KR20140012582A - 열전사 필름 및 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자 - Google Patents

열전사 필름 및 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자 Download PDF

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KR20140012582A
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Abstract

본 발명은 기재층; 및 상기 기재층의 상부에 형성된 광열전환층을 포함하고, 상기 광열전환층은 텅스텐 산화물 입자 및 복합 텅스텐 산화물 입자로부터 선택되는 하나 이상의 입자를 포함하는 열전사 필름, 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자에 관한 것이다.

Description

열전사 필름 및 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자{THERMAL TRANSFER FILM AND ELECTROLUMINESCENCE DISPLAY DEVICE PREPARED USING THE SAME}
본 발명은 열전사 필름 및 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 본 발명은 광열전환층에 텅스텐 산화물 입자 및 복합 텅스텐 산화물 입자로부터 선택되는 하나 이상의 입자를 포함하는 광열전환재료를 포함하는 열전사 필름 및 이를 사용하여 제조된 유기전계발광소자에 관한 것이다.
광열전환(LTHC, light to heat conversion)층은 원하는 파장의 빛을 흡수하고, 입사광 중 적어도 일부를 열로 전환시키는 역할을 한다. 열전사 필름은 리셉터 기판 상에 광열전환층과, 발광 재료, 전사 운송 화합물 혹은 정공 운송 화합물을 포함하는 전사층이 순서대로 형성되어 있다. 광열전환층에 흡수 파장의 빛을 조사할 경우, 광열전환층에 의해 전사층이 전사될 수 있다.
광 유도 열전사에 있어서, 광열전환층은 광학 밀도(optical density)를 감소시키지 않으면서 외관상 균일한 코팅을 유지해야 한다.
광열전환층에서 광열 전환의 역할을 하는 광열 전환 재료로, 카본 블랙을 사용하여 왔다. 그러나, 카본 블랙은 서로 응집하려는 자체의 특성 때문에 분산이 쉽게 깨어질 수 있고, 이는 광열전환층의 코팅 외관 및 균일성을 유지할 수 없게 한다. 또한, 광열 전환 재료인 유기 염료 또는 안료계 또는 금속 착체는 코팅의 균일성을 확보할 수 있으나, 열이나 빛에 대한 내구성이 작을 수 있다.
이와 관련하여, 한국공개특허 제2010-0028652호에 따르면 카본 블랙을 포함하는 광열전환층이 형성된 열전사 필름을 개시하고 있다.
본 발명의 목적은 근적외선 흡수가 뛰어난 광열 전환 재료를 포함하여 열전사율이 높은 열전사 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 가시광에 대한 투명성이 우수하고 균일한 코팅성을 확보할 수 있는 열전사 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 열과 빛에 대한 내구성이 뛰어난 열전사 필름을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 열전사필름을 도너 필름으로 하여 제조된 유기전계발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 열전사 필름은 기재층; 및 상기 기재층의 상부에 형성된 광열전환층을 포함하고, 상기 광열전환층은 텅스텐 산화물 입자 및 복합 텅스텐 산화물 입자로부터 선택되는 하나 이상의 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 관점인 유기전계발광소자는 상기 열전사 필름을 레이저 전사용 도너 필름으로 사용하여 제조될 수 있다.
본 발명은 균일한 외관과 코팅성을 확보할 수 있으며, 열과 빛에 대한 내구성이 뛰어난 열전사 필름을 제공하는 효과를 갖는다. 또한, 본 발명은 광학 밀도가 높아 열전사 효율이 높고, 광열전환층의 매트릭스 형성이 용이하여 경도, 내스크래치성이 우수한 광열전환층을 갖는 열전사 필름을 제공하는 효과를 갖는다.
도 1은 본 발명 일 구체예의 열전사 필름의 단면도이다.
도 2는 본 발명 다른 구체예의 열전사 필름의 단면도이다.
본 발명의 일 관점인 열전사 필름은 근적외선 영역의 흡수가 뛰어난 광열 전환 재료를 포함하여 열전사율이 높고, 가시광에 대한 투명성이 우수하고, 코팅이 균일하고, 열과 빛에 대한 내구성이 높고, 내스크래치성이 높고, 경화도가 높은 광열전환층을 포함할 수 있다.
일반적으로 광열전환층에서 광열 전환 재료로 사용되는 카본 블랙은 파장 전체 범위를 흡수할 수 있어 열전사율을 높게 한다. 그러나, 카본 블랙은 자체로 서로 응집하려는 특성이 있고, 시간 경과 등으로 인해 분산이 쉽게 깨어질 수 있다. 그 결과 광열전환층의 코팅 외관 및 균일성을 유지할 수 없다. 또한, 카본 블랙은 입자의 성격상 광열전환층에 포함시 광열전환층의 내스크래치성을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 광열전환층은 광열 전환 재료로서 텅스텐 산화물 입자 및 복합 텅스텐 산화물 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 입자를 포함할 수 있다.
