KR20100047984A - Flexible substrate having transparent barrier coating using surface plasmon resonance - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 플렉시블 기판에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 기판 일면에 수분 등의 유입을 차단하는 차단층을 2중으로 코팅하고, 이러한 2중 차단층 사이에 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 투과도를 증가시키는 은(Ag)으로 이루어진 투과층을 얇게 형성함으로써, 수분 등이 유입되는 것을 차단하는 배리어 특성과 디스플레이 장치로서의 투과도를 동시에 향상시킬 수 있게 한 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flexible substrate, and more specifically, to a surface of a substrate such as polyethylene terephthalate (PET), which is coated with a double layer of a barrier to block the inflow of moisture, and the surface plasmon resonance phenomenon between the double barrier layer By forming a thin transparent layer made of silver (Ag) to increase the permeability, the transparent barrier coating using the surface plasmon resonance phenomenon to simultaneously improve the barrier properties to block the inflow of moisture, etc. and the transmittance as a display device This relates to a flexible substrate provided.
일반적으로 플렉시블 디스플레이는 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이 등에서 액정을 싸고 있는 유리 기판을 플라스틱 필름으로 대체하여 접고 펼 수 있는 유연성을 부여한 것으로서, 가볍고 충격에 강할 뿐 아니라, 휘거나 굽힐 수 있어 다양한 형태로 제작이 가능하므로 근래에 그 연구가 활발히 이루어지고 있다.In general, flexible displays have the flexibility of folding and unfolding glass substrates that surround liquid crystals in liquid crystal displays, organic EL displays, etc. by replacing them with plastic films. In recent years, the research has been actively conducted.
상기 플렉시블 디스플레이는 통상적으로 플렉시블 기판, 그 위에 형성된 투 명전극 및 표시재료를 포함하여 구성된다. 이때, 상기 플렉시블 기판은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리올레핀, 폴리에테르술폰(PES) 등을 이용하여 구성되고, 상기 투명전극은 ITO(Indium-Tin-Oxide), SnO2, ZnO 등 박막이나 기타 메탈 소재를 이용하여 구성되는 것이 일반적이다.The flexible display typically includes a flexible substrate, a transparent electrode formed thereon, and a display material. In this case, the flexible substrate is composed of polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyolefin, polyether sulfone (PES) and the like, the transparent electrode is ITO (Indium-Tin-Oxide), SnO 2 , It is generally configured by using a thin film or other metal material such as ZnO.
그러나, 이와 같이 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등으로 이루어진 플렉시블 기판은 유리 기판과는 달리 수분 및 산소와의 접촉에 취약하므로, 플렉시블 기판으로 서서히 유입되는 수분과 산소에 의해 유연성이 손상되거나 투명전극 등 내부 회로가 손상되는 문제점이 있었다.However, unlike the glass substrate, the flexible substrate made of polyethylene terephthalate (PET) and the like is vulnerable to contact with moisture and oxygen, and thus the flexibility is impaired by moisture and oxygen gradually flowing into the flexible substrate or the inside of the transparent electrode. There was a problem that the circuit is damaged.
그에 따라, 종래에는 플렉시블 기판으로 수분 및 산소가 유입되는 것을 방지하기 위해 플렉시블 기판의 표면에 무기물층과 유기물이 복합적으로 적층된 배리어층을 형성하는 것이 제안되었다.Accordingly, in order to prevent inflow of moisture and oxygen into the flexible substrate, it has been proposed to form a barrier layer in which an inorganic material layer and an organic material are laminated on the surface of the flexible substrate.
