WO2019209042A1 - 배리어 필름 - Google Patents

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WO2019209042A1
WO2019209042A1 PCT/KR2019/005003 KR2019005003W WO2019209042A1 WO 2019209042 A1 WO2019209042 A1 WO 2019209042A1 KR 2019005003 W KR2019005003 W KR 2019005003W WO 2019209042 A1 WO2019209042 A1 WO 2019209042A1
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barrier film
acrylate
barrier
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박보라
손범권
정희준
황장연
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주식회사 엘지화학
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    • C08J2433/06—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Derivatives of such polymers esters of esters containing only carbon, hydrogen, and oxygen, the oxygen atom being present only as part of the carboxyl radical
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549—Organic PV cells

Definitions

  • the present application relates to a barrier film and a method of manufacturing the same.
  • Barrier films are used in a variety of applications including packaging materials such as food or pharmaceuticals, as well as display members such as liquid crystal displays (LCDs) and organic light emitting displays (OLEDs), solar cell members, electronic papers, and the like.
  • display members such as liquid crystal displays (LCDs) and organic light emitting displays (OLEDs), solar cell members, electronic papers, and the like.
  • LCDs liquid crystal displays
  • OLEDs organic light emitting displays
  • the barrier film can be produced, for example, by forming a layer of a material having excellent gas and / or moisture barrier properties on a polymer film. To form the layer, for example, a dry coating method or a wet coating method may be applied.
  • Dry coating methods include so-called physical vapor deposition (PVD) and chemical vapor deposition (CVD).
  • PVD physical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • the wet coating method has a lower process difficulty than the dry coating method.
  • the wet coating method is applicable to the so-called roll-to-roll method, which is also advantageous for continuous mass production of barrier films.
  • the film is often wound and / or unwound during the fabrication of the barrier film, and in this process, the physical properties of the barrier layer or the precursor layer of the barrier layer are in contact with other layers.
  • the running property of the film also needs to be improved.
  • the present application provides a barrier film and a method of manufacturing the same.
  • a barrier film including an anti-blocking layer capable of maintaining or improving physical properties of the barrier layer formed even when contacted with the barrier layer or the precursor layer of the barrier layer and also improving the running property in a so-called roll-to-roll process or the like
  • the present application is to provide a barrier film and a method of manufacturing the same that can effectively secure the above-described effect when the barrier layer is a so-called polysilazane barrier layer.
  • the physical properties mean physical properties measured at normal temperature and / or normal pressure.
  • room temperature is a natural temperature that is not warmed and reduced, and may mean, for example, any temperature in the range of about 10 ° C to 30 ° C, about 25 ° C, or about 23 ° C.
  • atmospheric pressure is a pressure when not particularly reduced or increased, and may be about 1 atm, such as atmospheric pressure.
  • the barrier film of the present application includes a barrier layer.
  • the barrier layer refers to a layer having a barrier against moisture and / or gas.
  • the barrier film of the present application may include a barrier layer so that the barrier film has a permeability to a predetermined moisture and / or gas.
  • the barrier layer may be any type of layer that allows the barrier film to maintain its water permeability (so-called water vapor transmission rate (WVTR)) of 0.5 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less. Can mean.
  • WVTR water vapor transmission rate
  • the moisture permeability is 0.45 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.4 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.35 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.3 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.25 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.2 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.15 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.1 ⁇ 10 -3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.09 ⁇ 10 -3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.08 ⁇ 10 -3 g / m 2 ⁇ day or less, 0.07 ⁇ 10 -3 g / m 2 ⁇ day or less, It may be about 0.06 ⁇ 10 ⁇ 3 g / m 2 ⁇
  • the said water permeability means that the numerical value is low, it is excellent in the blocking
  • the moisture permeability may be 0 g / m 2 ⁇ day or more, or 0 g / m 2 ⁇ day out.
  • the barrier layer may be a so-called polysilazane barrier layer.
  • the polysilazane barrier layer may mean a barrier layer including a polysilazane compound as a main component or a barrier layer formed of a material containing a polysilazane compound as a main component.
  • a certain component is included as a main component in a subject, such that the weight ratio of the component in the subject is 55% by weight, 60% by weight, 65% by weight, 70% by weight, 75% by weight, 80 It may mean a case of at least 85% by weight, at least 85% by weight, at least 90% by weight or at least 95% by weight, in which case the upper limit of the proportion of the main component is 100% by weight or less or less than 100% by weight.
  • the barrier layer may include the polysilazane compound to implement the above-described moisture barrier.
  • polysilazine compound in the present application is meant to include polysilazine or derivatives thereof.
