KR20130079263A - 레이저 열전사 방법용 도너필름 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열전사용 도너필름에 관한 것으로, 레이저 열전사 방법(Light Induced Thermal Imaging) 또는 이와 유사한 공정에 사용하기 위한 열전사 이미지 형성 요소를 갖는 열전사용 도너필름에 관한 것이다.

Description

레이저 열전사 방법용 도너필름{LITI DONOR FILM}

본 발명은 열전사용 도너필름에 관한 것으로, 레이저 열전사 방법(Light Induced Thermal Imaging) 또는 이와 유사한 공정에 사용하기 위한 열전사 이미지 형성 요소를 갖는 열전사용 도너필름에 관한 것이다.

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. 이러한 전사방법에 대하여 대한민국 등록특허공보 10-0700828호 등에 기재되어 있다. 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 광-열변환층 및 차단층의 부피팽창이 발생하여 부피팽창에 의해 전사층이 OLED기판에 전사되는 과정을 거치게 된다.

이러한, LITI 공정에서 정전기가 발생하는 경우 스파크로 인하여 소자의 손상을 초래하거나 정전기에 의한 오염물질의 유입이 용이하여 제품의 수율 문제를 발생시킬 수 있으므로 LITI 도너필름의 대전방지가 요구되고 있다.

대한민국 등록특허공보 10-0700828호(2007.03.21)

본 발명은 대전방지성이 우수하여 LITI공정 시 먼지에 의한 오염이 적고, 공정성이 우수한 레이저 열전사 방법용 도너필름을 제공하는데 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은

기재필름의 상부에 형성된 광-열 변환층,

상기 광-열 변환층의 상부에 형성된 하드코팅층, 및

상기 기재필름의 하부면, 상기 하드코팅층의 상부면 또는 기재필름의 하부면과 하드코팅층의 상부면에 형성된 대전방지층,

을 포함하는 레이저 열전사 방법용 도너필름에 관한 것이다.

본 발명은 상기 하드코팅층 및 대전방지층을 형성하는데 특징이 있으며, 본 발명의 레이저 열전사 방법용 도너필름은 표면저항이 10⁶ ~ 10¹² Ω/㎠인 것일 수 있다. 표면저항이 상기 범위인 경우, 정전기가 발생함으로써 발생하는 LITI 공정의 문제점을 해소할 수 있다.

상기 표면저항을 달성하기 위하여, 상기 대전방지층에 ZnO, TiO₂, SnO₂, Al₂O₃, InO₃, MgO 등의 도전성 금속산화물 입자를 사용하는 경우는 LITI공정 시 일반적으로 사용되는 레이저의 IR파장을 차단하므로 미전사 되는 부위가 발생하거나, 레이저 효율이 떨어지므로 바람직하지 않다.

또한, 대전방지층에 대전방지성능을 갖는 계면활성제를 사용하는 경우는 필름의 이송 및 보관 중 상기 계면활성제가 배면으로 마이그레이션(migration)되며, 배면으로 마이그레이션(migration)된 대전방지제는 전사층 또는 유기발광층 표면에 오염을 발생시키므로 매우 정밀한 LITI 공정에 적용이 부적합하다.

따라서, 본 발명자들은 LITI공정에 적용이 적합하면서, 대전방지성이 우수한 LITI 도너필름을 제공하기 위하여 연구한 결과, 전도성고분자를 사용함으로써, 대전방지성이 우수하면서, 필름을 롤에 권취했을 때 대전방지층과 대면하는 층에 대전방지제가 마이그레이션(migration)되는 배면전사가 발생하는 것을 방지할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.

본 발명의 제 1 양태는 도 1에 도시된 바와 같이, 기재필름(10), 광-열 변환층(20), 하드코팅층(30) 및 대전방지층(40)을 포함한다.

본 발명의 제 2 양태는 도 2에 도시된 바와 같이, 대전방지층(40), 기재필름(10), 광-열 변환층(20) 및 하드코팅층(30)을 포함한다.

본 발명의 제 3 양태는 도 3에 도시된 바와 같이, 대전방지층(40), 기재필름(10), 광-열 변환층(20), 하드코팅층(30) 및 대전방지층(40)을 포함한다.

본 발명의 제 4 양태는 상기 제 1 양태 내지 제 3 양태에서 선택되는 어느 하나의 양태에서, 상기 기재필름과 광-열 변환층 사이에 프라이머층을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 제 5양태는 제 1 양태 내지 제 4 양태에서 선택되는 어느 하나의 양태에서, 상기 대전방지코팅층의 상부에 전사층을 더 포함할 수 있다.

그러나 상기 양태는 본 발명을 구체적으로 예시하는 것일 뿐 이들에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에서 각각의 층을 형성하는 방법은 통상의 공지의 방법에 따라서 코팅 또는 공압출하여 제조할 수 있다.

또한, 상기 제 2 양태 및 제 3양태에서 기재필름의 하부에 형성되는 대전방지층은 오프라인 방법으로 기재필름의 일면에 대전방지코팅용 조성물을 코팅 또는 도포하여 이루어질 수 있다. 또는 상기 기재필름이 이축연신 폴리에스테르 필름인 경우 필름을 제조하는 과정에서 일축 연신 후 대전방지층용 조성물을 코팅 또는 도포하고 재연신함으로써 인라인 방법으로 형성할 수 있다.

