

광학 필름에 포함되는 고분자 막의 형성에 이용되는 중합성 화합물은, 광학 필름의 물성, 예를 들면 방오 특성 또는 내스크래치성 등을 광학 필름에 부여할 수 있는 역할을 하는 것으로써, 상기 물성의 확보 측면을 고려하여 전술한 물질 중에 적절한 것이 선택될 수 있다.

보다 구체적으로, 내스크래치성을 향상시킬 목적으로 사용될 수 있는 상기 중합성 화합물은 다관능성 화합물, 예를 들면, 모노머내에 관능기를 2 내지 6개 포함할 수 있는 다관능성 화합물로써, 다관능성 아크릴 화합물, 다관능성 실란 화합물, 다관능성 실록산 화합물 또는 다관능성 비닐계 모노머 등이 예시될 수 있다. 또한, 방오 특성을 향상시킬 목적으로 사용될 수 있는 상기 중합성 화합물은 불소 화합물 등이 예시될 수 있다.

고분자 막의 증착 두께는, 광학 필름의 박형화 및 광학적 특성 등을 고려하여 적절한 범위가 선택될 수 있고, 예를 들면 25nm 내지 300nm 또는 50 내지 200nm의 범위 내일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 기재층 및 후술하는 중간층의 두께에 따라 상기 수치범위는 변경될 수 있다.

상기와 같이, 기재층상에 광 개시제를 이용한 iCVD법에 의해 형성된 고분자 막을 포함하는 광학 필름은, 목적하는 두께의 고분자 막을 오차 없이 균일하게 증착함으로써, 방오 특성 및 내스크래치성이 보다 더 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.

기재층상에 고분자 막을 형성하는 방법은, 예를 들면 기재층상에 고분자 막을 iCVD법을 이용하여 직접 형성하는 방법, 기재층을 전술한 바와 같이 적절히 표면 개질을 한 후, 고분자 막을 형성하는 방법 또는 기재층과 고분자 막의 결착력을 증대시키기 위해, 소정의 중간층을 형성하는 방법 등이 있다.

하나의 예시에서, 광학 필름은 기재층과 고분자 막 사이에 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층을 포함할 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 광학 필름은, 기재층(400); 상기 기재층(400)상에 형성되어 있는 라디칼 중합성 관능기가 도입되어 있는 중간층(500) 및 상기 중간층(500)상에 형성되어 있는 고분자 막(600)을 포함할 수 있다.

광학 필름의 상기 중간층에 도입되어 있는 라디칼 중합성 관능기는 고분자 막에 포함되어 있는 중합성 화합물로부터 유래하는 중합단위의 중합성 관능기와 반응하여 기재층과 iCVD층의 접착력을 향상시키기 위한 역할을 하는 것으로써, 상기 목적을 달성할 수 있으면 제한 없는 형태로 중간층에 도입되어 있을 수 있다.

일례로써, 상기 중간층에 도입된 라디칼 중합성 관능기는 라디칼 중합을 통해 중간층을 형성하기 위한 라디칼 중합성 화합물로부터 유래되는 것일 수 있다.

상기 라디칼 중합성 화합물은 기재층상에 라디칼 중합 반응을 통해 중간층을 형성할 수 있는 물질로써, 라디칼 중합성 관능기를 포함하는 것이면 제한 없이 이용가능 할 수 있다.

일례로써, 상기 라디칼 중합성 화합물은 다관능성 아크릴레이트일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 출원에서 용어 「다관능성 아크릴레이트」는 2개 이상의 라디칼 중합성 관능기를 가지는 아크릴레이트를 의미할 수 있으며, 상기 라디칼 중합성 관능기는 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기 일 수 있다.

상기 다관능성 아크릴레이트 화합물 중, 2관능성 아크릴레이트 화합물의 일례는 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 (메타)아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 노난디올 디(메타)아크릴레이트, 에톡시화헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 프로폭시화헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 아크릴레이트네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에폭시화네오펜딜글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 또는 하이드록시피발산네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트 등일 수 있다.

