KR20110132021A

KR20110132021A - Ｌｉｔｉ 도너필름

Info

Publication number: KR20110132021A
Application number: KR1020100051805A
Authority: KR
Inventors: 최석원; 백상현; 김시민
Original assignee: 코오롱인더스트리 주식회사
Priority date: 2010-06-01
Filing date: 2010-06-01
Publication date: 2011-12-07

Abstract

본 발명은 LITI(Light Induced Thermal Imaging) 도너필름(donor film)에 관한 것으로서, 상세하게는 LITI 방법을 위한 도너필름의 구성 중 일부인 광-열 변환층(light-to-heat conversion layer)의 최적 조성에 관한 것이다.

Description

ＬＩＴＩ 도너필름{LITI Donor Film}

최근 디스플레이 장치의 기술의 발전 동향은 에너지를 적게 이용하면서도 동시에 시인성이 뛰어난 기술의 개발이다. 이에 따라 기존의 발광방식에 비해 에너지 소비가 적다고 알려진 유기발광표시장치(OLED)를 이용한 디스플레이 장치의 개발이 경쟁적으로 이루어지고 있는 상황이다.

이러한 OLED를 이용하는 디스플레이 장치의 풀컬러(full color)를 구현하기 위해서는 발광소자에 컬러를 패터닝(patterning)하는 방법이 매우 중요하며, 결과적으로는 발광소자의 색상을 결정하는 유기 발광표시장치의 유기막층을 형성하는 방법에 따라 구현 효과의 차이가 발생한다. OLED에 유기막층을 형성하는 방법에는 증착법, 잉크젯 방식, 레이저 열전사 방법(LITI) 등이 있다. 이 중 일반적으로 LITI라는 용어로서 통용되는 레이저 열전사 방법은 레이저에서 나온 빛을 열에너지로 변환하고, 변환된 열에너지에 의해 전사층을 OLED의 기판으로 전사시켜, OLED에 유기막층을 형성하는 방법이다. LITI 방법은 고해상도의 패턴형성, 필름두께의 균일성, 다중층 구현 능력, 대형 마더 글래스로의 확장성과 같은 이점을 가지고 있다.

이러한 LITI 방법에 있어서, 빛을 열에너지로 변환하여 발광소자의 기판에 패턴을 형성하는 결정적 매개체는 적색화소영역(R), 녹색화소영역(G), 청색화소영역(B)을 보유한 전사층을 포함하는 LITI 도너필름이다. LITI 도너 필름은 기재층(Base film), 광-열 변환층(Light-to-Heat conversional layer), 전사층(Pattern-directing layer)이 순서대로 적층된 구조를 갖는다. 이러한 LITI 도너필름은 광-열 변환층에 함유된 물질이 전사층에 전이되는 것을 방지하기 위하여 광-열 변환층과 전사층 사이에 차단층(Interlayer)을 선택적으로 포함한다.

LITI 공정에서는, LITI 도너필름에 레이저를 조사하면 광-열 변환층에서 레이저의 빛에너지가 열에너지로 변환되고, 열에너지에 의해 전사층의 부피팽창이 발생하여 부피팽창된 부분이 OLED기판에 전사되는 과정을 거치게 된다.

따라서, 전사 패턴을 보다 바람직하게 구현하기 위해서는 광-열 변환층의 조성물 및 그의 함량을 조절하여 최적의 광-열 변환효과를 수득하는 것이 중요하다. 대한민국 공개특허 2007-0024285에는 광-열 변환층에 가해지는 열 및 적외선이 전사층에 전해지는 것을 차단하기 위하여 열차단층을 형성하는 방법이 개시되어 있으나, 광-열 변환층의 구체적인 화학적 조성을 개시하지 않고 있으며, WO 2008/118610호에는 광-열 변환층의 조성이 일부공개되어 있으나, 본 발명자가 검증한 결과 LITI 도너필름의 효과를 구현하기에 적합하지 않은 것으로 나타났다.

이에, 본 발명자는 광-열 변환층의 조성을 최적화하여 LITI 방법에 최적화된 도너필름을 제안하고자 한다.

본 발명은 유기발광소자의 컬러 패터닝(patterning)을 위한 LITI(Light Induced Thermal Imaging) 방법에 이용되는 도너필름(Donor film)있어서, 에너지 효율성 및 우수한 전사성능을 구현하기 위해 광-열 변환층(Light-to-heat conversional layer)의 조성이 최적화된 LITI 도너필름을 제공하고자 한다.