텅스텐 산화물 입자와 복합 텅스텐 산화물 입자는 근적외선 파장(예:800-1100nm)에서 흡수율이 높아 열전사율을 높일 수 있고, 균일한 코팅성을 확보할 수 있다. 또한, 텅스텐 산화물 입자와 복합 텅스텐 산화물 입자는 금속 산화물이기 때문에, 광열전환층의 내스크래치성을 좋게 할 수 있고, 광열전환층의 매트릭스 경도를 높일 수 있다.
광열 전환 재료인 텅스텐 산화물 입자와 복합 텅스텐 산화물 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 입자는 광열전환층 중 5-65중량%, 바람직하게는 20-65중량%, 더 바람직하게는 20-59중량%로 포함될 수 있다.
상기 범위에서, 광열전환층의 광학 밀도가 높아 광열전환의 역할을 충분히 수행할 수 있어 열전사율이 높고, 입자 대비 바인더 함량이 적절하여 광열전환층을 형성하기 위한 조성물의 조액 형성이 용이하고, 형성된 광열전환층은 경화율이 높아 끈적임이 없어 광열전환층으로 사용가능 할 수 있다.
텅스텐 산화물 입자와 복합 텅스텐 산화물 입자는 미립자가 될 수 있다. 구체예에서, 상기 입자는 각각 평균 입경이 0 초과 500nm 이하, 바람직하게는 400nm 이하, 더 바람직하게는 10nm-200nm가 될 수 있다. 상기 범위에서, 좀더 쉽게 텅스텐 산화물을 제조할 수 있으며, 열전사에 있어서 효과적인 열적 특성을 나타낼 수 있다.
상기 텅스텐 산화물은 일반식 WyOz(단, W는 텅스텐, O는 산소, 2.2≤y에 대한 z의 비율(z/y)≤3.0)로 표시될 수 있다.
상기 일반식 WyOz로 나타내는 텅스텐 산화물 미립자로서 예를 들면 W03, W18O49, W20O58, W4O11 등을 들 수 있다.
z/y가 2.2 이상이면, 근적외선 흡수 재료의 목적 외인 WO2의 결정상이 나타나는 것을 완전하게 회피할 수 있고, 광열 전환 재료의 화학적 안정성을 얻을 수 있다. z/y가 3.0 이하이면, 충분한 양의 자유 전자가 생성되어 효율 좋은 근적외선 흡수 재료가 얻어진다. 그리고, z/y가 2.45≤z/y≤3.0인 경우, 이른바 마그네리상(Magneli phase)으로 불리는 화합물로 내구성이 뛰어날 수 있다.
상기 복합 텅스텐 산화물은 일반식 MxWyOz(단, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 원소, 할로겐, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, P, S, Se, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Hf, Os 및 Bi 중 선택되는 1종 이상의 원소, W는 텅스텐, O는 산소, 0.001≤y에 대한 x의 비율(x/y)≤1.1, 2.2≤y에 대한 z의 비율(z/y)≤3.0)로 표시될 수 있다.
알칼리 금속은 Li, Na, K, Rb, Cs, 또는 Fr이 될 수 있다.
알칼리 토금속은 Be, Mg, Ca, Sr, Ba, 또는 Ra 등이 될 수 있다.
희토류 원소는 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb 또는 Lu 등이 될 수 있다.
할로겐은 F, Cl, Br 또는 I가 될 수 있다.
일반식 MxWyOz로 표시되는 복합 텅스텐 산화물 미립자는 육방정, 정방정, 입방정의 결정 구조를 가지는 경우에 내구성이 우수하기 때문에, 상기 육방정, 정방정, 입방정으로부터 선택되는 1개 이상의 결정 구조를 포함하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 육방정의 결정 구조를 갖는 복합 텅스텐 산화물 미립자의 경우, 바람직한 M 원소로서, Cs, Rb, K, Ti, In, Ba, Li, Ca, Sr, Fe, Sn으로부터 선택되는 1종류 이상의 원소를 포함하는 미립자를 사용할 수 있다.
이때 첨가되는 M 원소의 경우 첨가량 x는 x/y가 0.001 이상, 1.1 이하가 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.33±0.3이 좋다. 이는 육방정의 결정 구조로부터 이론적으로 산출되는 x/y의 값이 0.33이기 때문이다. 이 전후의 첨가량에서 바람직한 광학 특성을 얻을 수 있다.