이하는 본 발명의 각각의 구성에 대하여 보다 구체적으로 설명한다.

기재필름(base film)

본 발명에서 기재필름은 유리 또는 투명한 고분자 중합체 필름일 수 있다. 중합체 필름의 예를 들면, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 폴리비닐수지 등을 사용할 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다. 보다 구체적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 등을 사용하는 것이 가공성, 열안정성 및 투명성이 우수하므로 바람직하다. 더욱 바람직하게는 LITI 공정 중 조사되는 레이저의 투과성을 높이기 위하여 광투과율이 90% 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 기재필름의 표면은 당업자에게 알려진 표면처리, 예를 들어 코로나, 플라즈마 등의 표면처리로 개질하여 후속 공정 시 부착성, 표면장력 등을 조절하는 것도 가능하다.

상기 기재필름의 두께는 0.025 ~ 0.15mm, 보다 바람직하게는 0.05~0.1mm인 것이 바람직하며, 이에 한정되는 것은 아니다.

프라이머층(primer layer)

본 발명은 필요에 따라, 상기 기재필름과 광-열 변환층의 사이에 프라이머층을 더 포함할 수 있다.

상기 프라이머층은 기재필름과 인접한 층 사이의 온도 전달을 제어하고, 기재필름과 인접한 층과의 접착성을 향상시키고, 광-열변환층으로의 이미지 형성 방사선 전달을 제어하기 위한 것이다. 프라이머층을 형성하는 경우 레이저를 이용한 전사공정에서 기재와 광-열 변환층이 분리되는 현상을 방지할 수 있다. 이러한 프라이머층에 적합한 소재로는 아크릴계수지, 폴리우레탄계수지, 폴리에스테르계 수지에서 선택된 어느 하나 또는 이들의 혼합수지를 사용할 수 있다. 상기 프라이머층과 기재필름 간 혹은 프라이머층과 광-열 변환층간 내열밀착력이 불량하면 레이저를 이용한 전사공정에서 기재필름과 광-열 변환층이 분리 될 수 있으므로, 기재필름 및 광-열변환층과의 밀착성이 우수한 소재를 선택하는 것이 바람직하며, 본 발명에서는 폴리우레탄 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

광-열 변환층(Light-To-Heat Conversion layer; LTHC layer)

본 발명의 광-열 변환층은 적외선-가시광선 영역의 빛을 흡수하여 상기 빛의 일부를 열로 변환시키는 층으로, 열경화성수지를 포함하는 수지조성물과 광-열 변환물질로 이루어진다. 본 발명에서 상기 수지조성물은 열경화성수지 단독 또는 열경화성수지와 열가소성수지의 혼합수지로 이루어질 수 있다. 열경화성수지와 열가소성수지를 혼합하여 사용하는 경우 열경화성수지는 경화제를 포함하여 전체 수지 성분 중 50중량%이상을 포함하는 것이 바람직하다. 그 함량이 50중량% 미만이면, 내용제성이 떨어져 중간층 코팅 시 중간층의 용제가 광-열 변환층에 침투해 문제가 될 수 있으며, 또한 광-열 변환물질 분산공정에서 원활한 분산이 이루어지지 못해 코팅 시 핀홀이 발생하는 문제가 발생할 수 있다.

또한, 광-열 변환물질의 함량이 25 ~ 40 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 광-열 변환물질의 함량이 25 중량% 미만인 경우는 레이저를 이용한 전사공정이 광-열 변환층이 부풀어 오르는데 한계가 있어 원하는 패턴이 균일하게 전사되지 않으며, 40 중량%를 초과하는 경우는 레이저 전사공정에서 과량의 열이 발생해 광-열변환층이 타버려 전사가 되지 않는 현상이 발생할 수 있다.

상기 수지조성물은 폴리우레탄계 열경화성수지를 포함하는 것이 바람직하며, 구체적으로 예를 들면, 열경화성 폴리우레탄은 폴리카보네이트 폴리우레탄, 폴리에스테르 폴리우레탄 등을 포함한다. 상기 폴리우레탄 수지는 유리전이온도(Tg)가 10℃이상인 것을 사용하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로는 유리전이온도 10 ~ 50℃인 것을 사용하는 것이 좋다. 유리전이온도가 상기 범위 미만인 경우는 광-열변환층 코팅 후 에이징 공정에서 코팅층이 반대면으로 일부 전사되는 형상이 발생할 수 있으며, 초과인 경우에는 레이저 조사 시 부피팽창이 작아져서 원하는 모양의 전사가 어려울 수 있다.

상기 경화제로는 이소시아네이트계 경화제, 과산화물, 에폭시계 가교제, 금속킬레이트계 가교제, 멜라민계 가교제, 아지리딘계 가교제, 금속염 등을 들 수 있다. 이들 가교제는 1종을 단독으로, 또는 2종 이상을 병용할 수 있다. 또한 본 조성에 열가소정 수지를 첨가할 수 있다.