본 발명의 LITI 도너필름은 기재층(110), 광-열 변환층(210), 전사층(410)이 순서대로 적층되어 있으며, 광-열 변환층(210)과 전사층(410) 사이에 선택적으로 차단층(310)을 포함한다.

본 발명에서의 기재층(110)은 광-열 변환층(210), 전사층(410)의 지지체 역할을 하며, LITI 방법의 실행 중 조사되는 빛의 투과성일 높이기 위해서 광투과율이 90% 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 기재층(110)을 형성하는 물질로는 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리비닐수지 등을 사용할 수 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다. 이 중에서도 가공성, 열안정성 및 투명성 등이 우수한 폴리에틸렌테레프탈레이트가 바람직하다.

본 발명에서 전사층(410)은 광-열변환층의 일면에 고분자용액을 수용액에 분산시켜 제조한 에멀젼 형태의 유기물질을 이용하여 형성된다. 상기 고분자용액을 구성하는 고분자 물질은 발광 가능한 고분자 물질인 것이 바람직하며, 제한되는 것은 아니나 폴리(페닐렌비닐렌), 폴리-파라-페닐렌, 폴리플루오렌, 폴리디알킬플루오렌, 폴리티오펜, 폴리(9-비닐카바졸), 폴리(N-비닐카바졸-비닐알콜) 공중합체, 트리아릴아민, 폴리노르보넨, 폴리아닐린, 폴리아릴폴리아민, 트리페닐아민-폴리에테르케톤으로 이루어진 그룹에서 선택된다.

이러한 전사층(410)은 제조하고자 하는 유기발광소자의 특성에 합치되도록 공지의 발광물질, 홀 전달성 유기물질, 전자 전달성 유기물질 중에서 선택되는 1 이상의 물질을 더 포함할 수 있으며, 추가적으로 비발광 저분자 물질, 비발광 전하전달 고분자 물질 및 경화 가능 유기바인더 물질 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.

본 발명의 광-열 변환층(210)은 LITI 방법에 있어서 빛에너지를 열에너지를 전환하는 기능을 구현하는 부분으로서, 빛을 열로 전환하는 물질(광-열 변환 물질), 이를 분산시키는 용매 및 기재층에 도포를 위한 바인더 수지를 주로 포함하는 수지조성물을 기재층(210)에 도포하여 형성시킨다.

상기 수지조성물에 포함된 물질 중 빛을 열로 전환하는 물질에는 염료(예컨대, 가시광선 염료, 자외선 염료, 적외선 염료, 형광염료, 및 방사선 편광 염료), 안료, 금속, 금속 화합물, 금속 필름, 및 다른 적합한 흡수 재료가 포함된다. 적합한 방사선 흡수체의 예는 카본 블랙, 금속 산화물, 및 금속 황화물으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 물질일 수 있다. 그러나 이들에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 상기 광-열 변환 물질의 함량은 전체 고형분 중 20 ~ 50중량%일 수 있다. 광-열 변환 물질의 함량이 전체 고형분 중 20중량% 미만일 경우에는 열을 발생시켜 전사층을 부풀어 오르게 하여 유기발광소자에 색상을 전사하는 작용 기전이 미흡할 수 있고, 50중량%를 넘을 경우에는 과도한 열을 발생시키게 되어 바람직하지 않을 수 있다.

상기 수지조성물의 또 다른 성분인 바인더는 도포된 광-열 변환물질 및 분산용매를 기재층(110)에 경화시키는 역할을 한다. 바인더 물질에는 니트로셀룰로오스(NC)계 Phenoxy계, 방사선 경화형 바인더, 폴리에스터계, 아크릴계 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 포함된다.

상기 바인더 물질의 함량은 전체 고형분 중 50 ~ 80중량%인 것이 바람직하다. 바인더 물질의 함량은 도포된 고형물의 분산성 및 도포된 고형물이 기재층에 잔존하면서도 필름 제조공정에 있어서 공정성을 방해하지 않을 정도로 전체 고형분 중 50 ~ 80중량%인 것이 바람직하다.

상기 수지조성물에는 위에 열거된 주성분 이외에도 내구성 향상을 위한 무기입자 및 분산제 등이 포함될 수 있다. 이러한 무기입자 및 분산제 등은 필름 제조분야의 당업자라면 적의 선택할 수 있는 기 공지의 물질이다.