또한, 산소의 존재량 z의 경우, z/y로 2.2 이상, 3.0 이하가 바람직하다. 전형적인 예로서, Cs0 .33WO3, Rb0 .33WO3, K0 .33WO3, Ba0 .33WO3 등을 들 수 있지만, x, y, z가 상기 범위에 들어가는 것이라면 유용한 근적외선 흡수 특성을 가질 수 있다.
텅스텐 산화물 입자, 복합 텅스텐 산화물 입자는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 포함될 수 있다.
광열전환층은 상술한 광열 전환 재료 이외에, 바인더를 포함하는 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
상기 조성물은 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더는 고형분 기준으로 광열전환층 중 10-75중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 안정적인 광열전환층의 매트릭스를 형성할 수 있다. 바람직하게는 15-70중량%, 더 바람직하게는 16-70중량%로 포함될 수 있다.
상기 개시제는 통상의 광중합 개시제를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 개시제는 고형분 기준으로 광열전환층 중 0.1-25중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 경도가 충분하게 나올 수 있고, 미반응 개시제가 불순물로 남지 않아 광열전환층의 경도가 저하되지 않을 수 있다. 바람직하게는 0.1-10중량%, 더 바람직하게는 0.5-7중량%로 포함될 수 있다.
상기 광열 전환 재료는 고형분 기준으로 조성물 중 5-65중량%, 바람직하게는 20-65중량%, 더 바람직하게는 20-59중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 광학 밀도가 높아 전사 효율이 높고, 조성물의 조액 형성이 가능하고, 광열전환층의 매트릭스 형성이 용이할 수 있다.
상기 바인더는 조성물에 포함되어 하기에서 상술할 광열 전환 재료의 분산액이 바인더 중에 분산되어 있도록 할 수 있다.
상기 바인더는 자외선 경화형 수지, 다관능 모노머 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화형 수지는 (메타)아크릴레이트계 수지, 페놀 수지, 폴리비닐부티르 수지, 폴리비닐 아세테이트, 폴리비닐 아세탈, 폴리비닐리딘 염화물, 셀룰로스 에테르 및 에스테르, 니트로셀룰로스, 폴리카보네이트, 폴리알킬(메타)아크릴레이트계, 에폭시(메타)아크릴레이트계, 에폭시계, 우레탄계, 에스테르계, 에테르계, 알키드계, 스피로아세탈계, 폴리부타디엔계, 폴리티올폴리엔계, 다가 알코올 등의 다관능 화합물의 (메타)아크릴레이트 수지, 및 아크릴계로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다관능 모노머는 2관능 이상, 3관능 이상, 바람직하게는 6관능 이상인 모노머가 될 수 있다. 예를 들면, 다관능 모노머는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머 및 불소 변성 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
다관능 모노머의 구제척인 예로는 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디(트리메틸올프로판) 테트라(메타)아크릴레이트, 노볼락에폭시(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리(프로필렌글리콜) 디(메타)아크릴레이트, 폴리(프로필렌글리콜) 디(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머, 및 상기 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머에 불소 변성이 부여된 불소 변성 다관능 (메타)아크릴레이트 모노머로부터 선택되는 1종 이상이 될 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
바람직하게는, 바인더는 자외선 경화형 아크릴레이트 수지를 사용할 수 있다.
상기 바인더는 고형분 기준으로 조성물 중 10-75중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 안정적인 광열전환층의 매트릭스를 형성할 수 있다. 바람직하게는 15-70중량%, 더 바람직하게는 16-70중량%로 포함될 수 있다.
상기 개시제는 열전사 필름에서 광열전환층에 포함되어 자외선 조사시 바인더를 경화시킴으로써 열전사 필름의 경도를 높일 수 있다.
상기 개시제는 종래 통상적으로 사용되는 공지의 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 예를 들면, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤과 같은 벤조페논계 화합물을 사용할 수 있지만, 이들에 제한되는 것은 아니다.
상기 개시제는 고형분 기준으로 조성물 중 0.1-25중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서, 경도가 충분하게 나올 수 있고, 미반응 개시제가 불순물로 남지 않아 광열전환층의 경도가 저하되지 않는다. 바람직하게는 0.1-10중량%, 더 바람직하게는 0.5-7중량%로 포함될 수 있다.
상기 광열전환층은 분산제를 더 포함할 수 있다.
상기 분산제는 광열 전환 재료를 분산 안정화시키는 계면활성제, 또는 광열 전환 재료의 표면에 흡착시킨 분산제의 입체 장애에 의해 분산시키는 고분자 분산제 등이 사용될 수 있다. 바람직하게는, 경화 후 용제를 제거한 상태에서 분산성을 유지할 수 있는 고분자 분산제를 사용할 수 있다.
