KR20220101976A - 플렉시블 oled 수분차단필름의 친수코팅 제조방법 - Google Patents

플렉시블 oled 수분차단필름의 친수코팅 제조방법 Download PDF

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KR20220101976A
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Abstract

본 발명은 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법에 관한 것으로, PET 필름의 상면에 습식코팅으로 코팅졸(coating sol)을 포함하는 하부코팅층을 형성하고, 하부코팅층 상에 SiO2 및 SiN을 스퍼터링하여 제 1 무기막층을 형성하고, 제 1 무기막층 상에 습식코팅으로 코팅졸을 포함하는 배리어코팅층(barrier coating layer)을 형성하고, 베리어코팅층 상에 SiO2를 스퍼터링하여 제 2 무기막층을 형성하고, 그리고 제 2 무기막층 상에 습식코팅으로 코팅졸 및 TiO2를 포함하는 평탄화코팅층을 형성함으로써, 투명전극필름과 수분차단코팅층의 접착력을 향상시킬 수 있다.

Description

플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법 {Method of manufacturing hydrophilic coating layer of flexible OLED water proof film}
본 발명은 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법에 관한 것이다.
유기 발광 다이오드(OLED, Organic Light Emitting Diode)는 유기화합물을 이용해 자체 발광하는 소자로서, 최근 OLED 기술의 발전함에 따라 대형 텔레비전부터 스마트 폰에 이르기까지 다양한 디스플레이 장치에 널리 사용되고 있다.
종래의 유기 발광 다이오드는 기판 위에 기판 위에 양전극, 정공주입층과 정공전달층 같은 정공층, 유기물로 이루어져 전자와 정공이 결합하면서 빛이 발생되는 유기 발광층, 전자주입층과 전자전달층 등과 같은 전자층 및 음전극이 순서대로 적층되어 제조된다.
유기 발광 다이오드은 자체 발광하는 특성이 있어 종래의 LCD, LED와 달리 빛을 공급해주는 별도의 백 라이트(back light)를 필요로 하지 않는다. 이에 따라, 기존의 TFT-LCD에 비하여 더욱 얇고 연성(flexibility)을 갖는 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
이러한 유기 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치의 경우, 연성회로기판으로 수분이 침투하는 것을 방지할 필요가 있다. 종래에는 플렉서블 OLED 용 연성회로기판에 수분이 침투하는 것을 방지하기 위하여 연셩회로기판 상에 수분차단 필름을 코팅하였다.
종래의 수분차단 필름은 높은 영률(Young`s modulus)을 가지고 있어, 연성회로기판을 휘거나 구부릴 때 크랙(crack)이 발생하게 되는 문제점이 있었다. 수분차단 필름에 크랙이 발생하거나 수분차단 필름이 연성회로기판으로부터 박리됨에 따라 연성회로기판으로 수분이 침투하게 되는 문제점이 발생한다.
또한, 폴더블 스마트폰은 기판을 구부릴 경우, 각 층간의 부착력을 적절히 유지하는 문제가 해결되지 않으면 층과 층 사이에 균열이 발생하여 핀홀(Pin-hole) 등의 결함에 의해 수분과 산소가 표면에 직접적으로 투과되거나, 음극과 유기 층 사이의 계면에 발생하는 산화로 인한 박리현상 등에 의해 발광 소자 영역에서 흑점이 발생하여 디스플레이 화면의 시인성이 감소하는 문제점이 발생한다.