  • Polysilazane or its derivatives may, for example, form a thin film having a SiOx composition (x is in the range of 1.2 to 2.0) to implement barrier to moisture and moisture.
  • the polysilazane compound may form a thin film having nano-sized silica domains, while realizing a barrier against moisture and moisture.
  • the polysilazane compound or the barrier layer including the same or a precursor layer of the barrier layer may include, for example, a unit represented by Formula 1 below.
  • R- 1 , R 2 and R 3 are each independently hydrogen, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group or an alkoxy group.
  • alkyl group may mean an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified.
  • the alkyl group may be linear, branched or cyclic.
  • alkyl group examples include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group and n- Linear or branched alkyl groups such as hexyl group, n-heptyl group or n-octyl group, or cycloalkyl groups such as cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group or cycloheptyl group.
  • the alkyl group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • alkenyl group may mean an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, 2 to 16 carbon atoms, 2 to 12 carbon atoms, 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified.
  • the alkenyl group may be linear, branched or cyclic.
  • the alkenyl group may be exemplified by a vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group or 3-butenyl group.
  • the alkenyl group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • aryl group may refer to a monovalent moiety derived from a compound containing a structure in which a benzene ring or a structure in which two or more benzene rings are condensed or bonded, unless otherwise specified.
  • the range of the aryl group may include a functional group commonly referred to as an aryl group as well as a so-called aralkyl group or an arylalkyl group.
  • the aryl group may be, for example, an aryl group having 6 to 25 carbon atoms, 6 to 21 carbon atoms, 6 to 18 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms.
  • aryl group examples include phenyl group, phenoxy group, phenoxyphenyl group, phenoxybenzyl group, dichlorophenyl, chlorophenyl, phenylethyl group, phenylpropyl group, benzyl group, tolyl group, xylyl group or naphthyl group. Can be.
  • the aryl group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • alkoxy group may mean an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 1 to 16 carbon atoms, 1 to 12 carbon atoms, 1 to 8 carbon atoms, or 1 to 4 carbon atoms, unless otherwise specified.
  • the alkoxy group may be linear, branched or cyclic.
  • the alkoxy group may be optionally substituted with one or more substituents.
  • Examples of the substituent that may be optionally substituted with the alkyl group, alkylene group, aryl group or alkoxy group include epoxy groups such as halogen, glycidyl group, epoxyalkyl group, glycidoxyalkyl group or alicyclic epoxy group such as chlorine or fluorine, and acryl.
  • Diary, methacryloyl group, isocyanate group, thiol group or monovalent hydrocarbon group and the like can be exemplified, but is not limited thereto.
  • the term "monovalent hydrocarbon group” may refer to a compound consisting of carbon and hydrogen or a monovalent moiety derived from a derivative of such a compound, unless otherwise specified.
  • the monovalent hydrocarbon group may contain 1 to 25 carbon atoms.
  • an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, etc. can be illustrated.
  • n is any number, for example n is a number from 2 to 50.
  • Si-N bonding units of the polysilazane of the unit of formula 1 may be converted to a bonding unit of Si-O in the curing process, for example, curing using light or plasma.
  • the barrier layer of the present application may also satisfy the following Equation 1.
  • Equation 1 c denotes the number of Si-N coupling units present in the barrier layer, and d denotes the number of Si-O coupling units present in the barrier layer.
  • the number of the bonding units may be, for example, moles.
  • Equation 1 refers to the conversion ratio of polysilazane in the entire barrier layer, and includes a barrier layer that satisfies Equation 1 in the barrier film to impart proper rigidity to the barrier layer and at the same time provide a desired barrier property. You can give it.
  • the thickness of the barrier layer may be selected in consideration of the thinning degree and optical properties required for the barrier film, for example, may have a thickness range of 10nm to 500nm, but is not limited thereto. In another example, the thickness is 20 nm or more, 30 nm or more, 40 nm or more, 50 nm or more, 60 nm or more, 70 nm or more, 80 nm or more, 90 nm or more, 100 nm or more, 110 nm or more, 120 nm or more, 130 nm or more, 140 nm or more, 150 nm or more, 160 nm or more At least 170 nm, at least 180 nm, at least 190 nm, at least 200 nm, at least 210 nm, at least 220 nm, at least 230 nm, at least 240 nm, at least 250 nm, at least 260 nm, at least 270 nm, at least 280 nm
  • the structure of the present application may be particularly suitable when having a polysilazane barrier layer in the above thickness range.