상기 열가소성 수지는 고형분 함량 기준으로 열경화성수지와 가교제 고형분의 합보다 작은 양을 사용한다. 구체적으로는 수지조성물 전체 함량 중 50 중량% 미만으로 사용한다. 상기 열가소성수지는 폴리비닐클로라이드-폴리비닐아세테이트 공중합체, 폴리비닐클로라이드호모폴리머 등을 사용할 수 있으며 사용된 수지는 유리전이온도가 40℃ 이상인 것을 특징으로 한다. 유리전이온도가 40℃ 미만이면 블로킹현상이 발생할 수 있다.

상기 광-열 변환층은 기재필름 상에 도포, 건조시켜 제조한다. 광-열 변환층은 열경화성 수지를 사용하므로 가열에 의해 가교하는 것이 바람직하다. 가교는 건조 공정의 온도에서 병해해도 되고, 건조 공정 후에 별도로 가열하여 가교를 하는 것일 수 있다.

상기 광-열 변환물질은 입사되는 레이저 빛을 흡수하여 열로 변환하는 물질을 의미하며, 염료(예를 들어, 가시광선 염료, 자외선 염료, 적외선 염료, 형광염료 및 방사선 편광 염료 등), 안료, 금속, 금속 화합물, 금속필름, 카본블랙, 금속산화물, 금속황화물 등을 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 카본블랙을 사용한다.

상기 카본블랙은 평균입경이 10 ~ 30nm인 것을 사용하는 것이 평탄한 표면을 수득할 수 있으므로 바람직하다. 또한 필요에 따라, 상기 카본블랙은 폴리비닐클라이드, 폴리비닐클로라이드-폴리비닐아세테이트 공중합체, 열경화성 폴리우레탄에서 선택되는 어느 하나 또는 둘이상의 수지로 1차 분산을 하여 표면처리를 함으로써 수지 내 분산성을 더욱 향상시킬 수 있다. 상기 1차 분산을 하는 방법으로는 폴리비닐클로라이드 등의 수지에 카본블랙을 첨가하여 니딩 또는 믹싱 등의 방법을 이용하여 1차 분산을 할 수 있다. 니딩은 용제를 포함 하며, 고형분 함량이 30 ~ 70 중량%인 준비액 제조 후 니딩기를 이용하여 실시 할 수 있다. 고형분함량이 30 중량% 미만이면 점도가 낮아 카본의 분산도가 떨어 질수 있으며, 고형분 함량이 70 중량%초과이면 너무 과도한 토크가 걸려 분산이 어려워질 수 있다. 니딩된 조액은 분산도 최적화를 위해 추가적인 밀링 및 필터링 공정을 추가할 수 있다. 상기 니딩에 사용되는 용제는 사용되는 수지의 종류에 따라서 수지를 용해할 수 있는 용제를 선택적으로 사용하는 것이 바람직하며, 보다 구체적으로 예를 들면, 톨루엔 : 메틸에틸케톤 : 사이클로헥사논을 1~5 : 1~5 : 1~5 중량비로 혼합한 혼합용제를 사용할 수 있다.

상기 광열변환층은 니딩, 밀링, 필터링 및 코팅 공정에 의해 제조 될 수 있으며, 밀링, 필터링 및 코팅 공정에 의해서도 제조될 수 있다. 니딩 및 밀링은 입자의 분산최적화를 위해 실시되며, 밀링방법은 링밀, 센드밀 등 다양한 방법을 활용할 수 있다.

밀링은 여러 가지 방법을 사용할 수 있지만, 예를 들어 밀링을 사용하는 경우 1차 니딩 된 조액에 전체액의 고형분이 10중량% ~ 20중량%가 되도록 잔여의 수지 및 용제를 첨가한 조액 또는 고형분 10중량%~20중량%인 수지/카본블랙/용제 혼합액을 밀링기의 주용기에 주입하고, 링부에 0.5~2.0mm 지르코늄입자를 50~80부피% 충진 한 후 교반을 실시한다. 교반은 이중으로 실시한다. 하나는 주밀링용기내부액이 순환되면서 링부 내부로 투입하는 목적으로 실시하며, 나머지 하나는 링부 내부에서 입자분산을 목적으로 실시한다. 링부에 충진되는 입자는 지르코늄 이외의 다른 밀링용 입자를 사용할 수 있다. 필요에 따라 밀링은 여러 단계로 나누어서 실시할 수 있다. 1차로 2.0mm 지르코늄 입자를 충진해 1차 밀링을 실시한 후 2차로 1.5mm 입자를 충진해 밀링을 실시하고, 3차로 0.5mm 입자를 충진해 밀링을 실시하면 보다 균일한 카본블랙입자 분산을 이룰 수 있다.

또는 각 크기별 입자가 순차적으로 충진 된 밀링기를 이용해 순차적으로 밀링을 실시해도 무방하다.

밀링 시 고형분 함량은 10중량%~20중량% 범위에서 실시하는 것이 바람직하다. 수지의 조성비에 따라 차이는 있으나, 10중량% 미만이 되면 입자분산효율이 떨어지고, 20중량%를 초과하면 밀링된 액의 액 안정성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있다.