상기 다관능성 아크릴레이트 화합물 중, 3관능성 이상의 아크릴레이트 화합물의 일례는 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에톡시화트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭시화트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스2-하이드록시에틸이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트 또는 글리세린 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트 또는 디트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트 등의 3 관능의 아크릴레이트 화합물이나, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 지트리메치로르프로판 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 디트리메틸올프로판 헥사(메타)아크릴레이트 등의 3 관능 이상의 다관능 아크릴레이트 화합물 등일 수 있다.

중간층의 두께는, 고분자 막을 포함하는 광학 필름의 박형화 등을 고려하여 적절한 두께범위를 채택할 수 있고, 일례로써, 50nm 내지 100nm 범위의 두께를 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

본 출원의 기재층상에 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층을 형성하는 방법은 공지의 다양한 방법이 이용될 수 있다. 일례로써, 상기 중간층은 라디칼 중합성 화합물을 포함하는 중간층의 형성을 위한 조성물을 기재층에 도포하여 도막을 만든 후, 열, 자외선 또는 전자선 등을 조사하여 라디칼 반응을 유도함으로써 형성할 수 있다. 이 때, 도막을 형성하는 방법으로는 해당 기술분야에 통상적으로 알려져 있는 방식이라면 특별한 제약을 두지 않고 모두 이용 가능할 수 있고, 기재층의 형상 및 재질에 따라 그라비아 코팅, 리버스 롤 코팅, 리버스 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 스프레이 코팅, 나이프 코팅, 다이코팅, 딥 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 와이어 바코팅 등의 다양한 방법을 이용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 본 출원의 용어 「중간층을 형성하기 위한 조성물」은 라디칼 중합성 화합물 및 기타 첨가물을 기재층상에 도포하여 중간층을 형성하기 위한 조성물을 의미할 수 있다.

상기 중간층을 형성하기 위한 조성물에는 필요에 따라 용매를 포함할 수 있다. 용매로써는 톨루엔, 크실렌, 사이클로헥산 또는 사이클로헥실 벤젠등의 방향족 탄화수소류; n-헥산 등의 탄화수소류; 디부틸 에테르, 디메톡시 메탄, 디메톡시 에탄, 디에톡시에탄, 프로필렌 옥사이드, 디옥산, 디옥소란, 트리옥산 또는 테트라하이드로퓨란 등의 에테르류; 메틸 이소부틸 케톤, 메틸 부틸 케톤, 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 디에틸 케톤, 지푸로 필 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 메틸 사이클로헥사논 또는 메틸 사이클로헥사논 등의 케톤류; 포름산 에틸, 포름산 프로필, 포름산 n-펜틸초산메틸, 초산에틸, 프로피온산 메틸, 프로피온산 에틸, 초산 n-펜틸 또는 γ-프치로락톤등의 에스테르류; 메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브 또는 셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브류; 메탄올, 에탄올, n-프로필 알코올, 이소프로필 알코올 또는 에틸렌글리콜 등의 알코올류; 또는 물 등 중에서 도막 공정의 방식 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.

또한, 상기 조성물에는 중간층의 기능 및 중합의 종류에 따라 다양한 공지의 첨가제들이 더해질 수 있으며, 일례로써 광 개시제, 레벨링제, 웨팅제, 소포제, 적외선 흡수제, 밀착성 향상제, 자외선 흡수제, 굴절률 조정제, 광 증감제, 표면 조정제 및 실리카 등이 첨가될 수 있다. 즉, 기재층 도포된 라디칼 중합성 화합물을 중합하기 위해, 필요에 따라 광 개시제 및 광 증감제를 포함할 수 있다. 광 개시제는 라디칼 중합성 화합물의 중합하기 위해 시판되는 다양한 종류의 것을 이용할 수 있다.

