KR20060125719A - 무기 박편 물질을 함유하는 장벽 코팅 조성물 및 장벽 코팅조성물을 함유하는 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 중합체 물질 및 하나 이상의 무기 박편 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물, 이의 용도, 및 장벽 코팅 층이 본 발명의 장벽 코팅 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는, 장벽 코팅 층을 포함하는 장치, 바람직하게는 표시장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 유기 전계 효과(Organic Field effect) 트랜지스터, OLED 표시장치, 액정 표시장치, 가요성 표시장치, TV 스크린의 표시장치, 광전지, 리튬 배터리 및 장벽 층이 필요한 다른 유사한 장치에 사용될 수 있는 무기 박편 물질을 함유하는 장벽 코팅 조성물에 관한 것이다. 추가로, 본 발명은 이러한 장벽 코팅 조성물을 함유하는 장치, 바람직하게는 표시장치 및 이의 제작 방법에 관한 것이다. 이러한 표시장치는 액정 표시장치, OLED 표시장치, TV 스크린의 표시장치 및 다른 가요성 표시장치에 특히 적합하다.
유기 전계 효과 트랜지스터, 액정 표시장치, OLED 표시장치, 가요성 표시장치, 광전지 및 리튬 배터리와 같은 장치는 통상적으로 반응성 유기 물질을 함유한다. 불행하게도, 이러한 반응성 물질은 물 및/또는 산소에 민감하다. 그러므로, 이러한 장치는 효율적인 장기 작동을 가능하게 하는 장벽 코팅을 가질 필요가 있 다.
현재는 유리 시트 또는 금속 케이싱(casing)이 물 및/또는 산소의 배출을 방지하기 위한 장벽 층으로서 주로 사용된다. 그럼에도 불구하고, 유리 및 금속의 사용은 중량 및 강성(rigidity) 문제를 야기하고 제작에서 적층(lamination) 단계를 필요로 한다.
유리 및 금속 대신에, 더욱 최근에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 및 실리카, 알루미나 또는 규소 질화물과 같은 무기 물질의 교호 층을 포함하는 적층된 시트가 사용되었다. 이러한 기재는 비텍스(Vitex)에서 시판중인 바릭스(Barix, 등록상표명)이다. 이러한 적층된 시트의 단점은 필요한 구조를 생성하기 위하여 진공 증착의 수개의 단계를 필요로 하고 제작에서 적층 단계를 필요로 한다는 것이다. 표시장치 적용 분야에는 용액 기반 가공이 더욱 적합하다.
발명의 목적
그러므로, 본 발명의 목적은 필요한 장벽 특성, 필요한 투명도, 필요한 가요성 및 낮은 중량을 나타내는 코팅 조성물을 개발하는 것이고, 이러한 코팅 조성물은 유기 전계 효과 트랜지스터, 액정 표시장치, OLED 표시장치, 가요성 표시장치, TV 스크린의 표시장치, 광전지, 리튬 배터리 및 장벽 층이 필요한 다른 유사한 장치에 사용 될 수 있다.
본 발명의 또 다른 목적은 바람직하게는 용액 가공할 수 있어야 하는, 더욱 바람직하게는 단일 단계 연속 공정에서 용액 가공할 수 있어야 하는 코팅 조성물을 개발하는 것이다.
발명의 상세한 설명
놀랍게도, 무기 물질의 상대적으로 큰(1㎛ 이상) 박편을 중합체 물질에 혼입시킴으로써 중합체 물질의 장벽 특성을 증가시키는 것이 가능하다는 것이 밝혀졌다.
그러므로, 본 발명에 따라서, 중합체 물질 및 하나 이상의 무기 박편 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물이 제공된다.
중합체 물질로서, 중합성, 바람직하게는 UV-중합성이고, 당업자에게 공지되어 있는 모든 물질이 사용될 수 있다. 바람직한 중합체 물질은 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리나프탈렌테레프탈레이트(PEN), 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC), 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리우레탄(PU), 폴리아마이드(PA), 에폭시 수지, 머캡토 에스터, 예컨대 놀랜드 광학 접착제(Norland Optical Adhesive) 73, 액정 중합체(LCP) 및 오르모서즈(ORMOCERs, 등록상표명)(즉, 프라운호퍼-게셀샤프트(Fraunhofer-Gesellschaft)로부터의 무기-유기 하이브리드 중합체)이다.
2 이상의 상이한 중합체 물질의 혼합물을 사용하는 것 또한 가능하다.