필터링 공정은 입도크기가 2.5㎛ 이상인 큰 입자를 제거하는 데 목적이 있다. 코팅 공정은 바코팅, 다이 코팅방식 및 롤 코팅 방식을 사용 할 수 있으며, 필요 시 다양한 코팅방법을 적용 할 수 있다. 코팅 공정 후 별도의 추가적인 가교가 필요한 경우는 별도의 에이징 공정을 통해 가교도를 조절 할 수 있다.

또한, 필요에 따라 상기 카본블랙 이외에 가시광선염료, 자외선염료, 적외선염료, 형광염료, 방사선-편광 염료 등의 염료와, 유기 안료, 무기 안료, 시안화철 안료, 프탈로시아닌 안료, 프탈로시아닌 염료, 시아닌 안료, 시아닌 염료, 금속 다이티올렌 안료, 금속 다이티올렌 염료 및 다른 흡수재료 등이 더 첨가될 수 있다.

상기 광열변환층은 건조 도공량이 1 ~ 3.0g/㎡인 것이 바람직하다. 광-열 변환층의 건조 후 도공량이 1g/㎡ 미만인 경우는 전사공정에서 광-열 변환층이 타버리는 현상이 발생하고, 3.0g/㎡을 초과하는 경우는 적절한 열전달이 되지 않아 전사가 제대로 되지 않는 문제가 발생할 수 있다.

하드코팅층(hardcoating layer)

본 발명에서 상기 하드코팅층은 광-열 변환층에서 발생하는 열에 의해 전사층이 전사될 때, 광-열 변환층 내부에 존재하는 광-열 변환물질이 함께 전사되는 것을 방지하고, 광-열변환층에서 발생한 열이 전사층에 전달되어 열에 의해 전사층 내부에 존재하는 유기물이 타버리는 것을 방지하기 위하여 형성되는 것이다.

본 발명에서 상기 하드코팅층은 UV경화형 수지로 이루어지며, 표면에너지가 낮은 불소계수지 또는 실리콘계수지를 첨가하여 표면에너지가 35mN/m 이하가 되도록 조절하는 것이 바람직하다. 표면에너지가 35mN/m를 초과하는 경우는 전사공정에서 하드코팅층이 이형기능을 수행하지 못해 전사층이 분리되지 않아 전사가 되지 않는 현상이 발생할 수 있다. 따라서 하드코팅층의 표면에너지가 낮을수록 전사층과의 접착력이 낮아져 전사공정에서 원활한 전사가 이루어 질 수 있고, 하드코팅층의 표면에너지가 높을수록 전사층과의 접착력이 높아져 전사공정에서 원활한 전사가 이루어지기 어렵다. 상기 불소계수지 또는 실리콘계수지의 함량은 표면에너지가 35mN/m 이하인 범위로 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로는 UV경화형 수지 96 ~ 99.9 중량%와, 불소계수지 또는 실리콘계수지 0.1 ~ 4 중량%를 포함하여 형성함으로써 혼합하여 표면에너지가 35mN/m 이하인 하드코팅층을 형성할 수 있다.

또한, 하드코팅층은 건조 후 코팅두께가 1.0~3.0㎛이 되도록 하는 것이 바람직하다. 1.0㎛ 미만인 경우는 열차단 효과가 떨어져 전사층이 타버릴 수 있으며, 균일한 표면형상을 얻을 수 없어 전사된 전사층의 표면이 불균일하게 되어 디스플레이의 해상도가 떨어질 수 있다. 3㎛초과인 경우 열을 너무 많이 차단해 전사층이 전사되지 않는 현상이 발생할 수 있다.

보다 구체적으로 상기 하드코팅층의 두께는 광-열 변환층의 표면조도가 증가하면 평탄한 표면형상을 확보하기 위해 증가 되는 것이 바람직하다. 광-열변환층의 표면조도(Ra) 값이 10nm~20nm 이면 2.5~3㎛범위이고, 광-열변환층의 표면조도 값이 5~10nm범위이면 중간층의 두께는 2~3㎛, 광-열변환층의 표면조도 값이 5nm 이하이면 1~3㎛범위를 가지는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 광-열 변환층의 표면조도가 20nm이하인 범위에서 LITI공정에 적용하였을 때 전사성이 우수하다.

상기 하드코팅층에 사용 가능한 UV 경화형 수지는 우레탄 아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 등이 사용될 수 있다. 표면장력을 35mN/m이하로 조절하기위해 불소계수지 또는 실리콘계수지를 사용할 수 있다.

상기 실리콘계수지는 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산, 폴리에테르 변성 디메틸폴리실록산 공중합체, 디메틸폴리실록산계수지, 변성 디메틸폴리실록산계 수지, 메틸알킬실록산계 및 반응성을 지닌 실리콘아크릴레이트 등이 사용 가능하며, 상업화된 예로는 BYK사의 BYK-300, BYK-301, BYK-302 등이 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 하드코팅층은 바코팅, 롤코팅, 다이코팅 등의 방법에 의해 형성될 수 있다. 또한 하드코팅층은 필요 시 2층 이상이 형성 될 수 있으며, 상기의 하드코팅층의 상부에 알루미늄 증착층을 더 형성 할 수 있다.