상기 고분자 분산제는 아크릴계 또는 아크릴레이트계 고분자 분산제를 사용할 수 있다. 아크릴계 고분자 분산제는 에틸아크릴레이트와 부틸아크릴레이트 등의 아크릴산 에스테르계 또는 그의 공중합체를 주 골격으로 가지며, 추가로 텅스텐 산화물 입자 또는 복합 텅스텐 산화물 입자에 흡착하기 위한 관능기를 가질 수도 있다. 상기 관능기를 갖는 것으로, 산가가 0-23mgKOH/g, 아민가가 30-50mgKOH/g를 갖는 아크릴계 또는 아크릴레이트계 고분자 분산제가 바람직하다.
분산제는 통상적으로 알려진 분산제를 더 사용할 수도 있다.
예를 들면, 분산제는 폴리아닐린, 폴리티오펜, 폴리피롤 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 전도성 중합체; 폴리페닐렌, 폴리(페닐렌비닐렌), 폴리플루오렌, 폴리(3,4-이 치환 티오펜), 폴리벤조티오펜, 폴리이소티아나프텐, 폴리피롤, 폴리푸란, 폴리피리딘, 폴리-1,3,4-옥사디아졸, 폴리아줄렌, 폴리셀레노펜, 폴리벤조푸란, 폴리인돌, 폴리피리다진, 폴리파이렌, 폴리아릴아민, 및 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 반전도성 중합체; 또는 폴리비닐아세테이트 및 그의 공중합체를 사용할 수 있지만, 이들에 제한되지 않는다.
분산제는 고형분 기준으로 광열전환층 중 0.1-30중량%, 바람직하게는 5-25중량%, 더 바람직하게는 6-24중량%, 가장 바람직하게는 8-24중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 광열 전환 재료의 분산성을 향상시키면서 열전사율을 높일 수 있다.
분산제는 조성물 형성시 광열 전환 재료와 별개로 첨가될 수 있으나, 일반적으로는 상기 분산제와 광열 전환 재료를 포함하는 분산액의 형태로 조성물에 첨가될 수 있다.
상기 분산액은 광열 전환 재료, 분산제 및 용제를 포함할 수 있다.
용제는 상술한 텅스텐 산화물 미립자 또는 복합 텅스텐 산화물 미립자의 미분쇄를 저해하지 않는 것이 바람직하다. 이러한 관점에서 용제는 케톤류, 에스테르류, 탄화수소류, 에테르류로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로는, 용제는 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤의 케톤류; 아세트산에틸, 아세트산프로필, 아세트산이소프로필, 아세트산부틸, 아세트산이소부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에스테르류; 톨루엔, 자일렌 등의 탄화수소류; 에틸에테르, 프로필에테르 등의 에테르류를 사용할 수 있다.
상기 분산액은 광열 전환 재료 20-65중량%, 분산제 0.1-30중량% 및 잔량의 용제로 구성될 수 있다.
상기 광열전환층은 상술한 광열 전환 재료의 분산성 또는 열전사 효율을 해하지 않는 범위에서, 광열전환층에 통상적으로 포함되는 염료, 안료, 카본 블랙 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
이러한 염료 또는 안료는 특별히 제한되지 않지만, 가시광선 또는 근적외선 흡수 파장을 갖는 염료 또는 안료를 사용할 수 있다.
예를 들면, 염료는 디임모늄계 염료, 금속-착물계 염료, 나프탈로시아닌계 염료, 프탈로시아닌계 염료, 폴리메틴계 염료, 안트라퀴논계 염료, 포르피린계 염료, 금속-착물 형태를 갖는 시아닌계 염료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
안료는 금속산화물 안료, 금속황화물 안료 및 흑연 안료로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
염료, 안료 또는 이들의 혼합물은 상기 광열 전환 재료 100중량부에 대하여 10-250중량부, 바람직하게는 200-250중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위에서, 텅스텐 산화물 입자 및/또는 복합 텅스텐 산화물 입자의 분산성을 해하지 않으면서 열전사 효율을 향상시킬 수 있다.
카본블랙은 흡유량(Oil Absorption Number, OAN)이 50 ~ 120cc/100gram이고 평균 입도가 40nm ~ 200nm가 될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
구체예에서, 상기 광열전환층은 광열전환재료로서 텅스텐 산화물 입자와 복합 텅스텐 산화물 입자 중 하나 이상 선택되는 입자, 및 카본블랙의 혼합물을 포함할 수 있다. 상기 혼합물 중 상기 입자는 1-70중량%, 카본블랙은 30-99중량%로 포함될 수 있다. 바람직하게는 상기 입자는 5-65중량%, 카본블랙은 35-95중량%로 포함될 수 있다.
