KR19980051991A - 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 고밀착성 투명 도전성 필름 및 그의 제조방법 - Google Patents

Abstract

베이스 기재와 상기의 베이스 기재의 일면에 형성된 투명 도전층과 상기 투명 도전층 위에 형성된 니켈 금속층을 포함하는 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름을 사용하여 제조된 일렉트로 루미네선스 표시 소자는 저온에서 제조가 가능하며, 생산성이 높은 동시에 투명 도전층과 발광층의 밀착성을 향상시킬 수 있다.

Description

일렉트로 루미네선스 표시 소자용 고밀착성 투명 도전성 필름 및 그의 제조 방법

[산업상 이용 분야]

본 발명은 투명 도전성 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 생산성이 향상되고, 발광층과의 밀착성이 우수하여 발광 소자인 일렉트로 루미네선스(electro luminescence) 표시 소자에 적합하게 사용될 수 있는 투명 도전성 필름 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.

[종래기술]

평면 발광 광원으로서 액정 표시 장치의 백라이트(backlight) 등으로 사용되는 일렉트로 루미네선스 표시 소자는 그 용도가 점차 확대되는 추세에 있다. 일반적으로 사용되고 있는 일렉트로 루미네선스 표시 소자의 구조를 도 1을 참조로 설명한다. 도 1에서 알 수 있듯이, 일렉트로 루미네선스 표시 소자는 베이스 기재(1), 투명 도전층(2), 발광층(4), 절연층(5), 배면 전극(6)과 같은 구조로 구성되어 있다. 일반적으로 투명 도전성 필름이라고 하면 상기의 베이스 기재와 투명 도전층을 합한 것을 의미하며, 경우에 따라서 발광층과 투명 도전층을 접착시키기 위한 밀착 보강층(3')을 포함하기도 한다. 절연층은 SiN₄, SiO₂, BaTiO₃, Al₂O₃등의 분말이 사용되며, 발광층은 황화아연(ZnS)과 망간(Mn)으로 이루어진 혼합 형광 분말이 사용되어, 이들 분말이 각각 시아노 에틸 셀룰로오스계 수지의 바인더 중에 분산되어 있다. 투명 도전층은 In₂O₃과 Sn₂O₃의 혼합 산화물(ITO)이 이용되고 있다. 베이스 기재로서는 유리 기판 또는 폴리에스터 필름 등이 사용되고 있다. 하지만 이와 같은 발광 소자에 있어서는 발광층과 투명 도전층과의 밀착성이 불량하여 전면적으로 균일한 발광이 일어나지 않을 뿐만 아니라, 일렉트로 루미네선스 표시 소자의 수명이 짧아지는 경향이 있다.

상기와 같이 발광층을 형성하는 바인더인 시아노 에틸 셀룰로오스와 투명 도전층과의 밀착성을 향상시켜, 균일한 발광을 유도하고, 일렉트로 루미네선스 표시 소자의 수명을 연장시킬 필요에 의하여, 일본 특허출원 평2-63736호, 소64-81112호는 투명 도전층 위에 루테니움(Ru), 로디움(Rh), 파라디움(Pd), 니켈(Ni) 등의 여러 가지 금속 산화물 층(3')을 형성하는 방법에 대하여 기술하고 있다. 한편 이러한 금속 산화물을 투명 도전층 위에 형성하는 방법으로서는,

① 투명 도전층 위에 금속을 박막화하고 가열하여 금속 산화물층을 형성하는 방법;

② 반응성 스퍼터링(sputtering)법에 의해 투명 도전층 위에 직접 금속 산화물층을 형성하는 방법;

③ 금속 산화물의 타켓을 사용하여 스퍼터링 방법에 의하여 금속 산화물층을 형성하는 방법;

등이 알려져 있다. 그러나 ①의 방법을 이용할 경우에는 베이스 필름이 강한 내열성을 가져야 하며, 가열 처리 공정에 비용과 시간이 과다하게 소요되는 문제점이 있다. 그리고 ②와 ③의 스퍼터링 방법이란 방전을 이용하여 음극으로 사용한 금속을 비산시키고, 대상 물질을 양극으로 하여 그 위에 둔 기판에 금속을 부착시켜서 박막을 형성하는 방법이다. 이와 같은 스퍼터링법은 보통 저압 분위기에서 행하여지며, 밀폐된 케이스의 내부에 타켓과 대상 물질을 위치시키고 아르곤 가스등과 같은 캐리어 가스(carrier gas)를 충진함으로써 소정의 스퍼터링 장치가 구성된다. 이와 같이 구성된 스퍼터링 장치에 의하여 타켓과 대상 물질에 전압을 인가하면 플라즈마 상태의 프로세서 가스의 이온이 타켓을 타격하여 타켓의 최외각 전자를 이탈하게 하고, 이탈된 최외각 전자가 대상 물질에 흡착됨으로써 타켓 물질이 대상 물질에 부착되어 박막이 형성된다.