대전방지층(anti-static layer)

본 발명에서 대전방지층은 LITI공정 시 레이저 조사 후 도너기판을 탈착시키는 경우 발생할 수 있는 정전기를 제어하기 위한 것으로, 전도성 고분자로 이루어지는 것이 LITI공정 시 표면으로 마이그레이션 되는 등의 표면 오염을 방지할 수 있으므로 바람직하다.

구체적으로 상기 대전방지층은 상기 전도성 고분자를 포함하는 대전방지코팅용 조성물을 건조도포두께 0.02 ~ 1.5 ㎛로 도포하여 형성할 수 있으며, 이에 따라 표면저항이 10⁶ ~ 10¹² Ω/㎠이 되도록 하는 것이 바람직하다. 상기 대전방지층은 바인더 수지 10 ~ 50 중량%와 전도성 고분자 50 내지 90중량%로 이루어지는 것일 수 있다. 상기 범위에서 표면저항이 10⁶ ~ 10¹² Ω/㎠인 대전방지층을 제조할 수 있다.

본 발명에서 상기 대전방지코팅용 조성물은 전도성 고분자, 바인더 수지 및 용매를 포함하여 고형분함량이 40 ~ 70 중량%인 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 인-라인코팅이 가능하도록 수분산 또는 에멀젼으로 제조하는 것이 바람직하다.

상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리설퍼니트리드(poly sulfur nitride), 폴리(p-페닐렌), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(p-페닐렌 설파이드), 폴리(p-티에닐렌 비닐렌) 등이 사용가능하다. 구체적으로 예를 들면, CLEVIOS 사의 Clevios P 등을 사용할 수 있다.

상기 전도성 고분자의 양은 전체 대전방지코팅용 조성물 중 15중량%이하, 구체적으로는 0.5 내지 15중량%를 포함하는 것이 대전방지성이 우수하며, 균일한 용액을 제조하기에 용이하므로 바람직하다. 또한, 상기 함량범위에서 목적으로 하는 표면저항이 10⁶ ~ 10¹² Ω/㎠인 대전방지층을 형성할 수 있다.

상기 바인더 수지는 필름 제조 시 인-라인 코팅공정에 의해 도포가 가능하도록 하며, 투명성 및 기재필름과의 접착성을 더욱 향상시키고, 내열성 및 내용제성을 더욱 향상시키기 위하여 사용되는 것이다. 인-라인 코팅에 의해서도 투명성이 유지되면서 공정 중 조액안정성이 우수하고, 내열성, 내용제성이 우수한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 구체적으로는 폴리에스터계 수지 또는 폴리우레탄계 수지를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 바인더수지는 폴리에스터계 에멀젼 또는 폴리우레탄계 에멀젼을 바인더 수지를 사용하는 것이 바람직하며, 상기 에멀젼의 고형분 함량은 15 내지 50중량% 정도인 것이 바람직하다. 구체적으로 예를 들면, 일본 제일공업제약의 Elastron H-3 등을 사용할 수 있다.

보다 구체적으로 폴리에스터계 에멀젼은 폴리에스테르 중합체, 폴리에스테르 중합체에 술폰산 염(sulfonic acid salt), 카르복실산 염 또는 그에 준하는 내부 유화기를 포함하거나, 폴리에스테르 중합체에 비닐화합물을 공중합 한 것, 폴리에스테르 공중합물을 수분산시켜서 제조된 것을 사용할 수 있다.

상기 폴리우레탄계 에멀젼은 이소시아네이트와 폴리올을 포함하는 수분산성폴리우레탄을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 이소시아네이트는 헥사메틸 디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI), 메틸렌디페닐이소시아네이트(MDI), 4,4-디헥실메탄디이소시아네이트(H12MDI) 등의 이소시아네이트를 사용할 수 있다. 상기 폴리올은 폴리프로필렌 글리콜(PPG), 폴리에틸렌 글리콜(PEG), 폴리(테트라메틸렌 글리콜)(PTMG), 폴리카프로락톤(PCL), 폴리(테트라메틸렌 아디페이트 글리콜)(PTAd) 등의 다이올에 수분산을 목적으로 금속염 등의 유화그룹을 포함할 수 있으며, 사슬연장제(Chain Extender)로서 다이아민류를 사용하는 것도 가능하다. 또한 말단 이소시아네이트기를 황산이나 수산기로 블로킹된 것도 적용이 가능하다.

상기 용매는 (C1-C3)알콜, 물에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적으로는 메탄올, 에탄올, 프로판올 등의 알콜과 물을 단독으로 사용하거나 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 대전방지코팅용 조성물은 인라인이나 오프라인 모두 적용이 가능하다.

전사층(transfer layer)

상기 전사층은 증발, 스퍼터링, 용액코팅 등의 방법에 의해 균일한 층으로 형성할 수 있다. 전사층은 전형적으로 리셉터로 전사하기 위한 하나 이상의 층을 포함한다. 예를 들어, 전계발광재료 또는 전기적으로 활성인 재료를 포함하는 유기, 무기, 유기금속성 및 다른 재료를 사용하여 형성될 수 있다.