상기 광열전환재료는 광열전환층 중 5-65중량%, 바람직하게는 20-65중량%, 더 바람직하게는 20-59중량%로 포함될 수 있다.
상기 광열전환층용 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다.
용제는 광열 전환 재료, 바인더 등을 위한 조액 형성의 역할을 한다. 용제는 특별히 제한되지 않으며, 상기 분산액에 포함되는 용제와 동일한 종류, 또는 당업자에게 알려진 통상의 광열전환층 형성용 용제를 모두 사용할 수 있다. 바람직하게는, 메틸에틸케톤을 사용할 수 있다.
광열전환층은 상술된 광열 전환 재료, 및 바인더, 선택적으로는 개시제, 분산제, 염료, 안료, 카본블랙 등을 포함하는 조성물을 기재 필름 위에 코팅하고, 건조시킨 다음, 100-500mJ/cm2 조사에 의해 경화시켜 제조할 수 있다. 건조는 50℃-100℃, 바람직하게는 80℃ 온도에서 수행될 수 있다.
상기 광열전환층은 두께 0 초과 6㎛ 이하가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 효율적으로 열전사가 가능할 수 있다. 바람직하게는, 두께 0.5㎛-5㎛,가장 바람직하게는 두께 0.5㎛-3㎛가 될 수 있다.
일 구체예에서, 도 1을 참조하면, 열전사 필름(100)은 기재층(110), 및 상기 기재층(110)의 상부에 적층된 광열전환층(115)을 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 도 2를 참조하면, 열전사 필름(200)은 기재층(210), 상기 기재층(210)의 상부에 적층된 광열전환층(215), 및 상기 광열전환층(215)의 상부에 적층된 중간층(220)을 포함할 수 있다. 상기 광열전환층(215)은 상기 중간층(220)의 하부 및 상기 기재층(210)의 상부에 적층될 수 있다.
본 명세서에서 '상부', '하부'는 도면을 기준으로 정의한 것으로, 보는 시각에 따라 '상부'가 '하부'로, '하부'가 '상부'로 정의될 수 있다.
기재층
상기 기재층은 인접한 광열전환층과의 부착성이 좋고, 광열전환층 및 그 이외의 다른 층간의 온도 전달을 제어할 수 있는 것을 사용할 수 있다.
상기 기재층은 투명성이 있는 고분자 필름으로서, 특별히 제한되지 않지만, 폴리에스테르계, 폴리아크릴계, 폴리에폭시계, 폴리에틸렌계, 폴리프로필렌계 및 폴리스티렌계 고분자 필름으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 기재층은 폴리에스테르계 필름으로서, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 또는 폴리에틸렌나프탈레이트 필름을 사용할 수 있다.
상기 기재층은 두께가 10㎛-500㎛가 될 수 있다. 바람직하게는 30㎛-500㎛, 더 바람직하게는 40㎛-100㎛가 될 수 있다.
중간층
상기 중간층은 전사층의 전사되는 재료의 손상 및 오염을 최소화하기 위해 사용될 수 있고, 전사층의 전사 재료의 뒤틀림을 감소시킬 수도 있다. 또한, 중간층은 광열전환층에 대한 전사층에 부착을 좋게 하고 리셉터에서 패턴이 형성된 부분 및 패턴이 형성되지 않은 부분의 전사층의 해제를 제어할 수 있다.
일 구체예에서, 상기 중간층은 중합체 필름, 금속층, 무기층(무기 산화물(예를 들면 실리카, 티타니아, 및 다른 금속 산화물)의 졸-겔 증착된 층 및 기상 증착된 층), 및 유기/무기 복합층을 포함한다. 유기 재료로는 열경화성 및 열가소성 재료 모두를 포함할 수 있다.
다른 구체예에서, 상기 중간층은 자외선 경화형 수지, 다관능 모노머 및 개시제를 포함하는 조성물로 형성될 수 있다. 구체예에서, 상기 중간층은 자외선 경화형 수지 40-80중량%, 다관능 모노머 10-50중량% 및 개시제 1-10중량%를 포함하는 조성물의 경화물을 포함할 수 있다.
상기 중간층은 자외선 경화형 불소계 화합물, 자외선 경화성 실록산계 화합물 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 경화형 불소계 화합물은 불소 변성 다관능 (메타)아크릴레이트로서, 1H,1H,10H,10H-퍼플루오로-1,-10 데실 디(메타)아크릴레이트를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 자외선 경화성 실록산계 화합물은 (메타)아크릴기를 함유하는 폴리에테르변성 디알킬폴리실록산을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
상기 자외선 경화형 수지, 다관능 모노머 및 개시제에 대한 상세 내용은 상술한 바와 같다.