보다 구체적으로, 중간층을 형성하는 공정은 라디칼 중합성 화합물, 용매, 개시제 등을 포함하는 조성물을 광학 필름 기재층 상에 도포두께 1㎛ 내지 3㎛의 범위로 도포한 후, 30℃ 내지 150℃의 온도에서 30초 내지 10분 동안 건조 및 UV광을 조사하여 경화시키는 것을 포함할 수 있다. 상기 UV광의 조사량은 약 0.01~10J/cm²　이고, 바람직하게는 0.1~2J/cm²　일 수 있다.

상기와 같은 공정을 통해 형성된 중간층에는 라디칼 중합 반응 후에 잔류하는 라디칼 중합성 관능기가 도입되어 있을 수 있다.

광학필름은, 중간층에 도입된 라디칼 중합성 관능기와 고분자 막에포함되어 있는 중합성 관능기가 반응한 상태로 존재할 수 있다. 상기 반응을 통해 iCVD층의 광학 필름 기재층에 대한 우수한 접착력을 확보할 수 있고, 방오 특성, 내스크래치성 등의 물성을 안정적으로 부여할 수 있는 광학 필름을 제공할 수 있다.

본 출원은 또한, 전술한 고분자 막의 형성방법에 따라 형성된 고분자 막을 포함하는 유기전자소자용 기판에 대한 것일 수 있다. 즉, 본 출원은 플렉서블 기재 필름 및 상기 플렉서블 기재 필름상에 형성된 고분자 막을 포함하는 유기전자소자용 기판에 대한 것일 수 있다. 상기 고분자 막은 전술한 바와 같이, 광 개시제를 이용한 iCVD법에 따라 형성된 것 일 수 있다.

플렉서블 기재 필름상에 균일한 두께의 고분자 막을 형성함으로써, 기체 등에 대한 차단 특성이 우수한 유기전자소자용 기판을 제공할 수 있다. 또한, 유기전자소자용 기판에 적용하기에 적합한 두께 범위를 달성함에 있어, 목적 두께와 실제 증착 두께 사이의 오차를 줄여, 유기전자소자용 기판의 제조 공정상 변수를 최소화할 수 있다.

본 출원의 기판에 적용되는 플렉서블 기재 필름의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 기재 필름으로 업계에서 통상 플렉서블 소자의 구현에 사용될 수 있는 것으로 알려져 있는 것, 예를 들면, 0.05MPa 내지 5,000MPa 또는 0.5MPa 내지 2,500MPa 범위의 탄성계수를 가지는 플렉서블(Flexible)한 층일 수 있다.

이러한 기재 필름의 대표적인 예로는 고분자 필름 등이 있다. 고분자 필름의 예로는, 트리아세틸셀룰로오스, 에틸렌비닐알코올, 폴리비닐리덴 클로라이드, 폴리아크릴로니트릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리 아믹산, 폴리아릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리메타아크릴레이트, 환상형 올레핀 공중합체, 폴리스티렌, 폴리에테르설폰, 폴리이미드, 폴리노르보넨, 폴리아마이드 또는 폴리설폰 등을 포함하는 필름이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

유기전자소자용 기판에 포함되는 고분자 막은, 플렉서블 기재 필름과 후술하는 배리어층과의 접착력을 증대시켜, 기체 등에 대한 차단 특성을 높이기 위해 채택한 구성으로써, 구체적인 물질 및 증착 방법은 전술한 고분자 막의 형성방법 또는 광학 필름에서 언급한 바와 같다.

플렉서블 기재 필름상에 증착되는 고분자 막의 두께는, 예를 들면, 25nm 내지 160nm 또는 25nm 내지 100nm 등의 범위를 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.

유기전자소자용 기판은, 고분자 막 상에 증착된 배리어층을 더 포함할 수 있다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이 유기전자소자용 기판은 플렉서블 기재 필름(700); 상기 플렉서블 기재 필름상에 광 개시제를 이용한 iCVD법에 의해 형성된 고분자 막(600) 및 상기 고분자 막(600)상에 형성되어 있는 배리어층(800)을 포함할 수 있다.