또한, 수분차단 필름과 투명접착 필름 간의 부착력을 향상시키기 위하여 종래에는 저렴하고 대량 생산이 가능한 세라믹 졸을 사용하여 코팅하는 방법 등의 무기막 사이에 삽입된 광(열) 경화성 폴리머로 구성된 유기보호층은 유기막 자체가 취약한 베리어 특성을 가짐에도 불구하고 무기막의 결함을 보완하고 수분 투과에 대한 차단특성을 이용하여 제품의 수명을 증가시키는 층으로서 사용 가능하며 유기물 층은 단단한 무기물질의 베리어 필름에 유연성을 제공하여 외부 응력 감소로 인한 결함을 감소시켜주는 베리어 필름을 형성하였으나, 태양광의 번들거림으로 인해 디스플레이 화면의 시인성이 감소하는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0046422호 대한민국 등록특허공보 제10-2134793호
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 수분차단필름과 투명전극 사이의 접착력이 향상된 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법을 제공하는 데에 있다. 또한, 본 발명은 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름 제조방법은, 하면에 하드코팅층(hard-coating layer)이 증착된 PET 필름의 상면에 평탄화층을 형성하는 단계; 상기 평탄화층 상에 제 1 무기막층을 형성하는 단계; 상기 제 1 무기막층 상에 유기막층을 형성하는 단계; 상기 유기막층 상에 제 2 무기막층을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 무기막층 상에 투명전극층을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 제 1 무기막층을 형성하는 단계는 질화규소(SiNX)를 스퍼터링하여 상기 제 1 무기막층을 형성하고, 상기 제 2 무기막층을 형성하는 단계는 이산화규소(SiO2)를 스퍼터링하여 상기 제 2 무기막층을 형성한다.
상기 유기막층을 형성하는 단계는 나노 실리카 계열의 용질을 습식코팅으로 증착하여 상기 유기막층을 형성한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름 제조방법은 상기 제 1 무기막층을 형성하는 단계 이전에, 상기 평탄화층 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름 제조방법은 상기 제 2 무기막층을 형성하는 단계 이전에, 상기 유기막층 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함한다.
상기 평탄화층은 2.5 ㎛ 두께로 형성되고, 상기 제 1 무기막층은 50 nm 내지 70 nm 두께로 형성되고, 상기 유기막층은 2.5 ㎛ 두께로 형성되고, 상기 제 2 무기막층은 30 nm 내지 50 nm 두께로 형성된다.
상기 평탄화층은 나노실리카 계열의 코팅액을 포함한다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름은 하면에 하드코팅층이 증착된 PET 필름; 상기 PET 필름의 상면에 증착된 평탄화층; 상기 평탄화층 상에 증착된 질화규소(SiNX)를 포함하는 제 1 무기막층; 상기 제 1 무기막층 상에 증착된 유기막층; 상기 유기막층 상에 증착된 이산화규소(SiO2)를 포함하는 제 2 무기막층; 및 상기 제 2 무기막층 상에 증착된 투명전극층을 포함하고, 상기 유기막층은 나노 실리카 계열의 용질을 습식코팅으로 증착하여 형성된다.
플렉서블 OLED용 투명전극 필름은 PET 필름 상에 2개의 무기막층과 1개의 유기막층을 포함하는 수분차단막이 증착됨으로써, PET 필름으로 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, PET 필름 상에 무기막층, 유기막층 및 무기막층을 순서대로 증착하는 방식으로 PET 필름 상에 수분차단막을 증착한다. 본 발명의 실시예들에 따른 수분차단막은 유기막층을 2개의 무기막층 사이에 증착함으로써, 수분차단막의 들뜸 현상을 방지할 수 있고, 수분차단력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제 1 무기막층을 PET 필름 상에 증착하기 전에 제 1 무기막층이 증착되는 PET 필름의 표면을 평탄화한다. PET 필름의 표면을 평탄화하여 PET 필름 표면의 균일도를 향상시킴으로써, 수분차단막 즉 제 1 무기막층과 PET 필름 사이의 접착력을 향상시킨다.
추가적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 평탄화된 PET 필름의 표면을 플라즈마 처리하여, PET 필름의 표면에 친수성을 부여하여 PET 필름과 제 1 무기층 사이의 접착력을 더욱 향상시킨다.
이에 더하여. 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 수분차단 기능을 갖는 플렉시블 OLED용 투명전극 필름은 벤딩 테스트 이후에서 일정 수준 이상의 수분차단력을 가지고 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며,언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름의 제조방법의 흐름도이다.