상기 중간층은 두께가 1㎛-10㎛, 바람직하게는 2㎛-5㎛가 될 수 있다. 상기 범위 내에서, 열전사 필름의 중간층으로 사용할 수 있다.
상기 열전사 필름은 전사층을 더 포함할 수 있다.
전사층
상기 전사층은 전사 재료를 포함하고 전사 재료로는 유기 EL 등을 포함할 수 있다. 전사층이 특정 패턴을 갖는 리셉터의 표면에 접촉된 상태에서 특정 파장의 레이저가 조사됨으로써 광열전환층이 광 에너지를 흡수하여 열을 발생시킴으로써 팽창되고, 패턴에 상응하도록 전사층의 전사 재료가 리셉터에 열전사되게 된다.
상기 전사층은 전사 재료를 리셉터로 전사하기 위한 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이들은 전계 발광 재료 또는 전기적으로 활성인 재료를 포함하는 유기, 무기, 유기 금속성 및 다른 기타 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 전사층은 증발, 스퍼터링 또는 용매 코팅에 의해 균일한 층으로 코팅되거나, 또는 디지털 인쇄, 리소그래피 인쇄 또는 증발 또는 마스크를 통한 스퍼터링을 사용하여 패턴으로 인쇄됨으로써 형성될 수 있다.
상기 전사층은 상기 광열전환층의 상부, 또는 상기 중간층의 상부에 형성될 수 있다.
본 발명의 열전사 필름은 OLED용 도너 필름, 레이저 전사용 도너 필름으로 사용될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
본 발명의 열전사 필름은 레이저 전사용 도너 필름으로 발광 소자가 유기물로 이루어진 유기전계발광소자의 경우 미세 패턴을 형성하기 용이하다.
본 발명의 다른 관점인 유기전계발광소자(OLED 포함)는 상기 열전사필름으로 제조될 수 있다. 구체적으로, 투명 전극층이 형성된 기판에 도너 필름을 배치한다. 도너 필름은 상술한 기재층, 광열전환층 및 전사층이 적층된 필름이다. 도너 필름에 에너지원을 조사한다. 에너지원은 전사 장치를 거쳐 기재층을 통과하여 광열전환층을 활성화시키고, 활성화된 광열전환층은 열분해 반응에 의해 열을 방출한다. 이렇게 방출된 열에 의해 도너 필름의 광열전환층이 팽창되면서 전사층이 도너 필름으로부터 분리되어 유기전계발광소자의 기판 상부에 화소 정의막에 의해 정의된 화소 영역 상에 전사 물질인 발광층이 원하는 패턴과 두께로 전사되게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 통해 본 발명의 구성 및 작용을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 본 발명의 바람직한 예시로 제시된 것이며 어떠한 의미로도 이에 의해 본 발명이 제한되는 것으로 해석될 수는 없다.
하기 실시예와 비교예에서 사용된 성분의 구체적인 사양은 다음과 같다.
(A)광열 전환 재료:텅스텐 산화물 입자
*텅스텐 산화물 입자는 텅스텐 산화물 미립자 분산액(T-sol, 앰트) 형태로 포함시켰다. 텅스텐 산화물 미립자 분산액은 텅스텐 산화물 입자 30중량%, 아크릴계 고분자 분산제 12중량% 및 메틸에틸케톤 58중량%를 포함한다.
*텅스텐 산화물 입자는 WO3로 평균 입경이 70 nm인 것을 사용하였다.
(B)바인더: 자외선 경화성 아크릴레이트계 수지(IRG-205, 일본화약사)
(C)개시제: Irgacure 184(BASF사)
(D)기재층(기재 필름): 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름(PET, Toyobo의 A4300, 두께:75㎛)
(E)카본 블랙: 분산액으로 카본블랙 입자(평균입도 65nm, 흡유량 65cc/100gram, 평균입도는 ASTM D3849 방법으로 측정, 흡유량은 ASTM D2414 방법으로 측정) 35중량%, 분산제인 폴리비닐아세테이트 4.5중량% 및 용제 메틸에틸케톤 60.5중량%를 포함하는 mill base(Columbia, Raven450)을 사용하였다.