유기전자소자용 기판에 포함되는 배리어층은 산소 등의 기체 또는 수분 등을 차단하는 역할을 하는 것으로써, 그 소재는 iCVD법을 이용하여 형성된 고분자 막에 형성되어 목적하는 기체 등에 대한 차단 특성을 확보할 수 있는 것이면 제한 없이 이용 가능 할 수 있다.

하나의 예시에서 배리어층은 In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Zr, Hf, Zn. Al, Si, La, Ti 또는 Ni 등의 금속; 상기 금속의 산화물; 상기 금속의 잘화물; 상기 금속의 산질화물 또는 상기 금속의 불화물 등의 물질을 포함하는 것일 수 있다.

배리어층의 형성방법은, 산소 등의 기체 및 수분 등을 차단하는 목적을 달성할 수 있는 모든 방법을 이용할 수 있으며, 물리적 기상증착법, 화학 기상 증착법, 플라즈마 촉진 화학증착법, 원자층 증착법 등이 있으나 버퍼층 상에 증착의 용이성, 두께와 조성의 정밀조정 특성, 기판의 가요성 확보 등의 측면에서 원자층 증착법이 보다 효과적이다.

원자층 증착법이란, 일례로써, 하기 화학 반응식 (1)과 같이 AX와 BY라는 기체 형태의 물질을 원료로 이용하여 AB라는 고체물질로 된 박막을 증착하고, 생성된 기체형태의 XY 부산물을 제거하는 과정을 연속적으로 반복함으로써, 원자층을 적층하여 원하는 두께와 조성의 박막을 얻을 수 있는 방법을 의미할 수 있다.

화학 반응식 (1)

AX(g)+BY(g) → AB(s)+XY(g)

따라서, 상기와 같이 본 발명에 따른 원자층 증착법 등에 의해 형성된 배리어층은 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.

배리어층의 두께는, 0.001㎛ 내지 1㎛ 또는 0.01㎛ 내지 1㎛ 일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 산소 등의 기체 및 수분 등을 차단하는 목적을 달성할 수 있는 정도의 두께이면 제한 없이 이용가능 할 수 있다.

상기, 유기전자소자용 기판의 제조방법은 크게 플렉서블 기재 필름상에 전술한 iCVD법을 이용하여 고분자 막을 형성한 후, 상기 고분자 막 상에 원자층 증착법에 의해 배리어층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.

전술한, 기재층, 광 개시제를 이용한 iCVD법에 의해 형성된 고분자 막 및 배리어층을 포함하는 유기전자소자용 기판은, 기재층상에 균일한 두께의 고분자 막을 목적하는 두께와 오차 없이 형성함으로써, 후에 형성되는 배리어층에 의한 기체 등에 대한 차단 특성의 우수성을 확보할 수 있고, 목적하는 OLDE 등의 유기전자소자에서 요구하는 투습율(Water Vapor Transmittance Rate,WVTR) 및 투산소율(Oxygen Transmittance Rate,OTR)을 달성할 수 있다.

이하, 본 출원의 기체상태의 중합성 화합물 및 광 개시제를 이용하여 고분자 막을 형성하는 방법에 대하여 실시예 및 비교예를 들어 설명하나, 하기예는 본 출원에 따른 일례에 불과할 뿐, 본 출원의 기술적 사상을 제한하는 것은 아니다.

[측정 방법]

1.iCVD법을 이용한 고분자 막의 두께

고분자 막을 형성하는 화합물을 증착하면서 레이저를 조사하고 반사되는 빛의 광량을 측정하여 증착 두께변화를 관찰하였다. 또한, 증착되는 면에 일부분을 증착되지 않게 가린 후에, 증착된 부분과 증착되지 않은 부분의 층이 나타나는 부분을 알파스텝 장비를 이용하여 두께를 측정하였다.