도 2는 도 1에 도시된 제조방법에 의해 제조된 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름의 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 평탄화층을 형성하는 단계의 수행 전후의 PET 필름의 표면의 균일도를 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름 제조방법에 의하여 제조된 투명전극 필름의 단면을 나타내는 사진이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따라 제조된 투명전극 필름의 수분차단력을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
먼저, 본 명세서 및 청구범위에서 사용되는 용어는 본 발명의 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 일반적인 용어들을 선택하였다. 하지만, 이러한 용어들은 당 분야에 종사하는 기술자의 의도나 법률적 또는 기술적 해석 및 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 일부 용어는 출원인이 임의로 선정한 용어일 수 있다. 이러한 용어에 대해서는 본 명세서에서 정의된 의미로 해석될 수 있으며, 구체적인 용어 정의가 없으면 본 명세서의 전반적인 내용 및 당해 기술 분야의 통상적인 기술 상식을 토대로 해석될 수도 있다.
또한, 본 명세서에 첨부된 각 도면에 기재된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다. 설명 및 이해의 편의를 위해서 서로 다른 실시 예들에서도 동일한 참조번호 또는 부호를 사용하여 설명하도록 한다. 즉, 복수의 도면에서 동일한 참조 번호를 가지는 구성 요소를 모두 도시하고 있다고 하더라도, 복수의 도면들이 하나의 실시 예를 의미하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서 및 청구범위에서는 구성요소들 간의 구별을 위하여 '제1', '제2' 등과 같이 서수를 포함하는 용어가 사용될 수 있다. 이러한 서수는 동일 또는 유사한 구성 요소들을 서로 구별하기 위하여 사용하는 것이며, 이러한 서수 사용으로 인하여 용어의 의미가 한정 해석되어서는 안될 것이다. 일 예로, 이러한 서수와 결합된 구성 요소는 그 숫자에 의해 사용 순서나 배치 순서 등이 제한 해석되어서는 안된다. 필요에 따라서는, 각 서수들은 서로 교체되어 사용될 수도 있다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다름을 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, '포함하다' 또는 '구성하다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특성, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특성들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시 예에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적인 연결뿐만 아니라, 다른 매체를 통한 간접적인 연결의 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 포함한다는 의미는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.
이하의 본 발명의 실시예들에 대한 상세한 설명에서 기재된 용어는 다음과 같은 의미를 갖는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름의 제조방법의 흐름도이다. 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름의 제조방법은 다음의 단계들로 구성된다. 도 2는 도 1에 도시된 제조방법에 의해 제조된 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름의 단면도이다.
이하에서 설명할 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름의 제조방법은 적어도 하나의 반도체 제조 장치에 의하여 수행된다. 반도체 제조 장치는 PET 필름과 같은 기판을 공급하는 가이드 롤러, 기판에 플라즈마 처리를 하기 위한 이온빔 전처리 장치, 박막을 증착하기 위한 스퍼터 장치, 기판에 도포된 용매를 건조시키기 위한 건조 장치 등을 포함한다. 상술한 예시적인 장치 이외에도 투명전극 필름을 제조하기 위하여 필요한 추가적인 장치를 더 포함할 수 있다.
도 1을 참고하면, 101 단계에서 투명전극 필름 제조방법은 하면에 하드코팅층(hard-coating layer, 11)이 증착된 PET 필름(10)의 상면에 평탄화층(12)을 형성한다. PET 필름(10)에 수분차단용 코팅막을 적층할 경우, PET 필름(10)과 수분차단용 코팅막(20) 사이의 접착력을 향상시키기 위하여 수분차단용 코팅막(20)이 적층되는 PET 필름(10)의 표면에 평탄도(morphology)를 개선할 필요가 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름의 제조 방법은 PET 필름(10)의 표면의 평탄도를 개선하기 위하여 PET 필름(10)의 표면을 평탄화하는 평탄화 공정을 수행함으로써, PET 필름의 표면에 평탄화층(12)을 형성한다.