보다 구체적으로 예를 들면, 폴리(페닐렌비닐렌), 폴리-파라-페닐렌, 폴리플루오렌, 폴리디알킬플루오렌, 폴리티오펜, 폴리(9-비닐카바졸), 폴리(N-비닐카바졸-비닐알콜)공중합체, 트리아릴아민, 폴리노르보넨, 폴리아닐린, 폴리아릴폴리아민, 트리페닐아민-폴리에테르케톤 등이 사용될 수 있으며, 이들에 제한되는 것은 아니다.

상기 전사층은 제조하고자 하는 유기발광소자의 특성에 적합하도록 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 유기반인더 물질 중 적어도 하나를 포함하는 화합물을 포함할 수 있다.

이러한 전사층의 구성에 대해서 본 발명에서는 구체적으로 한정하지 않고, 통상적으로 해당 분야에서 사용되는 구성이라면 제한되지 않고 사용할 수 있다.

본 발명은 대전방지성이 우수하므로 LITI공정에 적용 시 우수한 대전방지 기능이 있으며, 저분자 물질이 아닌 타입으로 전사도 방지 할 수 있다. 이런 층을 도입으로 인하여 정전기에 의한 스파크(Spark)방지, 이물유입을 억제하여 공정의 안정성과 제품생산 시 수율도 증대시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 제 1 양태를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제 2 양태를 도시한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 3 양태를 도시한 단면도이다.
- 도면의 주요 부분에 대한 설명 -
10 : 기재필름
20 : 광-열 변환층
30 : 하드코팅층
40 : 대전방지층

이하는 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하기 위하여 일 예를 들어 설명하는 바, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 동일 또는 동등한 범위의 물질 범위 내에서 변경 가능함은 자명하다.

이하 물성은 다음의 측정방법에 의해 측정하였다.

1) 표면에너지

대전방지층과 광열변환층을 마주 닿게 하여 50g/cm² 로 누른 후 45℃의 오븐에 넣어서 3일간 방치하여 시료를 전처리하였다.

이후, 표면에너지 측정액(ACCU DYNE TEST, 미국)을 각각의 대전방지층과 광열변환층의 표면에 면봉에 묻혀 문지른 후 10초 후 묻은 측정액의 표면적변화가 없는 즉, 액의 뭉침이 발생하지 않는 가장 높은 표면에너지 측정액의 값을 취한다. 값은 10번 측정한 후 평균값을 취한다.

2) 대전방지성(표면저항)

측정기기 : Hiresta-UP MCP-HT450 (Mitsubishi Chemical Corporation)

측정방법 : 인가전압 500V, 측정시간 10초, Probe Type - URS

측정조건 : 50%RH, 23℃

시료를 가로, 세로 각 10cm 크기로 자른 후 대전방지측정기기인 Hiresta-Up의 전극 표면에 측정하고자 하는 필름의 표면을 닿게 올린 후, 전압을 10초간 인가하여 측정되는 저항을 5회 평균값을 얻었다. 이때 시료를 측정하기 전에 23℃, 50%RH에서 약 24시간 방치 후 측정하였다.

3) 전사특성(배면저항)

대전방지층과 광열변환층을 마주 닿게 하여 50g/cm² 로 누른 후 45℃의 오븐에 넣어서 3일간 방치하여 시료를 전처리하였다. 그리고 광열변환층의 표면저항을 상기 2)대전방지성의 측정방법으로 표면저항의 전사정도를 평가하였다. 즉 대전방지성능이 없는 광열변환층의 표면저항이 낮아질 경우 대전방지의 전사에 의한 영향을 알 수 있다.

[실시예 1]

광열변환층 제조용 조성물(A-1)의 제조

폴리비닐클로라이드비닐아세테이트 공중합체(Dow chemical사, VMCH grade)18wt%, 폴리우레탄수지(루브지졸사, ESTANE 5715 grade)43wt%, 폴리이소시아네이트(애경화학, AK75 grade)9wt%, 카본블랙(데구사, PRINTEX L6 grade)30wt%를 톨루엔:메틸에틸케톤:사이클로헥사논 = 1:1:1 중량비로 혼합한 혼합용매에 고형분 함량 15 중량%가 되도록 첨가하여 광열변환층 제조용 조성물을 제조하였다.

이때 조액 제조는 다음과 같이 니딩 및 밀링 필터링 공정을 거쳐 제조하였다.

먼저, 니딩은 톨루엔:메틸에틸케톤:사이클로헥사논 = 1:1:1 중량비로 혼합한 혼합용매에 폴리비닐클로라이드비닐아세테이트 공중합체를 50℃에서 가온 용해하여 13 중량% 폴리비닐클로라이드비닐아세테이트 용액을 제조하였다. 니딩기에 일정량의 카본블랙을 투입한 후 니딩기를 가동시키면서 소량씩 폴리비닐클로라이드비닐아세테이트 용액을 투입하고, 1시간동안 니딩을 실시하였다.