그러나 ②의 반응성 스퍼터링법을 이용할 경우에는 통상 플라즈마 발생을 위한 캐리어 가스로 사용되는 아르곤(Ar) 가스와 산화물을 형성하기 위한 산소의 정밀한 제어가 곤란하며, ③의 금속 산화물 타켓을 사용하는 스퍼터링법을 이용할 경우에는 금속 타켓을 이용하는 경우에 비하여 성막 속도가 낮아져 생산성이 저하되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 저온에서 제조가 가능하며, 생산성이 높은 동시에 투명 도전층과 발광층의 밀착성(접착성)을 향상시켜, 균일한 발광이 가능하며, 수명이 향상된 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 고밀착성 투명 도전성 필름을 제공하는 것이다.

도 1은 종래의 일렉트로 루미네선스 표시 소자를 나타내는 단면도.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의하여 제조된 일렉트로 루미네선스 표시 소자를 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 기호의 설명 *

1: 베이스 기재

2: 투명 도전층

3: 밀착 보강층(니켈 금속층) 3': 밀착 보강층(금속 산화물층)

4: 발광층

5: 절연층

6: 배면 전극

상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 베이스 기재와 상기의 베이스 기재의 일면에 형성된 투명 도전층과 상기 투명 도전층 위에 형성된 니켈 금속층을 포함하는 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름을 제공한다.

또한, 본 발명은 베이스 기재의 어느 일면에 투명 도전성 필름을 형성하는 단계; 상기 투명 도전층의 위에 니켈을 타켓으로 사용하고, 아르곤(Ar)을 캐리어 가스로 사용하여 스퍼터링 방법에 의하여 니켈 금속층을 형성하는 단계를 포함하는 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름의 제조 방법을 제공한다.

여기에서, 상기한 베이스 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 것이 바람직하고, 상기한 투명 도전층의 두께는 150 내지 2000Å이고, 상기한 금속층은 두께가 5 내지 15Å이며, 표면 저항이 30 내지 1000Ω/□인 것이 바람직하다.

[실시예]

대표적인 실시예

본 발명의 대표적인 실시예를 첨부된 도 2를 참조로 설명하면 다음과 같다.

용이한 가공성을 위하여 50 내지 300㎛ 두께, 바람직하게는 80 내지 150㎛ 두께의 폴리에스터 필름 등과 같은 베이스 기재(1)에 10^-3내지 10^-4torr의 감압하에서 캐리어 가스로 아르곤 가스, 산소 가스 또는 이들의 혼합 가스를 사용하고, ITO(indium tin oxide) 타켓을 사용하여 스퍼터링 방법으로 투명 도전층(2)을 형성한다. 형성된 투명 도전층의 조성은 산화 인듐이 약 90∼95중량부, 산화 주석이 약10∼5중량부이며, 그 두께는 150 내지 2000Å이다. 이어서, 10^-3내지 10^-4torr의 감압하에서 캐리어 가스로 아르곤 가스를 사용하고, 니켈 금속 타켓을 사용하여 스퍼터링 방법으로 니켈 금속층(3)을 형성함으로써 본 발명의 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름을 제조한다. 얻어진 니켈 금속층의 두께는 약 5 내지 15Å인 것이 바람직하며, 표면 저항은 약 30 내지 1000Ω/?으로써, 이보다 높은 저항치를 가질 경우는 실용적인 발광 강도를 얻기에 부적합하다. 제조된 투명 도전성 필름의 투과율은 통상 80% 이상을 나타낸다.