실시예 1
용제로 메틸에틸케톤 100중량부에, 자외선 경화성 아크릴레이트 수지 5중량부, 텅스텐 산화물 미립자 분산액 60중량부, 광중합 개시제 0.5중량부를 투입하였다. 얻은 조성물을 30분 동안 교반하여, 광열전환층 형성용 조성물을 제조하였다. 이 조성물을 어플리케이터로 기재 필름에 코팅하고, 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조 및 질소 분위기 하에서 300mJ/cm2 조사로 경화시켜, 도막 두께 3㎛인 광열전환층이 형성된 필름을 제조하였다.
실시예 2
용제로 메틸에틸케톤 100중량부에, 자외선 경화성 아크릴레이트 수지 30중량부, 텅스텐 산화물 미립자 분산액 30중량부, 광중합 개시제 0.5중량부를 투입하였다. 얻은 조성물을 30분 동안 교반하여, 광열전환층 형성용 조성물을 제조하였다. 이 조성물을 어플리케이터로 기재 필름에 코팅하고, 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조 및 질소 분위기 하에서 300mJ/cm2 조사로 경화시켜, 도막 두께 3㎛인 광열전환층이 형성된 필름을 제조하였다.
실시예 3
용제로 메틸에틸케톤 100중량부에, 자외선 경화성 아크릴레이트 수지 50중량부, 텅스텐 산화물 미립자 분산액 20중량부, 카본 블랙 분산액 40중량부, 광중합 개시제 0.5중량부, 분산제 1.0중량부를 투입하였다. 얻은 조성물을 30분 동안 교반하여, 광열전환층 형성용 조성물을 제조하였다. 이 조성물을 어플리케이터로 기재 필름에 코팅하고, 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조 및 질소 분위기 하에서 300mJ/cm2 조사로 경화시켜, 도막 두께 3㎛인 광열전환층이 형성된 필름을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서, 자외선 경화성 아크릴레이트 수지 5중량부, 텅스텐 산화물 미립자 분산액 150중량부, 광중합 개시제 0.5중량부를 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법을 실시하여, 도막 두께 3㎛인 광열전환층이 형성된 필름을 제조하였다.
비교예 2
용제로 메틸에틸케톤 100중량부에, 자외선 경화성 아크릴레이트 수지 70중량부, 카본 블랙 분산액 60중량부, 광중합 개시제 0.5중량부, 분산제(아크릴계 고분자 분산제) 1.0중량부를 투입하였다. 얻은 조성물을 30분 동안 교반하여, 광열전환층 형성용 조성물을 제조하였다. 이 조성물을 어플리케이터로 기재 필름에 코팅하고, 80℃ 오븐에서 2분 동안 건조 및 질소 분위기 하에서 300mJ/cm2 조사로 경화시켜, 도막 두께 3㎛인 광열전환층이 형성된 필름을 제조하였다.
상기 제조한 열전사 필름에 대해 하기의 물성을 평가하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) OD값: 두께 3㎛ 도막의 광열전환층을 갖는 필름에 대해 파장 970nm에서 Perkin Elmer Lambda 950 UV-VIS spectrometer를 사용하여 광학 밀도(optical density) 값을 측정한다. 본 발명에서는 목표치를 1.5로 설정하였으나, 특별히 이 목표치에 한정하지는 않는다
(2)경화도: 코팅된 필름 위에 용매(메틸에틸케톤)을 넓은 면적 도포한다. 이 시간부터 초시계를 이용하여 시간을 기록한다. 그 후 클린룸용 와이퍼를 이용하여 10초의 시간간격으로 용매를 닦아 낸다. 코팅층이 용매에 견디는 시간을 기록하며, 코팅층이 벗겨지거나, 와이퍼에 코팅층이 묻어 나올때의 시간을 기록한다.
(3)조성물 형성 여부: 실시예와 비교예에서 조성물의 각 성분을 혼합한 후 액상 조성물 형성 여부를 판단한다. 경화도와 관련하여 코팅층이 경화가 되지 않은 경우, 조성물로서의 역할을 하지 못하는 것이므로 경화도가 30sec 이상인 경우 '양호', 30sec 미만인 경우 '불량'으로 표시한다.
(4)외관: 조성물을 기재필름에 코팅한 후, 반사판이나 투과 방식으로 필름을 육안으로 확인한다. 코팅이 고르게 분포되고 얼룩이 보이지 않으면 '양호', 얼룩이 보이면 '불량'으로 표시한다.