중합체 물질은 바람직하게는 50중량% 내지 99중량%의 양, 더욱 바람직하게는 60중량% 내지 97중량%의 양, 가장 바람직하게는 70중량% 내지 95중량%의 양으로 장벽 코팅 조성물에 존재한다.
무기 박편 물질로서, 당업자에게 공지되고 본원의 목적에 적합한 모든 물질이 사용될 수 있다. 바람직한 무기 박편 물질은 운모, 알루미나, 실리카 및 유리를 포함한다. 더욱 바람직하게는 실리카 및 유리가 무기 박편 물질로서 사용된다. 가장 바람직한 무기 박편 물질은 유리이다.
무기 박편 물질의 두께는 바람직하게는 1.0㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 미만, 가장 바람직하게는 0.3㎛ 미만이다.
무기 박편 물질의 평균 입자 크기는 바람직하게는 1㎛ 내지 1000㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 50㎛ 내지 500㎛의 범위이다. 바람직한 무기 박편 입자는 100㎛ 내지 400㎛의 범위인 평균 입자 크기 및 0.1㎛ 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 0.3㎛의 두께를 가진다. 무기 박편의 영상비(aspect ratio)는 20 내지 5000의 범위, 바람직하게는 200 내지 2000의 범위이다.
선택적으로 무기 박편 입자는 금속 산화물, 금속 아산화물, 금속 불화물, 금속 옥시할로겐화물(oxyhalide), 금속 칼코겐화물, 금속 질화물, 금속 탄화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층으로 코팅될 수 있다.
무기 박편 물질은 바람직하게는 1중량% 내지 50중량%의 양, 더욱 바람직하게는 3중량% 내지 40중량%의 양, 가장 바람직하게는 5중량% 내지 30중량%의 양으로 장벽 코팅 조성물에 존재한다.
중합체 물질 및 무기 박편 물질과 더불어, 장벽 코팅 조성물은 당업자에게 공지되어 있는 첨가제, 충진제, 계면활성제 및 다른 보조제 물질을 이들의 작용에 적절한 양으로 함유할 수 있다.
바람직한 양태에서, 본원의 장벽 코팅 조성물은 투명하다. 투명도는 표시장치 적용 분야에 명백히 중요하고, 사람들은 장벽 코팅을 통해서 보아야만 한다. 광전지 장치에 필요한 투명도는 표시장치 적용 분야에서처럼 필수적으로 높을 필요는 없다. 만약 장벽 코팅이 표시장치의 반대 면에 있거나, 리튬 배터리 또는 유기 전계 효과 트랜지스터와 같은 다른 적용 분야에 있다면, 이때 투명도는 중요하지 않다.
본원의 장벽 코팅 조성물은 무기 박편 물질을 중합체 물질과 직접 혼합하거나, 무기 박편 물질을 제 1 단계에서 상응하는 단량체 물질과 혼합하고 혼합물의 단량체 물질을 이어서 중합하는 것중 하나의 방법에 의하여 제조될 수 있다. 바람직한 양태에서, 중합체 및 단량체 물질은 유기 용매내의 용액 또는 분산액으로서 사용된다.
본원의 장벽 코팅 조성물은 유기 전계 효과 트랜지스터, 액정 표시장치, OLED 표시장치, 가요성 표시장치, TV 스크린의 표시장치, 광전지, 리튬 배터리 및 장벽 층이 필요한 다른 유사한 장치와 같은 장치의 장벽 코팅 층에 사용 될 수 있다.
추가로, 본 발명에 따라서, 하나 이상의 장벽 코팅 층이 본원의 장벽 코팅 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 하나 이상의, 바람직하게는 하나의 장벽 코팅 층을 포함하는 장치, 바람직하게는 표시장치가 또한 제공된다. 바람직한 양태에서, 장벽 코팅 층은 본원의 장벽 코팅 조성물로 이루어진다.
장벽 코팅 층은 바람직하게는 10㎛ 내지 1000㎛, 더욱 바람직하게는 10㎛ 내지 300㎛의 두께를 가진다.
선택적으로, 장벽 코팅 층은 기재상에 적용된다. 기재로서, 당업자에게 공지되어 있고, 본원의 목적에 적합한 모든 물질이 사용될 수 있다. PET가 기재 물질로서 바람직하다.
만약 장벽 코팅 층이 기재와 함께 사용된다면, 장벽 코팅 층은 기재상에 직접 제조될 수 있다. 만약 장벽 코팅 층이 기재없이 단독으로 사용된다면, 장벽 코팅 층은 담체 기재상에 제조되고 제조 후에 제거된다.