그러나, 이러한 종래의 배리어층은 수분 등의 유입 방지를 위한 배리어 기능과 플렉시블 기판으로서의 유연성을 동시에 충족시키고, 아울러 디스플레이 장치로서 기능하기 위해 투명도를 증가시켜야 하였는바, 이러한 특성들을 동시에 충족시키기 어려운 문제점이 있었다.However, such a conventional barrier layer has to simultaneously meet the barrier function for preventing inflow of moisture and flexibility as a flexible substrate, and also have to increase transparency to function as a display device. there was.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 기판 일면에 수분 등의 유입을 완전하게 차단할 수 있는 알루미나(Al2O3) 등으로 이루어진 차단층을 2중으로 코팅하고, 이러한 2중 차단층 사이에 기판의 유연성(flexibility)과 내구성을 향상시키도록 은(Ag)으로 이루어진 투과층을 형성하며, 이러한 투과층은 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 투과도를 향상시킬 수 있도록 은(Ag)을 약 10~16㎚의 두께로 형성함으로써, 플렉시블 기판의 배리어 특성과 투과도를 동시에 향상시킬 수 있게 한 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판을 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to coat a barrier layer made of alumina (Al 2 O 3 ), etc., which can completely block the inflow of moisture, etc. on one surface of the substrate such as polyethylene terephthalate (PET), such a A transmissive layer made of silver (Ag) is formed between the double blocking layer to improve the flexibility and durability of the substrate, and the transmissive layer is made of silver (Ag) to improve the transmittance by surface plasmon resonance. The present invention provides a flexible substrate having a transparent barrier coating using surface plasmon resonance which enables to simultaneously improve the barrier properties and transmittance of the flexible substrate by forming a thickness of about 10 to 16 nm.
상기 기술적 과제를 이루기 위한 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판은, 상기 플렉시블 기판의 일면에 형성된 알루미나(Al2O3)로 이루어진 제1차단층; 상기 제1차단층의 일면에 표면 플라즈몬 공명현상을 발생시킬 수 있는 얇은 두께로 은(Ag)을 성막하여 형성된 투과층; 및 상기 투과층의 일면에 형성된 알루미나(Al2O3)로 이루어진 제2차단층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a flexible substrate having a transparent barrier coating using surface plasmon resonance, comprising: a first blocking layer made of alumina (Al 2 O 3 ) formed on one surface of the flexible substrate; A transmissive layer formed by depositing silver (Ag) with a thin thickness capable of generating surface plasmon resonance on one surface of the first blocking layer; And a second blocking layer made of alumina (Al 2 O 3 ) formed on one surface of the transmission layer.
본 발명은 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 플렉시블 기판 일면에 알루 미나(Al2O3) 등으로 이루어진 2중 차단층에 의해 수분의 유입을 방지하고, 이러한 2중 차단층 사이에 성막된 투과층에서의 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 투과도를 향상시킴으로써 배리어 기능과 투과도 향상을 동시에 구현할 수 있는 장점이 있다.The present invention prevents the inflow of water by a double blocking layer made of alumina (Al 2 O 3 ) or the like on one surface of a flexible substrate such as polyethylene terephthalate (PET), and a permeable layer formed between the double blocking layers. By improving the transmittance by the surface plasmon resonance phenomenon in the present invention there is an advantage that can be implemented at the same time to improve the barrier function and transmittance.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판의 구성도이다.1 is a block diagram of a flexible substrate provided with a transparent barrier coating using the surface plasmon resonance phenomenon according to the present invention.