보다 구체적으로, 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)의 표면에 골고루 코팅액을 도포하여 평탄화층(12)을 형성한다. 여기에서, 코팅액은 나노실리카 기반의 코팅액이다. 코팅액은 다음과 같은 제조과정으로 제조된다. 코팅액은 트리아민 등으로 표면개질된 트리메톡시(TPDT) 개질된 실리카 입자에 아민하이드로 메틸 알코올 등을 사용하여 중합 부가반응하고, 메타크릴산염기(methacrylate)를 추가한다. 코팅액의 안정성을 개선하기 위하여, 코팅액은 95:5(v:v %) 에탄올(ethanol) 수용액 260 리터를 300 rpm으로 10분간 균일하게 혼합하고, 혼합 후에 트리메톡시(TPDT):Si-OH = 2:1의 몰(mol) 비율로 투입하여 가수분해한다. 가수분해 반응 후 코팅액 용액에 실리카를 소정의 비율로 투입하고, 2 시간 동안 50℃ 95:5(v:v %) 에탄올 수용액으로 3회, 탈 이온수로 3회 세척한다. 세척이 끝난 실리카를 탈 이온수에 분산시킨 후 액체 질소로 처리하고 나노실리카 모노머(monomer)를 알코올 베이스의 용매에 분산시킴으로써 코팅액을 제조한다. 추가적으로, 코팅액은 바인더 및 첨가제를 추가적으로 포함할 수 있고, 결합제(binder) 및 첨가제가 추가된 경우 코팅액의 점도가 향상된다.
도 3은 도 1에 도시된 평탄화층을 형성하는 단계의 수행 전후의 PET 필름의 표면의 균일도를 나타낸 도면이다. 도 3을 참고하면, 도 3의 (a)는 평탄화 단계를 수행하기 전에 PET 필름(10)의 표면의 균일도를 나타내는 그래프이고, 도 3의 (b)는 평탄화 단계를 수행한 이후에 PET 필름(10)의 표면의 균일도를 나타내는 그래프이다. 도 3의 (a)와 (b)를 비교하면, PET 필름(10)을 평탄화 하기 전에는 PET 필름(10)의 표면이 울퉁불퉁하여 균일도가 좋지 않음을 확인할 수 있다. PET 필름(10)의 표면 상에 평탄화층(12)을 형성하는 평탄화 공정을 수행한 이후의 PET 필름(10)의 표면은 평평하게 형성되어 균일도가 많이 개선되었음을 확인할 수 있다. PET 필름(10)의 표면이 평탄해짐에 따라
102 단계에서, 투명전극 필름 증착장치는 평탄화층(12)이 형성된 PET 필름(10)의 상면을 플라즈마 처리한다. 플라즈마 처리 공정은 전자와 양전하 이온으로 분리되어 있는 기체 상태의 플라즈마를 이용하여 PET 필름(10)의 표면을 처리하여, PET 필름(10) 표면의 접착력을 개선하기 위하여 PET 필름(10) 표면의 친수성 기능기를 증가시키는 표면개질 방법이다. 플라즈마 처리 공정은 아르곤, 질소 또는 산소를 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것을 아니다.
본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름의 제조방법에서, 플라즈마 처리 공정은 투명전극 필름 증착장치에 포함된 이온빔(ion-beam) 장치를 이용하여 PET 필름(10)의 평탄화층(12)의 증착된 표면을 플라즈마 처리한다. 플라즈마 처리 공정에서 이온빔의 입력전력은 1 kW로 하여 소정의 시간 동안 PET 필름(10)의 표면을 플라즈마 처리하여, PET 필름(10)의 표면에 친수성을 부여한다.
103 단계에서, 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)의 평탄화층(12) 상에 제 1 무기막층(13)을 형성한다. 투명전극 필름 제제방법은 PET 필름(10)의 평탄화층(12) 상에 질화규소(SiNx)로 구성되는 제 1 무기막층(13)을 스퍼터링(sputtering) 방식으로 형성한다. 제 1 무기막층(13)은 40 nm 내지 80 nm의 두께, 바람직하게는 50 nm 내지 70 nm의 두께로 평탄화층(12) 상에 형성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름의 제조방법에서, 제 1 무기막층(13)은 Roll-to-Roll(R2R) 스퍼터(sputter)에 의해 PET 필름(10)에 증착된다. R2R 스퍼터는 건식코팅 방식으로 제 1 무기막층(13)을 PET 필름(10) 상에 증착한다. 예를 들어, R2R 스퍼터는 질화규소(SiNx) 분자를 PET 필름(10)의 표면으로부터 6 cm 높이에서 0.1 atm의 분사압력으로 분사하는 방식으로 질화규소 SiNx)를 PET 필름(10) 상에 증착시킨다.