한 양태에서, 장벽 코팅 층은 장벽 코팅 조성물의 용액 또는 분산액을 기재상에 가져오고 최종적으로 유기 용매를 증발시켜 제조될 수 있다. 선택적으로, 장벽 층의 제조가 끝난 후, 장벽 층은 기재로부터 제거될 수 있다.
다른 양태에서, 장벽 코팅 층은 하나 이상의 무기 박편 물질을 함유하는 중합성 물질의 용액 또는 분산액을 기재상에 가져오고, 그 후 중합성 물질을 바람직하게는 UV 조사에 의하여 중합시키고, 최종적으로 유기 용매를 증발시켜 제조될 수 있다. 선택적으로, 장벽 층의 제조가 끝난 후, 장벽 층은 기재로부터 제거된다.
그러므로, 본원에 따라서, 다음과 같은 것을 포함하는 장벽 코팅 제형이 또한 제공될 수 있다:
(a) 중합체 물질 및/또는 중합성 물질,
(b) 하나 이상의 무기 박편 물질 및
(c) 하나 이상의 유기 용매.
상기 물질과 더불어, 장벽 코팅 제형은 당업자에게 공지되어 있는 첨가제, 충진제, 계면활성제 및 다른 보조제 물질을 이들의 작용에 적절한 양으로 함유할 수 있다.
장벽 코팅 제형은 당업자에게 공지되어 있고, 본 발명의 장벽 코팅 조성물 또는 장벽 코팅 층을 제조하기에 적합한 임의의 인쇄 또는 습윤 코팅 기술로써 가공될 수 있다.
만약 장벽 코팅 제형이 다단계 공정에 적용된다면, 특히 조성물이 단계적으로 변한다면, 장벽 코팅 층의 두께를 변화시키거나 다층 장벽 코팅을 제조하는 것중 하나가 가능하다.
본 발명의 바람직한 양태
본 발명의 바람직한 양태에서, 중합체 물질 및 유리 박편을 포함하는 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물이 제공된다.
유리 박편으로서, 당업자에게 공지되어 있고 본원의 목적에 적합한 모든 물질이 사용될 수 있다. 유리의 바람직한 형태는 창 유리, A-유리, C-유리, E-유리, ECR-유리, 두란(Duran, 등록상표명)-유리, 실험 기기 유리, 광학 유리 및 석영-유리이다. E-유리, ECR-유리 및 석영-유리가 더욱 바람직하다. 유리 박편의 굴절률은 바람직하게는 1.3 내지 2.9의 범위, 더욱 바람직하게는 1.35 내지 2.3의 범위, 가장 바람직하게는 1.4 내지 1.8의 범위이다. 더욱 바람직한 양태에서, 유리의 굴절률은 빛의 분산을 최소화시키기 위하여 중합체 매트릭스의 굴절률과 대등하도록 선택되어 진다.
유리 박편의 두께는 바람직하게는 1.0㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 미만, 가장 바람직하게는 0.3㎛ 미만이다.
유리 박편의 평균 입자 크기는 바람직하게는 1㎛ 내지 1000㎛의 범위, 더욱 바람직하게는 50㎛ 내지 500㎛의 범위이다. 바람직한 유리 박편은 100㎛ 내지 400㎛의 범위인 평균 입자 크기 및 0.1㎛ 내지 0.5㎛, 바람직하게는 0.1㎛ 내지 0.3㎛의 두께를 가진다. 유리 박편의 영상비는 20 내지 5000의 범위, 바람직하게는 200 내지 2000의 범위이다.
상기 치수를 갖는 유리 박편은 유럽 특허 제 EP 0 289 240 A1 호에 개시된 방법 및 기기에 따라서 제조될 수 있다.
유리 박편의 이점은, 예를 들어 운모의 경우와 같은 대부분의 다른 무기 박편 물질에 필수적인 물질의 박리가 필수적이지 않다는 것이다.
선택적으로 유리 입자는 금속 산화물, 금속 아산화물, 금속 불화물, 금속 옥시할로겐화물, 금속 칼코겐화물, 금속 질화물, 금속 탄화물 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 층으로 코팅될 수 있다.
유리 박편은 1중량% 내지 50중량%의 양, 바람직하게는 3중량% 내지 40중량%의 양, 더욱 바람직하게는 5중량% 내지 30중량%의 양으로 장벽 코팅 조성물에 존재한다.
중합체 물질 및 유리 박편과 더불어, 장벽 코팅 조성물은 당업자에게 공지되어 있는 첨가제, 충진제, 계면활성제 및 다른 보조제 물질을 이들의 작용에 적절한 양으로 함유할 수 있다.