[실시예 1]

기재상에 iCVD 방식으로, 목적 두께 100nm의 고분자 막을 형성하였다. 고분자 막은, 모노머로는 글리시딜 메타크릴레이트를 사용하고, 광 개시제로는 2-히드록시-2-케틸-1-페닐-프로판-1-온(시판명: Iagacure®1173)을 이용하여 형성하였다. 구체적으로 챔버내의 칠러(Chiller)상에 PET 필름을 고정시키고, 상기 모노머와 개시제를 기체 상태로 챔버로 도입하되, 광 조사부에서 UV광을 225mW/cm²의 광량으로 조사하여 광 개시제의 라디칼화를 유도하고, 상기 기체상태 모노머의 중합을 기재상에 유도하여 고분자 막을 형성하였다. 이 과정에서 기재의 표면 온도는 약 25℃로 유지하였고, 전체 챔버의 압력은 약 180 mTorr로 유지하였으며, 전체 챔버의 온도는 55℃로 유지하였다. 또한 챔버로 유입되는 개시제의 유입 비율은 부피를 기준으로 모노머 대비 개시제의 유입 비율이 약 2배가 되도록 조절하였다. 이러한 방식으로 두께가 약 100 nm가 될 때, UV광을 차단하여 고분자 막을 형성하였고, 실시예 1에 따른 고분자 막에 대한 내용은 하기 표 1과 같다.

[실시예 2]

챔버의 압력을 150mTorr로 하고, 모노머 대비 개시제의 유입 비율이 약 1배가 되도록 한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방식으로 고분자 막을 형성하였다. 실시예 2에 따른 고분자 막에 대한 내용은 하기 표 1과 같다.

[실시예 3]

기재의 온도를 약 35℃로 한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 방식으로 고분자 막을 형성하였다. 실시예 3에 따른 고분자 막에 대한 내용은 하기 표 1과 같다.

[실시예 4]

모노머로서, 퍼플루오로데실 메타크릴레이트를 이용하고, 기재의 온도를 약 40℃로 하며, 모노머 대비 개시제의 유입 비율이 약 1배가 되도록 하고, 챔버의 압력을 60mTorr로 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 고분자 막을 형성하였다. 실시예 4에 따른 고분자 막에 대한 내용은 하기 표 1과 같다.

[실시예 5]

기재의 온도를 30℃로 하고, 챔버의 압력을 50mTorr로 한 것을 제외하고는,실시예 4와 동일한 방식으로 iCVD층을 형성하였다. 실시예 5에 따른 고분자 막에 대한 내용은 하기 표 1과 같다.

[비교예]

광 개시제 대신에 열 개시제(터트-부틸 퍼옥사이드)를 이용하고, 챔버내에 개시제원인 고온 필라멘트의 온도를 180℃ 정도로 유지하여 개시제의 라디칼화와 모노머의 기화를 유도한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방식으로 iCVD층을 형성하였다. 두께가 100nm가 될 때, 필라멘트의 가열을 중단하고 고분자 막을 형성하였다. 비교예 1에 따른 고분자 막에 대한 내용은 하기 표 1과 같다.

	개시제 종류	기재온도(℃)	챔버 압력(mTorr)	챔버 온도(℃)	고분자 막의 목적 두께(nm)	실제 증착된 고분자 막의 두께(nm)	두께 범위 오차(%)
실시예 1	Iagacure®1173	25	180	55	100	103	3%
실시예 2	Iagacure®1173	25	150	55	100	104	4%
실시예 3	Iagacure®1173	25	150	55	100	103	3%
실시예 4	Iagacure®1173	40	60	55	100	101	1%
실시예 5	Iagacure®1173	30	50	55	100	100	0%
비교예	터트-부틸 퍼옥사이드	25	180	55	100	115	15%

* 두께 범위 오차(%) = [(실제 증착두께 - 목적 두께)/ 목적 두께] x 100

100 : 저장부, 200 : 광 조사부, 300 : 챔버
301 : 칠러(Chiller), 302 : 주입부, 303 : 진공펌프
400 : 기재층. 500 : 중간층, 600 : 고분자 막
700 : 플렉서블 기재 필름, 800 :버퍼층

Claims (18)