104 단계에서, 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)에서 제 1 무기막층(13) 상에 유기막층(14)을 형성한다. 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)의 제 1 무기막층(13) 상에 나노 실리카 계열의 유기막층(14)을 형성한다. 보다 구체적으로, 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)의 제 1 무기막층(13) 상에 나노 실리카 계열의 유기물을 습식코팅 방식으로 코팅하여 유기막층(14)을 형성한다. 유기막층(14)은 2 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께, 바람직하게는 2.5 ㎛의 두께로 형성한다.
여기에서, PET 필름의 표면에 무기막 또는 유기막을 도포하는 코팅방식은 크게 건식코팅과 습식코팅으로 구별될 수 있다. 건식코팅과 습식코팅의 차이는 코팅물질을 대상인 기판에 코팅하는 과정에서 용제의 사용 여부에 따라 구별된다. 보다 구체적으로, 습식코팅은 코팅물질을 용제와 혼합하여 액상 형태로 만들어 필름 표면에 전사하고 용제 휘발 및 경화 공정을 거쳐서 코팅하는 데에 반하여, 건식코팅은 별도의 용제를 사용하지 않고 진공 또는 특정기체 환경(atmosphere)에서 코팅하고자 하는 코팅물질을 기화 또는 승화시켜 원자 또는 분자 단위로 필름 표면에 응고되도록 함으로써 필름 표면 상에 코팅막을 형성한다. 습식코팅의 예로는 그라비아 코팅(gravure coating), 마이크로 그라비아 코팅(microgravure coating), 캐필러리 코팅(capillary coating), 바 코팅(bar coating) 등이 있으며, 건식코팅의 예로는 화학적 증착(CVD, Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링 등이 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름 제조방법은 마이크로 그라비아 코팅 방식으로 유기막층(14)을 제 1 무기막층(13) 상에 증착한다. 투명전극 필름 제조방법은 증착된 유기막층(14)에 자외선(ultra violet)을 조사하여 유기막층(14)을 경화시킨다.
105 단계에서, 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)에서 유기막층(14) 상에 제 2 무기막층(15)을 형성한다. 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)의 유기막층(14) 상에 이산화규소(SiO2)로 구성되는 제 2 무기막층(15)을 스퍼터링 방식으로 형성한다. 제 2 무기막층(15)은 20nm 내지 60 nm의 두께, 바람직하게는 30 nm 내지 50 nm의 두께로 유기막층(14) 상에 형성된다.
본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름의 제조방법에서, 제 2 무기막층(15)은 Roll-to-Roll(R2R) 스퍼터(sputter)에 의해 PET 필름(10)의 유기막층(14) 상에 증착된다. R2R 스퍼터는 건식코팅 방식으로 제 2 무기막층(15)을 PET 필름(10) 상에 증착한다. 보다 구체적으로, R2R 스퍼터는 입력전원이 8.5 kW이고, 가스유량은 아르곤(Ar)과 산소(O2)의 가스분압비 9:1 조건하에서 제 2 무기막층(15)이 스퍼터링된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 투명전극 필름 제조방법은 제 2 무기막층(15)을 유기막층(14) 상에 형성하기 전에, 평탄화층(12), 제 1 무기막층(13) 및 유기막층(14)이 적층된 PET 필름(10)을 플라즈마 처리한다. 보다 구체적으로, 투명전극 필름 증착장치의 이온빔 장치는 PET 필름(10)의 유기막층(14)의 표면에 이온빔을 조사한다. 플라즈마 처리 공정에서 이온빔의 입력전력은 1 kW이고 소정의 시간 동안 PET 필름(10)의 표면을 플라즈마 처리한다. 유기막층(14)의 표면을 플라즈마 처리함으로써, 유기막층(14)의 표면에 친수성을 부여하여 유기막층(14)과 그 위에 증착되는 제 2 무기막층(15) 사이의 접착력을 증가시킨다.
상술한 바와 같이, 제 2 무기막층(15)을 증착하기 전에 PET 필름(10)을 플라즈마 전처리하고, PET 필름(10)의 유기막층(14) 상에 제 2 무기막층(15)을 증착함으로써, 제 2 무기막층(15)이 PET 필름(10)의 유기막층(14) 상에 강력하게 접착된다.