본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판은, 도 1에 도시된 바와 같이, 플렉시블 기판(100)과, 상기 플렉시블 기판의 일면에 2중으로 형성된 차단층(210, 220)과, 이러한 2중 차단층 사이에 형성된 은(Ag)으로 이루어진 투과층(300)을 포함하여 구성된다. 이때, 상기 플렉시블 기판의 일면에 형성되는 2중 차단층과, 상기 2중 차단층 사이에 형성되는 은(Ag)으로 이루어진 투과층이 투명 배리어 코팅을 형성하게 된다.As shown in FIG. 1, the flexible substrate having the transparent barrier coating using the surface plasmon resonance phenomenon according to the present invention includes a
상기 플렉시블 기판(100)은 외력에 의해 형태 변형이 가능한 유연성이 있는 플라스틱으로 구성되며, 상기 실시예에서는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET substrate)로 구성되는 것이 도시되었으나, 이외에도 유연성이 있는 폴리카보네이트(PC), 폴리올레핀, 폴리에테르술폰(PES) 등으로 구성될 수 있음은 물론이다.The
상기 차단층(210,220)은 상기 플렉시블 기판의 일면에 형성되어 수분의 유입 을 차단하고 산소와의 접촉에 의한 산화를 방지하는 알루미나(Al2O3) 층이 이중층을 이루도록 구성된다. 이때, 상기 이중층으로 구성되는 차단층의 사이에는 투과도를 향상시키는 투과층(300)이 형성된다.The
그에 따라, 상기 차단층은 먼저 상기 플렉시블 기판(100)의 일면에 제1차단층(Al2O3)(210)이 형성되고, 이러한 제1차단층(210)의 상부에 은(Ag)으로 이루어진 투과층(300)이 형성되고, 이러한 투과층(300)의 상부에 제2차단층(Al2O3)(220)이 형성된다.Accordingly, the blocking layer is first formed of a first blocking layer (Al 2 O 3 ) 210 on one surface of the
도 2 및 도 3은 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판의 다른 실시예들을 나타내는 구성도이다.2 and 3 are block diagrams illustrating other embodiments of a flexible substrate having a transparent barrier coating using surface plasmon resonance according to the present invention.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 제1차단층과 제2차단층은 알루미나(Al2O3) 이외에 산화 실리콘(SiOx)(211, 221)이나 실리콘 산화질화막(SiOxNy)(212, 222) 등 투명한 절연(insulator) 박막으로 다양하게 형성될 수 있음을 알 수 있다.2 and 3 , in addition to alumina (Al 2 O 3 ), the first and second blocking layers may include silicon oxide (SiO x ) 211 and 221 or silicon oxynitride film (SiO x N y ) ( 212 and 222, it can be seen that it can be formed in a variety of transparent insulator (insulator) thin film.
상기 투과층(300)은 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 빛의 투과도를 증가시킬 수 있는 금속인 은(Ag)을 얇은 두께로 상기 제1차단층(210)과 제2차단층(220)의 사이에 성막하여 형성된다. 이와 같이 은(Ag)으로 이루어진 투과층은 수분의 유입은 차단하면서 빛의 투과는 증가시키는 배리어 필름(barrier film)으로서 플렉시블 기판에 구비된 투명전극 등의 전도도 증가와는 달리 배리어 및 투과도 증가를 위한 것이다.The
이러한 투과층(300)은 상기 제1차단층(Al2O3)을 형성한 후 그 상부에 은(Ag)을 스퍼터링(sputtering)하거나, 박막의 균일성이 높고 대면적에의 적용이 우월하며 미세한 패턴을 형성하기 용이한 CVD(chemical vapor deposition, 화학증착법)에 의해 성막하여 이루어진다.The
이때, 상기 투과층은 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 투과도를 향상시킬 수 있는 금속인 은(Ag)을 대략 10 ~ 16㎚의 얇은 금속박막 필름으로 성막하여 구성된다. 즉, 표면 플라즈몬(surface plasmon)은 금속박막 표면에서 일어나는 전자들의 집단적 진동을 의미하는데, 이에 의해 발생한 표면 플라즈몬 파는 금속과 유전체의 경계면을 따라 진행하는 표면 전자기파를 형성하게 된다. 그리고, 상기 투과층인 금속박막으로 입사되는 입사파의 에너지는 모두 금속박막에 흡수되어 반사파는 없어지며, 경계면에 수직한 방향의 전기장의 분포는 지수 함수적으로 경계면에서 가장 크고 금속박막 속으로 갈수록 급격히 감소하는 표면 플라즈몬 공명현상(surface plasmon resonance)이 발생하게 된다.In this case, the transmission layer is formed by forming a thin metal thin film of approximately 10 to 16 nm silver (Ag), which is a metal capable of improving the transmittance by surface plasmon resonance. In other words, the surface plasmon refers to the collective vibration of electrons occurring on the surface of the metal thin film, and the surface plasmon waves generated form the surface electromagnetic waves propagating along the interface between the metal and the dielectric. In addition, the energy of the incident wave incident on the metal thin film, which is the transmission layer, is absorbed by the metal thin film, and the reflected wave disappears. The distribution of the electric field in the direction perpendicular to the interface is exponentially the largest at the interface and toward the metal thin film. Rapidly decreasing surface plasmon resonance occurs.