니딩이 종료된 후 니딩 된 액을 1.2mm 지르코늄 입자가 80% 충진 된 링밀의 주밀링용기에 투입하고, 미리 준비된 톨루엔:메틸에틸케톤:사이클로헥사논 = 1:1:1 중량비로 혼합한 혼합용매를 이용해 50℃에서 가온 용해한 20중량% 폴리우레탄수지 및 혼합용제(톨루엔:메틸에틸케톤:사이클로헥사논 = 1:1:1 중량비)를 첨가해 고형분 비율이 15중량%인 액을 제조하였다. 제조된 액을 투입한 후 밀링기내 2개의 교반기를 작동시켜 밀링을 실시하였다. 코팅액을 혼합해 밀링기 내부로 투입하기위해 사용되는 교반기는 1000rpm으로 조정하고, 입자분산작용을 위해 링부에 설치된 교반기는 2000rpm으로 6시간 동안 교반 시켰다.

밀링된 액은 2.5㎛ 이상의 입자를 걸러줄 수 있는 필터를 이용해 필터링을 실시하였다. 필터링된 액을 메이어바 #8번을 이용해 코팅한 후 120℃에서 30초간 건조시킨 후 표면 상태를 현미경으로 확인해 2.5㎛ 이상의 입자가 없는 것이 확인되면 필터링을 완료하였다. 필터링 후 경화제인 폴리이소시아네이트를 투입하고 1시간 동안 교반하여 광열변환층 제조용 조성물(A-1)을 제조하였다.

하드코팅층 제조용 조성물(B-1)의 제조

UV경화형 우레탄아크릴레이트 수지(Toyo ink社 Lioduras LCH) 98.8 중량%에 실리콘계 첨가제(BYK社, BYK-302) 0.2 중량%를 혼합하여 하드코팅층 제조용 조성물(B-1)을 제조하였다.

대전방지층 제조용 조성물(C-1)의 제조

바인더 수지로 우레탄계수지(일본 제일공업제약, Elastron H-3) 20중량% 와 전도성 고분자로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(CLEVIOS사, Clevios P) 80 중량% 가 혼합된 A액과, 1-프로판올 30중량%와 물이 70 중량%로 혼합되어 있는 B액을 6:4 중량비(A액:B액)로 혼합하여 대전 방지층 제조용 조성물(C-1)을 제조하였다.

LITI 도너필름의 제조

PET 필름(코오롱인더스트리(주), H11P)을 기재필름으로 준비하였다.

준비된 기재필름의 일면에 광열변환층 제조용 조성물(A-1)을 마이크로그라비아 코팅방식으로 코팅 후 건조하여 광열변환층을 형성하였다. 이때 건조 후 도공량이 1.5g/㎡이 되도록 하였다. 추가적으로 50℃에서 3일간 에이징을 하였다.

상기 광열변환층의 상부에 준비된 하드코팅층층 제조용 조성물(B-1)을 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 코팅 후 건조하여 하드코팅층을 형성하였다. 이때 코팅두께가 2.0㎛이 되도록 조정하였다.

상기 하드코팅층의 상부에 준비된 대전방지층 제조용 조성물(C-1)을 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 코팅 후 건조하여 대전방지층을 형성하였다. 이때 코팅두께가 2.0㎛이 되도록 조정하였다.

제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 2]

상기 실시예 1에서, 하기 대전방지층 제조용 조성물(C-2)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

대전방지층 제조용 조성물(C-2)의 제조

바인더 수지로 폴리에스테르계 수지(DIC사의 ES2200) 50 중량%와 아닐린계 전도성 고분자(Panipol사의 Panipol W) 50 중량%를 혼합한 D액과, 1-프로판올 30중량%와 물이 70 중량%로 혼합되어 있는 B액을 3:7 중량비(D액:B액)로 혼합하여 조성물(C-2)을 제조하였다.

LITI 도너필름의 제조는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[실시예 3]

상기 실시예 1에서, 하기 대전방지층 제조용 조성물(C-3)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

대전방지층 제조용 조성물(C-3)의 제조

바인더 수지로 우레탄계수지(일본 제일공업제약, Elastron H-3) 30중량% 와 전도성 고분자로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(CLEVIOS사, Clevios P) 70 중량% 가 혼합된 A액과, 1-프로판올 30중량%와 물이 70 중량%로 혼합되어 있는 B액을 6:4 중량비(A액:B액)로 혼합하여 대전 방지층 제조용 조성물(C-3)을 제조하였다.

[비교예 1]

음이온 대전방지제(Cytech사, Cyastate SN) 1 중량%, 아크릴계 수지에 멜라민계 경화제가 약 20% 첨가된 ATX-014(Takamatsu, ATX-014) 2 중량%, 물 97 중량%를 혼합하여 대전방지 조성물(C-4)을 제조하였다.

LITI 도너필름의 제조는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 2]

LITI 도너필름의 제조

하드코팅층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

PET 필름(코오롱인더스트리(주), H11P)을 기재필름으로 준비하였다. 준비된 기재필름의 일면에 실시예 1에서 준비한 광열변환층 제조용 조성물(A-1)을 마이크로그라비아 코팅방식으로 코팅 후 건조하여 광열변환층을 형성하였다. 이때 건조 후 도공량이 1.5g/㎡이 되도록 하였다. 추가적으로 50℃에서 3일간 에이징을 하였다.