그러므로, 본원에 따라서 다음과 같은 것을 포함하는 장벽 코팅 제형이 또한 제공된다.
(a) 중합체 물질 및/또는 중합성 물질,
(b) 유리 박편 및
(c) 하나 이상의 유기 용매.
상기 물질과 더불어, 장벽 코팅 제형은 당업자에게 공지되어 있는 첨가제, 충진제, 계면활성제 및 다른 보조제 물질을 이들의 작용에 적절한 양으로 함유할 수 있다.
본 발명은 하기 실시예에 의하여 상세히 설명된다.
실시예 1
칼슘 코팅된 유리 슬라이드의 제조
유리 슬라이드(25x25x1mm)를 증류수, 아세톤 및 아이소프로판올중에서 초음파 세척에 의하여 제조하였다. 그 후, 제조된 슬라이드를 브라운 글러브 박스(Braun glove box)(물 0.1ppm 미만, 산소 0.1ppm 미만)로 전달하였다. 글러브 박스내에 설치되었으나 브라운 글러브 박스로부터 분리된 아이템인 진공 코팅 챔버(chamber)에 슬라이드를 위치시켰고, 주형(template)으로 피복하였다. 이러한 주형은 각각의 슬라이드의 중간에 1x1cm2의 증착을 가능하게 하였다. 60nm의 층이 적용될 때까지 칼슘의 증착을 수행하였다. 이러한 방식으로 제조된 슬라이드를 글 러브 박스내에 방치하였고, 17시간 후에 아무런 효과도 나타나지 않았다.
통상적인 대기에서, 이러한 피복되지 않은 견본은 5분내에 완전히 반응하였다.
비교예 1
그 후, 칼슘 코팅된 슬라이드를 하기 방식으로 놀랜드 광학 접착제 73의 견본으로 코팅하였다. 이러한 접착제 약 1g을 슬라이드의 중심에 적용하였다. 규소 처리된 PET 방출 층을 코팅, 코팅 위에 위치한 유리 현미경 슬라이드, 및 유리 슬라이드에 적용된 600g 추(weight)에 적용하였다. 혼합물을 30초간 방치하였다. 추를 제거하고 슬라이드를 30초간 UV 조사(EFOS 램프, 200mWcm-2)에 노출시켰다. 유리 슬라이드 및 방출 층을 제거하고, 그 후 추가 경화를 30초간 더 수행하였다. 이러한 공정을 통해 28㎛의 막 두께를 수득하였다.
통상적인 대기에서, 이러한 코팅된 견본 슬라이드는 29분내에 완전히 반응하였다.
실시예 2
비교예 1과 같은 방식으로 칼슘 코팅된 슬라이드를 5중량%의 유리 박편((20㎛ 내지 200㎛)x500nm)을 함유하는 놀랜드 광학 접착제 73의 조성물로 코팅하였다.
적용한 코팅은 35㎛의 두께이고, 통상적인 대기에서, 이러한 방식으로 코팅된 견본은 50분내에 완전히 반응하였다.
반응 시간을 두께로 나눔으로써, 비교예 1의 코팅에 대한 개선도는 40%를 초 과하였다.
Claims (10)
- 중합체 물질 및 하나 이상의 무기 박편 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물.
- 제 1 항에 있어서,중합체 물질이 50중량% 내지 99중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,무기 박편 물질이 1중량% 내지 50중량%의 양으로 존재하는 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물.
- 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서,무기 박편 물질의 입자 두께가 바람직하게는 1.0㎛ 미만인 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물.
- 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,무기 박편 물질의 평균 입자 크기가 1㎛ 내지 1000㎛의 범위인 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물.
- 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서,무기 박편 물질이 유리 박편인 것을 특징으로 하는 장벽 코팅 조성물.
- 유기 전계 효과(Organic Field effect) 트랜지스터, 액정 표시장치, OLED 표시장치, 가요성 표시장치, TV 스크린의 표시장치, 광전지 및 리튬 배터리의 장벽 코팅 층에서의, 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 따른 장벽 코팅 조성물의 용도.
- 하나 이상의 장벽 코팅 층을 포함하는 장치로서, 상기 하나 이상의 장벽 코팅 층이 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 따른 장벽 코팅 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
- 하나 이상의 장벽 코팅 층을 포함하는 표시장치로서, 상기 하나 이상의 장벽 코팅 층이 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 따른 장벽 코팅 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시장치.
- (a) 중합체 물질 및/또는 중합성 물질,(b) 하나 이상의 무기 박편 물질 및(c) 하나 이상의 유기 용매를 포함하는 장벽 코팅 제형.
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