실시예 비교예
1 2 3 1 2
광열전환층 중 광열 전환 재료의 함량
(중량%)		 58.6 20.8 26.4 65.7 22.1
OD값(1.5±0.5, 단위없음) 1.5 1.0 1.1 1.8 1.3
경화도(sec, 초) 30 60 30 5 20
조성물 형성 여부 양호 양호 양호 불량 불량
외관 양호 양호 양호 불량 불량
상기 표 1에서 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 특정 함량으로 텅스텐 산화물 미립자를 포함하여 형성된 광열전환층은 실시예 1은 1.5의 우수한 광학 밀도를 실시예 2는 1.0의 비교적 높은 광학 밀도를 나타내었고, 외관도 양호하고, 경화도도 높은 효과를 가졌다. 실시예 3은 텅스텐 산화물 입자와 카본블랙 입자의 혼합 조성물로 양호한 광학밀도 및 외관 특성을 나타내었다.
반면에, 텅스텐 산화물 미립자가 65중량%를 초과하는 비교예 1의 경우 광학 밀도는 확보할 수 있지만 조성물 조액 형성 자체가 어려웠고, 외관도 불량하였다. 카본 블랙을 포함하는 비교예 2의 경우 외관이 불량하였으며, 같은 함량이지만 실시예 1보다 경화도의 측면에서도 불량하였다. 따라서, 비교예 1-2 모두 본 발명의 효과를 구현할 수 없다.
이상 본 발명을 도면과 실시예로 설명하였으나, 본 발명은 상기 도면과 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야 한다.

Claims (18)

  1. 기재층; 및
    상기 기재층의 상부에 형성된 광열전환층을 포함하고,
    상기 광열전환층은 텅스텐 산화물 입자 및 복합 텅스텐 산화물 입자로부터 선택되는 하나 이상의 입자를 포함하는 열전사필름.
  2. 제1항에 있어서, 상기 입자는 평균 입경이 0 초과 500nm 이하인 열전사필름.
  3. 제1항에 있어서, 상기 텅스텐 산화물은 일반식 WyOz(단, W는 텅스텐, O는 산소, 2.2≤z/y≤3.0)로 표시되는 열전사필름.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복합 텅스텐 산화물은 일반식 MxWyOz(단, M은 H, He, 알칼리 금속, 알칼리 토금속, 희토류 원소, 할로겐, Zr, Cr, Mn, Fe, Ru, Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag, Au, Zn, Cd, Al, Ga, In, Tl, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, B, P, S, Se, Te, Ti, Nb, V, Mo, Ta, Re, Hf, Os 및 Bi 중 선택되는 1종 이상의 원소, W는 텅스텐, O는 산소, 0.001≤x/y≤1.1, 2.2≤z/y≤3.0)로 표시되는 열전사필름.
  5. 제1항에 있어서, 상기 입자는 상기 광열전환층 중 20-65중량%로 포함되는 열전사필름.
  6. 제1항에 있어서, 상기 광열전환층은 상기 텅스텐 산화물 입자 또는 복합 텅스텐 산화물 입자로부터 선택되는 1종 이상의 입자 및 바인더를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 열전사필름.
  7. 제6항에 있어서, 상기 조성물은 개시제를 더 포함하는 열전사필름.
  8. 제7항에 있어서, 상기 조성물은 고형분 기준으로 상기 입자 20-65중량%, 상기 바인더 10-75중량% 및 상기 개시제 0.1-25중량%를 포함하는 열전사필름.
  9. 제6항에 있어서, 상기 바인더는 자외선 경화형 아크릴레이트 수지인 열전사 필름.
  10. 제7항에 있어서, 상기 조성물은 아크릴계 고분자 분산제를 더 포함하는 열전사필름.
  11. 제10항에 있어서, 상기 조성물은 고형분 기준으로 상기 입자 20-65중량%, 상기 바인더 10-75중량%, 상기 개시제 0.1-25중량% 및 상기 아크릴계 고분자 분산제 0.1-30중량%를 포함하는 열전사 필름.
  12. 제10항에 있어서, 상기 입자는 상기 입자, 상기 아크릴계 고분자 분산제 및 용제를 포함하는 분산액으로 포함되는 열전사 필름.
  13. 제12항에 있어서, 상기 분산액은 상기 입자 20-65중량%, 상기 아크릴계 고분자 분산제 0.1-30중량%, 및 잔량의 상기 용제를 포함하는 열전사 필름.
  14. 제1항에 있어서, 상기 광열전환층은 도막 두께가 0 초과 6㎛ 이하인 열전사 필름.
  15. 제1항에 있어서, 상기 열전사 필름은 중간층을 더 포함하는 열전사필름.
  16. 제1항에 있어서, 상기 광열전환층은 카본블랙을 더 포함하는 열전사필름.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광열전환층은 상기 입자와 상기 카본블랙의 혼합물 중 상기 입자는 1-70중량%, 상기 카본블랙은 30-99중량%로 포함하는 열전사필름.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항의 열전사필름을 도너 필름으로 사용하여 제조된 유기전계발광소자.
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