바람직한 실시예

본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 그러나 하기한 실시예는 본 발명의 구성 및 효과를 나타내는 본 발명의 일 실시예일 뿐 본 발명이 하기한 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

150㎛ 두께의 폴리에틸렌 테레프탈레이터(polyethylene terephthalate) 필름에 3.5 × 10^-3torr의 감압하에서 캐리어 가스로 250ccm의 아르곤 가스와 5.0ccm의 산소 가스를 사용하고, 산화 인듐 : 산화 주석이 90 : 10의 중량비인 ITO 타켓을 사용하여 직류 마그네트론 스퍼터링 장치를 구성하고, 전압을 320V로 인가하고, 필름 이동 속도를 1.5m/min으로 하여 투명 도전층을 형성하였다. 제조된 투명 도전층의 두께는 350Å이었으며, 표면 저항은 400Ω/?이었고, 550㎚에서의 광투과율은 85%이었다. 이어서, 3.1 × 10^-3torr의 감압하에서 캐리어 가스로 아르곤 가스를 사용하고, 니켈 금속 타켓을 사용하여 스퍼터링 장치를 구성하고 전압을 180V로 인가하여 5Å 두께의 니켈 금속층을 형성함으로써 본 발명의 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름을 제조하였다.

실시예 2

니켈 금속층의 두께를 15Å으로 하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 본 발명의 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름을 제조하였다.

비교예 1

니켈 금속층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건으로 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름을 제조하였다.

본 발명의 실시예에 의하여 제조된 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름과 비교예에 의하여 제조된 투명 도전성 필름의 물성을 하기한 표 1에 나타내었다.

	광투과율(550㎚)(%)	표면저항(Ω/?)	니켈 금속층의두께(Å)	밀착성(박리도)
실시예 1	84	400	5	11% 이하
실시예 2	82	400	15	10% 이하
비교예 1	85	400	-	31% 이하

* 물성 측정 방법 *

1. 표면 저항: 4-탐침법 표면 저항계를 사용하여 측정하였다.

2. 광투과율: 분광 광도계를 사용하여 550㎚에서의 투과율을 측정하였다.

3. 박막 두께: Auger 전자 분광법으로 측정하였다.

4. 밀착성(박리도 또는 접착성): 제조된 투명 도전성 필름의 투명 도전층 위에 발광체의 바인더를 40㎛의 두께로 코팅한 후 JIS D 0202에 따라서 크로스 컷 접착성을 5회 실시하여 그 평균을 산출하였다.

상기한 표 1에서 알 수 있듯이, 본 발명의 제조 방법에 의하여 제조된 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름은 비교예의 투명 도전성 필름에 비하여 박리도에 우수한 성능을 나타냄을 확인할 수 있었으며, 이에 따라 전면에서 균일한 발광을 얻을 수 있으며, 발광 소자의 수명 또한 연장할 수 있음을 알 수 있었다. 또한 본 발명의 투명 도전성 필름의 제조 공정에 있어서, 니켈 금속층을 형성하기 위하여 종래에는 루테니움, 로디움, 파라디움, 니켈 등의 여러 가지 금속 산화물로 이루어진 타켓을 사용한 대신 본 발명에서는 니켈 금속으로만 이루어진 타켓을 사용하고, 캐리어 가스로서는 종래에는 아르곤 가스 및 산소를 사용한 대신 본 발명에서는 아르곤 가스만을 사용함으로써 스퍼터링 공정의 정밀한 제어가 가능한 동시에, 생산성을 향상시킬 수 있음을 알 수 있었다.

Claims (6)

1. 베이스 기재;

   상기의 베이스 기재의 일면에 형성된 투명 도전층;

   상기 투명 도전층 위에 형성된 니켈 금속층;

   을 포함하는 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름.
2. 제1항에 있어서, 상기한 베이스 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름.
3. 제1항에 있어서, 상기한 투명 도전층의 두께는 150 내지 2000Å이고, 상기한 금속층은 두께가 5 내지 15Å이며, 표면 저항이 30 내지 1000Ω/□인 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름.
4. 베이스 기재의 어느 일면에 투명 도전성 필름을 형성하는 단계;

   상기 투명 도전층의 위에 니켈을 타켓으로 사용하고, 아르곤(Ar)을 캐리어 가스로 사용하여 스퍼터링 방법에 의하여 니켈 금속층을 형성하는 단계;

   를 포함하는 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름의 제조 방법.
5. 제4항에 있어서, 상기한 베이스 기재는 폴리에틸렌 테레프탈레이트인 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름의 제조 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기한 투명 도전층의 두께는 150 내지 2000Å이고, 상기한 금속층은 두께가 5 내지 15Å이며, 표면 저항이 30 내지 1000Ω/□인 일렉트로 루미네선스 표시 소자용 투명 도전성 필름의 제조 방법.