상기 광열변환층의 상부에 실시예 1에서 준비된 대전방지층 제조용 조성물(C-1)을 마이크로 그라비아 코터를 이용하여 코팅 후 건조하여 대전방지층을 형성하였다. 이때 코팅두께가 2.0㎛이 되도록 조정하였다.

제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 3]

상기 실시예 1에서, 하기 대전방지층 제조용 조성물(C-5)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다.

대전방지층 제조용 조성물(C-5)의 제조

바인더 수지로 우레탄계수지(일본 제일공업제약, Elastron H-3) 60중량% 와 전도성 고분자로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(CLEVIOS사, Clevios P) 40 중량% 가 혼합된 A액과, 1-프로판올 30중량%와 물이 70 중량%로 혼합되어 있는 B액을 4:6 중량비(A액:B액)로 혼합하여 대전 방지층 제조용 조성물(C-5)를 제조하였다.

제조된 필름의 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.

[비교예 4]

상기 실시예 1에서, 하기 대전방지층 제조용 조성물(C-6)을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하였다. 그러나, 하기 대전 방지층 제조용 조성물(C-6)을 사용한 경우 코팅층이 형지 않아 물성 평가가 불가능하였다.

대전방지층 제조용 조성물(C-4)의 제조

전도성 고분자로서 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜)(CLEVIOS사, Clevios P) 100 중량%인 A액과, 1-프로판올 30중량%와 물이 70 중량%로 혼합되어 있는 B액을 6:4 중량비(A액:B액)로 혼합하여 대전 방지층 제조용 조성물(C-6)을 제조하였다.

[표 1]

상기 표에서 보이는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예는 배면전사가 되지 않으며, 하드코팅층의 표면에너지가 낮아 균일한 전사층을 형성할 수 있음을 알 수 있었다.

비교예 1의 경우 배면에 대전방지제가 전사되는 것을 확인하였다. 이렇게 전사된 대전방지제에 의해 LITI공정 시 유기발광층의 발광효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

비교예 2는 하드코팅층이 형성되지 않은 경우로, 광열변환층의 표면 에너지가 높은 것을 알 수 있으며, 유기 발광층과 대전방지층의 접착력이 상승하여 유기발광층을 기판으로 전사시키기 어렵다.

비교예 3은 목적으로 하는 표면저항이 달성되지 않는 것을 알 수 있었다.

Claims (14)

1. 기재필름의 상부에 형성된 광-열 변환층,
   상기 광-열 변환층의 상부에 형성된 하드코팅층, 및
   상기 기재필름의 하부면, 상기 하드코팅층의 상부면 또는 기재필름의 하부면과 하드코팅층의 상부면에 형성되며, 전도성 고분자를 포함하는 대전방지층,
   을 포함하는 레이저 열전사 방법용 도너필름.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 레이저 열전사 방법용 도너필름은 표면저항이 10⁶ ~ 10¹² Ω/㎠인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 대전방지층은 바인더 수지 10 ~ 50 중량%와 전도성 고분자 50 내지 90중량%로 이루어지는 레이저 열전사 방법용 도너필름.
4. 제 3항에 있어서,
   상기 전도성 고분자는 폴리아세틸렌(polyacetylene), 폴리아닐린(polyaniline), 폴리피롤(polypyrrole), 폴리티오펜(polythiophene), 폴리설퍼니트리드(poly sulfur nitride) 폴리(p-페닐렌), 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리(p-페닐렌 설파이드), 폴리(p-티에닐렌 비닐렌)에서 선택되는 레이저 열전사 방법용 도너필름.
5. 제 3항에 있어서,
   상기 바인더수지는 폴리에스터계 수지 또는 폴리우레탄계 수지인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
6. 제 3항에 있어서,
   상기 대전방지층은 전도성 고분자, 바인더 수지 및 용매를 포함하여 전체 고형분함량이 40 ~ 70 중량%인 대전방지코팅용 조성물을 도포하여 형성된 것인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 기재필름과 광-열 변환층 사이에 프라이머층을 더 포함하는 레이저 열전사 방법용 도너필름.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 기재필름은 유리 또는 투명한 중합체 필름에서 선택되는 것인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 광-열 변환층은 열경화성수지를 포함하는 수지조성물과 광-열 변환물질로 이루어지며, 건조 후 도공량이 1 ~ 3.0g/㎡인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
10. 제 9항에 있어서,
    상기 수지조성물은 열경화성 폴리우레탄수지 단독, 또는 열경화성 폴리우레탄수지와 폴리비닐클라이드, 폴리비닐클로라이드-폴리비닐아세테이트 공중합체에서 선택되는 열가소성수지의 혼합수지로 이루지는 것인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
11. 제 9항에 있어서,
    상기 광-열 변환물질은 카본블랙이고, 25 ~ 40 중량%로 포함되는 레이저 열전사 방법용 도너필름.
12. 제 9항에 있어서,
    상기 광-열 변환층의 표면조도(Ra)가 20nm이하인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 하드코팅층은 UV 경화형수지와, 실리콘계수지 또는 불소계 수지를 포함하여 이루어진 것인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
14. 제 13항에 있어서,
    상기 하드코팅층은 두께가 1.0~3.0㎛이고, 표면에너지가 35mN/m 이하인 레이저 열전사 방법용 도너필름.
    

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