1. 기체상태의 중합성 화합물의 중합을 광 개시제를 이용하여, 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층이 형성된 기재상에 유도함으로써 고분자 막을 형성하는 고분자 막의 형성방법.
2. 제 1항에 있어서, 중합성 화합물은 불소 화합물, 아크릴 화합물, 실란 화합물, 실록산 화합물 및 비닐계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나인 고분자 막의 형성방법.
3. 제 1항에 있어서, 중합성 화합물은 하기 화학식 1의 화합물인 고분자 막의 형성방법.
   [화학식 1]
   

   

   
   화학식 1에서, R_f는 플루오로 알킬기 또는 플루오로 폴리에테르기이고, L은 단일 결합, 알킬렌기, 아릴렌기 또는 헤테로 알킬렌기이거나, 또는 상기 단일 결합, 알킬렌기, 아릴렌기 및 헤테로 알킬렌기 중 어느 하나를 포함하는 연결기이며, R_A는 라디칼 중합성 관능기이고, n 및 m은 각각 독립적으로 1 내지 3의 범위 내의 수이다.
4. 제 1항에 있어서, 광 개시제는 벤조인계, 히드록시 케톤계, 아미노케톤계 또는 포스핀 옥시드계 광 개시제인 고분자 막의 형성방법.
5. 제 1항에 있어서, 고분자 막의 두께를 25nm 내지 800nm로 조절하는 고분자 막의 형성방법.
6. 삭제
7. 제 1항에 있어서, 고분자 막이 형성되는 기재의 온도를 20℃ 내지 50℃의 범위로 유지하는 고분자 막의 형성방법.
8. 제 1항에 있어서, 기재는 실리콘 웨이퍼(Silicon wafer), 고분자 필름, 고분자 섬유, 종이, 목재, 금속 산화물 또는 유리인 고분자 막의 형성방법.
9. 제 1항에 있어서, 고분자 막은 압력이 40mTorr 내지 200mTorr의 범위인 챔버내에서 수행되는 고분자 막의 형성방법.
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서, 중간층의 라디칼 중합성 관능기와 고분자 막의 라디칼 중합성 화합물의 관능기가 반응하는 것을 포함하는 고분자 막의 형성방법.
12. 기재층; 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층; 및 상기 중간층상에 제 1항의 방법에 따라 형성되는 고분자 막;을 포함하고,
    상기 기재층과 고분자 막 사이에 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층의 라디칼 중합성 관능기와 고분자 막의 라디칼 중합성 화합물의 관능기가 반응한 상태로 존재하며,
    상기 고분자 막의 두께는 25㎚ 내지 300㎚인 광학 필름.
13. 제 12항에 있어서 기재층은 폴리올레핀, 폴리에스테르, 셀룰로오스, 폴리아미드, 아크릴 폴리머, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트 및 에틸렌비닐알코올 중에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 광학 필름.
14. 제 12항에 있어서, 고분자 막은 불소 화합물, 아크릴 화합물, 실란 화합물, 실록산 화합물 및 비닐계 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 라디칼 중합성 화합물로부터 유래되는 중합단위를 포함하는 광학 필름.
15. 제 14항에 있어서, 기재층과 고분자 막 사이에 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층의 라디칼 중합성 관능기와 고분자 막의 라디칼 중합성 화합물의 관능기가 반응한 상태로 존재하는 광학 필름.
16. 삭제
17. 플렉서블 기재 필름; 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층; 및 상기 중간층상에 제 1항의 방법에 따라 형성되는 고분자 막;을 포함하고,
    상기 플렉서블 기재 필름과 고분자 막 사이에 라디칼 중합성 관능기가 도입된 중간층의 라디칼 중합성 관능기와 고분자 막의 라디칼 중합성 화합물의 관능기가 반응한 상태로 존재하며,
    상기 고분자 막의 두께는 25㎚ 내지 160㎚인 유기전자소자용 기판.
18. 제 17항에 있어서, 고분자 막 상에 증착되는 배리어층을 더 포함하는 유기전자소자용 기판.

Images