이러한 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 상기 투과층을 이루는 은(Ag)으로 이루어진 금속박막에서 방사(radiation) 하면서 강한 공진(resonance)에 의한 투과파가 발생하게 되어 플렉시블 기판으로의 빛의 투과도를 향상시키게 된다. 이때, 상기 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 상기 플렉시블 기판의 투과도를 향상시키기 위해서는 상술한 바와 같이 은(Ag)을 10 ~16㎚의 두께로 형성하는 것이 가장 바람직하다.Due to the surface plasmon resonance, a transmission wave due to strong resonance is generated while radiating from the metal thin film made of silver (Ag) forming the transmission layer, thereby improving light transmittance to the flexible substrate. . At this time, in order to improve the transmittance of the flexible substrate by the surface plasmon resonance phenomenon, it is most preferable to form silver (Ag) in a thickness of 10 to 16 nm as described above.
또한, 상기 투과층은 상기 제1차단층(Al2O3)과 제2차단층(Al2O3)의 일면을 지지하는 금속층으로 구성되므로 상기 플렉시블 기판과 차단층의 유연성(flexibility)을 증가시킬 수 있게 된다.In addition, the transmission layer is composed of a metal layer supporting one surface of the first blocking layer (Al 2 O 3 ) and the second blocking layer (Al 2 O 3 ) to increase the flexibility of the flexible substrate and the blocking layer. You can do it.
그에 따라, 상기 알루미나(Al2O3)나 산화 실리콘(SiOx), 또는 실리콘 산화질화막(SiOxNy)으로 이루어진 제1 및 제2차단층에 의해 수분이 유입되어 회로를 손상시키는 것을 방지하고, 상기 제1 및 제2차단층 사이에 성막된 투과층에서의 표면 플라즈몬 공명현상에 의해 투과도가 향상됨으로써, 배리어 기능과 투과도 향상을 동시에 구현할 수 있게 된다.Accordingly, the first and second barrier layers made of alumina (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO x ), or silicon oxynitride layer (SiO x N y ) prevent moisture from entering and damaging the circuit. In addition, the transmittance is improved by surface plasmon resonance in the transmissive layer formed between the first and second blocking layers, thereby simultaneously realizing a barrier function and improving the transmittance.
이상에서는 본 발명에 대한 기술사상을 첨부 도면과 함께 서술하였지만 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다. 또한 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 이라면 누구나 본 발명의 기술적 사상의 범주를 이탈하지 않는 범위 내에서 다양한 변형 및 모방이 가능함은 명백한 사실이다.In the above description, the technical idea of the present invention has been described with the accompanying drawings. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope of the present invention.
도 1은 본 발명에 따른 표면 플라즈몬 공명현상을 이용한 투명 배리어 코팅이 구비된 플렉시블 기판의 구성도.1 is a block diagram of a flexible substrate provided with a transparent barrier coating using the surface plasmon resonance phenomenon according to the present invention.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 2중 차단층이 구비된 플렉시블 기판의 구성도.2 is a block diagram of a flexible substrate with a double blocking layer according to another embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 2중 차단층이 구비된 플렉시블 기판의 구성도.3 is a block diagram of a flexible substrate with a double blocking layer according to another embodiment of the present invention.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
100 - 플렉시블 기판 210 - 제1차단층100-Flexible substrate 210-First barrier layer
220 - 제2차단층 300 - 투과층220-Secondary barrier layer 300-Transmission layer
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