103 단계 내지 105 단계를 종합하면, 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10) 상에 2개의 무기막층(13, 15) 및 1개의 유기막층(14)으로 구성되는 수분차단용 코팅막(20)을 적층한다. 보다 구체적으로, PET 필름(10)의 평탄화층(12) 상에 수분차단용 코팅막(20)을 적층한다. 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름은 PET 필름(10) 상에 수분차단용 코팅막(20)을 적층함으로써, PET 필름(10)으로 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다.
106 단계에서, 투명전극 필름 제조방법은 PET 필름(10)의 제 2 무기막층(15) 상에 투명전극층(16)을 형성한다. 투명전극 필름 제조방법은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide)의 투명전극 물질을 제 2 무기막층(15) 상에 스퍼터링하여 투명전극층을 형성한다. 투명전극층(16)은 20 nm 내지 60 nm의 두께, 바람직하게는 30 nm 내지 50 nm의 두께로 제 2 무기막층(15) 상에 증착된다. 투명전극 필름 제조방법은 투명전극층(16)의 면저항이 약 30 Ω이 되도록 투명전극 물질을 스퍼터링한다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명전극 필름 제조방법은 투명전극층(16)을 증착하기 전에 제 2 무기막층(15)의 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 투명전극 필름 제조방법은 투명전극층(16)을 증착하기 전에 투명전극층(16)이 증착되는 수분차단용 코팅막(20)의 표면을 플라즈마 처리함으로써, 수분차단용 코팅막(20)과 투명전극층(16) 사이의 접착력을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 본 발명에 따라 제조된 투명전극 필름이 벤딩되더라도 수분차단용 코팅막(20)과 투명전극층(16)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름 제조방법에 의하여 제조된 수분차단 기능을 갖는 투명전극 필름의 단면도는 도 2에 도시된 바와 같다. 도 2를 참고하면, 투명전극필름(1)은 복수 개의 층(10, 11, 12, 13, 14, 15, 16)으로 구성된다.
보다 구체적으로, 투명전극필름(1)에서 PET 필름(10)의 하면에는 하드코팅층(11)이 증착되어 있고, PET 필름(10)의 상면에는 평탄화층(12), 제 1 무기막층(13), 유기막층(14), 제 2 무기막층(15) 및 투명전극층(16)이 차례로 적층된다. 위에서 상세하게 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 투명전극 필름(1)은 PET 필름(10) 상에 2개의 무기막층(13, 15) 및 1개의 유기막층(14)으로 구성되는 수분차단용 코팅막(20)이 적층된다. 수분차단용 코팅막(20)은 무기막층(13, 15)과 유기막층(14)이 교번하여 PET 필름(10) 상에 적층된다.
도 4는 본 발명의 실시예들에 따른 투명전극 필름 제조방법에 의하여 제조된 투명전극 필름의 단면을 나타내는 사진이다. 도 4를 참고하면, 투명전극 필름은 PET 필름(10), 평탄화층(12), 2 개의 무기막층(13, 15) 및 1개의 유기막층(14)을 포함한다. 보다 구체적으로, PET 필름(10) 상에 2.95 ㎛ 두께의 평탄화층(12)이 적층되고, 평탄화층(12) 상에 75.4 nm 두께의 제 1 무기막층(13)이 적층되고, 제 1 무기막층(13) 상에 3.91 ㎛ 두께의 유기막층(14)이 적층되고, 유기막층(14) 상에 35.7 nm 두께의 제 2 무기막층(15)이 적층된다. 도 4에 표시된 바와 같이, 2개의 무기막층(13, 15) 사이에 유기막층(14)이 형성된다.
이하에서는 도 5를 참고하여, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 수분차단 기능을 갖는 투명전극 필름의 수분차단력에 대해 설명하기로 한다. 도 5를 참고하면, 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 수분차단 기능을 갖는 투명전극 필름은 벤딩 테스트 전에는 2.32×10-4 g/m2·day의 투습도(WVTR, Water Vapor Transmission Rate)를 가지고 있어, 투명전극 필름의 수분차단력이 우수함을 확인할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름 제조방법에 따라 제조된 투명전극 필름(1)의 수분차단용 코팅막(20)은 N 개의 무기막층 및 N-1 개의 유기막층을 포함하고, N 개의 무기막층 및 N-1 개의 유기막층 각각 교번하여 적층되는 구조로 형성된다.