상기 수지조성물 중 분산용매는 고형물을 분산시키는 성질이 우수한 하이드로카본계, 케톤계 등이 있으며 이에 제한되는 것은 아니다. 이 중 바람직한 분산용매에는 메틸에틸케톤, 사이클로헥산온, 톨루엔 등이 포함된다. 용매의 함량은 바인더 물질 대비 소정의 비율로 계산하여 첨가할 수 있다.

본 발명의 LITI 도너필름은 최적조성의 광-열 변환층을 보유함으로써 도너필름에 포함된 전사층이 유기발광소자에 효과적으로 전사될 수 있도록 하며, 이러한 최적 조성의 구현여부는 광-열 변환물질의 분산정도를 확인할 수 있는 광학조도의 측정을 통해 간접적으로 확인할 수 있다. 적외선 흡광도 측정은 일반적인 LITI방법에서 사용되는 레이저 파장인 1064nm에서 측정한다.

본 발명의 LITI 도너필름은 선택적으로 차단층(310, interlayer)를 포함할 수 있다. 이는 광-열 변환층(210)과 전사층(410) 사이에 존재하며, 광-열 변환층(210)에 포함된 물질이 전사층(410)에 전이되는 것을 방지한다.

차단층(310)은 전사 층의 전사되는 부분의 손상 및 오염을 최소화하기 위해 추가될 수 있는데, 또한 전사 층의 전사되는 부분에서의 왜곡을 감소시킬 수도 있다. 전형적으로, 차단층(310)은 높은 내열성을 갖는다. 바람직하게는, 차단층은 이미지형성 조건 하에서 특히 전사되는 이미지가 비기능적이 되게 하는 정도로 왜곡되거나 화학적으로 분해되지 않는다. 차단층은 전형적으로 전사 공정 동안에 LTHC 층과 접촉하여 유지되고, 전사층(예컨대, 나노구조화된 층 및 선택적으로 이형 층)과 함께 사실상 전사되지 않는다. 적합한 차단층에는, 예를 들어 중합체 필름, 금속 층(예컨대, 증착 금속 층), 무기 층(예컨대, 무기 산화물(예컨대, 실리카, 티타니아, 및 다른 금속 산화물)의 졸-겔 침착 층 및 증착 층), 및 유기/무기 복합 층을 포함한다. 차단층 재료로서 적합한 유기 재료는 열경화성 및 열가소성 재료가 포함된다. 적합한 열경화성 재료에는 가교 결합되거나 가교 결합 가능한 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리에스테르, 에폭시 및 폴리우레탄을 포함하지만 그에 제한되지 않으며, 열, 방사, 또는 화학적 처리에 의해 가교 결합될 수 있는 수지가 포함된다. 열경화성 재료는, 예를 들어 열가소성 전구체로서 광-열 변환층 상으로 코팅된 후에 가교 결합되어, 가교 결합 차단층을 형성할 수 있다. 차단층은, 예를 들어 광 개시제, 계면활성제, 안료, 가소제 및 코팅 보조제를 포함한, 첨가제를 함유할 수 있다.

본 발명에 있어서 상기 기재된 내용 이외의 사항은 필요에 따라 가감이 가능한 것이므로, 본 발명에서는 특별히 한정하지 아니한다.

본 발명에 따르면, 최적의 LITI 도너필름을 제공함으로써 LITI법에 의해 제조되는 유기발광소자의 세밀한 패터닝을 가능하게 하며, 이로 인해 보다 시인성이 확보된 디스플레이 장치를 제조할 수 있게 된다.

도 1은 본 발명의 일 구체예에 따른 LITI 도너필름의 적층구조이다.
도 2는 본 발명의 일 구체예에 따라 차단층이 구비된 LITI 도너필름의 적층구조이다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

물성측정방법은 하기와 같다.

1. 적외선 흡광도 측정

측정 장비 : 베리안, Cary 5000 UV-visible spectrophotometer를 사용하여 측정하였다.

적외선 흡광도(%): Donor Film 제조 후 광-열 변환층이 광원반대면으로 향하게 한 후 IR파장영역(1064nm)에서 흡광도를 측정하였다.