상술한 본 발명의 실시예들에 따르면, PET 필름 상에 2개의 무기막층과 1개의 유기막층을 포함하는 수분차단막을 증착됨으로써, PET 필름으로 수분이 침투하는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 보다 구체적으로, PET 필름 상에 무기막층, 유기막층 및 무기막층을 순서대로 증착하는 방식으로 PET 필름 상에 수분차단막을 증착한다. 본 발명의 실시예들에 따른 수분차단막은 유기막층을 2개의 무기막층 사이에 증착함으로써, 수분차단막의 들뜸 현상을 방지할 수 있고, 수분차단력을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따르면, 제 1 무기막층을 PET 필름 상에 증착하기 전에 제 1 무기막층이 증착되는 PET 필름의 표면을 평탄화한다. PET 필름의 표면을 평탄화하여 PET 필름 표면의 균일도를 향상시킴으로써, 수분차단막 즉 제 1 무기막층과 PET 필름 사이의 접착력을 향상시킨다. PET 필름과 제 1 무기막층 사이의 접착력을 향상시켜 플렉서블 OLED가 반복적으로 밴딩되더라도 수분차단막이 PET 필름으로부터 박리되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 실시예들에 따르면, 평탄화된 PET 필름의 표면을 플라즈마 처리하여, PET 필름의 표면에 친수성을 부여하여 PET 필름과 제 1 무기층 사이의 접착력을 더욱 향상시킨다.
이에 더하여. 본 발명의 실시예들에 따라 제조된 수분차단 기능을 갖는 플렉시블 OLED용 투명전극 필름은 벤딩 테스트 이후에서 일정 수준 이상의 수분차단력을 가지고 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 수분차단 기능을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름 제조방법은 상술한 바와 같이 PET 필름 상에 무기막층과 유기막층을 교번하여 증착시키는 방식으로 수분차단용 코팅막을 형성하고 PET 필름과 수분차단용 코팅막 사이의 접착력을 향상시킴으로써, 종래의 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름보다 넓은 폭을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름을 제조할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따르면 500 mm의 폭을 갖는 플렉서블 OLED 기판용 투명전극 필름을 생산할 수 있다.
한편, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
이제까지 본 발명에 대하여 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 투명전극 필름
10: PET 필름
12: 하부코팅층 13: 제 1 무기막층
14: 배리어코팅층 15: 제 2 무기막층
16: 평탄화코팅층

Claims (7)

  1. 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법에 있어서,
    PET 필름의 상면에 습식코팅으로 코팅졸(coating sol)을 포함하는 하부코팅층을 형성하는 단계;
    상기 하부코팅층 상에 SiO2 및 SiN을 스퍼터링하여 제 1 무기막층을 형성하는 단계;
    상기 제 1 무기막층 상에 습식코팅으로 상기 코팅졸을 포함하는 배리어코팅층(barrier coating layer)을 형성하는 단계;
    상기 베리어코팅층 상에 SiO2를 스퍼터링하여 제 2 무기막층을 형성하는 단계; 및
    상기 제 2 무기막층 상에 습식코팅으로 상기 코팅졸 및 TiO2를 포함하는 평탄화코팅층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅졸은 Ti-isopropoxide 및 Ti-alkoxide를 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 유기막층을 형성하는 단계는 나노 실리카 계열의 용질을 습식코팅으로 증착하여 상기 유기막층을 형성하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 무기막층을 형성하는 단계 이전에, 상기 평탄화층 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 2 무기막층을 형성하는 단계 이전에, 상기 유기막층 표면을 플라즈마 처리하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 평탄화층은 2.5 ㎛ 두께로 형성되고, 상기 제 1 무기막층은 50 nm 내지 70 nm 두께로 형성되고, 상기 유기막층은 2.5 ㎛ 두께로 형성되고, 상기 제 2 무기막층은 30 nm 내지 50 nm 두께로 형성되는 것을 특징으로 하는 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 평탄화층은 나노실리카 계열의 코팅액을 포함하는 것을 특징으로 하는 플렉시블 OLED 수분차단필름의 친수코팅 제조방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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