- 합격 : 0.5% ~ 2.5%

- 불합격 : 2.5% 초과, 0.5% 미만

[실시예 1]

상기 아크릴계 코팅층이 형성된 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 아크릴계 코팅층 상부에 바인더(니트로셀룰로오스 : 폴리우레탄 바인더를 1 : 1 중량비로 혼합) 10 중량%(고형분함량 중50중량%)와 카본블랙 10 중량%(고형분 함량 중50 중량%)및 용제(메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔을 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 80 중량%를 샌드밀링 방식으로 분산시킨 카본블랙조성물을 도포하여 광-열 변환층을 형성하였다.

상기 광-열 변환층의 상부에 중간층 및 전사층을 순차적으로 도포하여 LITI 도너필름을 형성하였다.

제조된 LITI 도너필름의 적외선 흡광도를 측정하기 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

상기 아크릴계 코팅층이 형성된 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 아크릴계 코팅층 상부에 바인더(니트로셀룰로오스 : 폴리우레탄 바인더를 1 : 1 중량비로 혼합) 11 중량%(고형분함량 중55중량%)와 카본블랙 9 중량%(고형분 함량 중45 중량%) 및 용제(메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔을 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 80 중량%를 샌드밀링 방식으로 분산시킨 카본블랙조성물을 도포하여 광-열 변환층을 형성하였다.

[실시예 3]

상기 아크릴계 코팅층이 형성된 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 아크릴계 코팅층 상부에 바인더(니트로셀룰로오스 : 폴리우레탄 바인더를 1 : 1 중량비로 혼합) 13 중량%(고형분함량 중65중량%)와 카본블랙 7 중량%(고형분 함량 중35 중량%) 및 용제(메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔을 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 80 중량%를 샌드밀링 방식으로 분산시킨 카본블랙조성물을 도포하여 광-열 변환층을 형성하였다.

[실시예 4]

상기 아크릴계 코팅층이 형성된 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 아크릴계 코팅층 상부에 바인더(니트로셀룰로오스 : 폴리우레탄 바인더를 1 : 1 중량비로 혼합) 15 중량%(고형분함량 중75중량%)와 카본블랙 5 중량%(고형분 함량 중25 중량%) 및 용제(메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔을 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 80 중량%를 샌드밀링 방식으로 분산시킨 카본블랙조성물을 도포하여 광-열 변환층을 형성하였다.

[비교예 1]

상기 아크릴계 코팅층이 형성된 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 아크릴계 코팅층 상부에 바인더(니트로셀룰로오스 : 폴리우레탄 바인더를 1 : 1 중량비로 혼합) 9 중량%(고형분함량 중45중량%)와 카본블랙 11 중량%(고형분 함량 중55 중량%) 및 용제(메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔을 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 80 중량%를 샌드밀링 방식으로 분산시킨 카본블랙조성물을 도포하여 광-열 변환층을 형성하였다.

[비교예 2]

상기 아크릴계 코팅층이 형성된 2축 연신된 폴리에스테르 필름의 아크릴계 코팅층 상부에 바인더(니트로셀룰로오스 : 폴리우레탄 바인더를 1 : 1 중량비로 혼합) 18 중량%(고형분함량 중90중량%)와 카본블랙 2 중량%(고형분 함량 중10 중량%) 및 용제(메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 톨루엔을 1 : 1 : 1 중량비로 혼합) 80 중량%를 샌드밀링 방식으로 분산시킨 카본블랙조성물을 도포하여 광-열 변환층을 형성하였다.

구분	적외선 흡광도
실시예 1	합격
실시예 2	합격
실시예 3	합격
실시예 4	합격
비교예 1	불합격
비교예 2	불합격

110 : 기재층
210 : 광-열 변환층
310 : 차단층
410 : 전사층

Claims

기재층, 광-열 변환층 및 전사층이 순서대로 적층되어 있으며, 상기 광-열 변환층은 광-열 변환물질, 분산용매 및 바인더를 포함하고, 상기 광-열 변환물질의 함량이 광-열 변환층의 전체 고형분 함량 중 20 ~ 50중량%이고, 바인더의 함량이 광-열 변환층의 전체 고형분 함량 중 50 ~ 80중량%인 LITI 도너필름.
제1항에 있어서,
상기 광-열 변환층과 전사층 사이에 차단층이 추가적으로 적층되는 LITI 도너필름.
제1항에 있어서,
상기 광-열 변환물질은 카본 블랙, 금속 산화물 및 금속 황화물으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 화합물 또는 이들의 혼합물인 것인, LITI 도너필름.