  • the thickness of a layer herein may be the thickness of the thinnest portion of the layer, the thickness of the thickest portion, or the average thickness of the layer.
  • the barrier layer may further include an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent is a configuration to be included in order to improve the speed of the curing process described below, for example, an oxidation process using light or plasma, and any known oxidizing agent can be used without limitation as long as the above object can be achieved,
  • the content may also be selected in an appropriate ratio.
  • peroxides H 2 O 2 , Na 2 O 2 , BaO 2 , (C 6 H 5 CO) 2 O 2, etc.
  • Hypochlorous acid (HClO) Ozone water
  • Ketone peroxides such as methyl ethyl ketone peroxide, methyl isobutyl ketone peroxide, cyclohexanone peroxide, methyl cyclohexanone peroxide or 3,3,5-trimethylcyclo hexanone peroxide
  • the oxidizing agent may be included in the barrier layer, for example, in a ratio of 0.5 part by weight to 5 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polysilazane compound of the barrier layer, but is not limited thereto.
  • the barrier film includes an antiblocking layer. Even when the barrier film is wound and / or unwound, the antiblocking layer can maintain or improve the barrier property of the polysilazane barrier layer or its precursor layer, and can improve the running property of the barrier film.
  • the antiblocking layer may include particles having an average particle diameter in the range of 0.3 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the term average particle diameter may refer to a median particle diameter known as a D50 particle diameter in one example.
  • the antiblocking layer can perform the above functions and roles.
  • the average particle diameter of the particles is, for example, 0.5 ⁇ m or more, 0.7 ⁇ m or more, 0.9 ⁇ m or more, 1 ⁇ m or more, 1.5 ⁇ m or more, 2 ⁇ m or more, 2.5 ⁇ m or more, 3 ⁇ m or more, 3.5 ⁇ m or more, 4 ⁇ m or more, 4.5 ⁇ m or more , 5 ⁇ m or more, 5.5 ⁇ m or more, 6 ⁇ m or more, 6.5 ⁇ m or more, 7 ⁇ m or more, 7.5 ⁇ m or more, 8 ⁇ m or more, 8.5 ⁇ m or more, 9 ⁇ m or more, 9.5 ⁇ m or more, 10 ⁇ m or more, 11 ⁇ m or more, 12 ⁇ m or more, 13 ⁇ m or more, 14 ⁇ m or more , 15 ⁇ m or more, 16 ⁇ m or more, 17 ⁇ m or more, 18 ⁇ m or more, 19 ⁇ m or more, or 20 ⁇ m or more.
  • the average particle diameter of the particles is, for example, 49 ⁇ m or less, 48 ⁇ m or less, 47 ⁇ m or less, 46 ⁇ m or less, 45 ⁇ m or less, 44 ⁇ m or less, 43 ⁇ m or less, 42 ⁇ m or less, 41 ⁇ m or less, 40 ⁇ m or less, 39 ⁇ m or less, 38 ⁇ m or less, 37 ⁇ m or less, 36 ⁇ m or less, 35 ⁇ m or less, 34 ⁇ m or less, 33 ⁇ m or less, 32 ⁇ m or less, 31 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, 29 ⁇ m or less, 28 ⁇ m or less, 27 ⁇ m or less, 26 ⁇ m or less, 25 ⁇ m or less, 24 ⁇ m or less, 23 ⁇ m or less, 22 ⁇ m or less, 21 ⁇ m or less, 20 ⁇ m, 19 ⁇ m or less, 18 ⁇ m or less, 17 ⁇ m or less, 16 ⁇ m or less, 15 ⁇ m or less
  • the anti-blocking layer includes the above-described particles, so that the surface may be modified to have excellent running properties.
  • the surface of the anti-blocking layer may be in the range of 0.15 to 0.5 static friction coefficient.
  • the static friction coefficient is 0.16 or more, 0.17 or more, 0.18 or more, 0.19 or more, 0.2 or more, 0.21 or more, 0.22 or more, or 0.23 or more, 0.49 or less, 0.48 or less, 0.47 or less, 0.46 or less, 0.45 or less, 0.44 or less , 0.43 or less, 0.42 or less, 0.41 or less, 0.40 or less, 0.39 or less, 0.38 or less, 0.37 or less, 0.36 or less, 0.35 or less, 0.34 or less, 0.33 or less, 0.32 or less, 0.31 or less, 0.30 or less, 0.29 or less, 0.28 or less, 0.27 0.26 or less or 0.25 or less may be sufficient.
  • the surface of the anti-blocking layer for example, the coefficient of kinetic friction may be in the range of 0.15 to 0.5, 0.15 to 0.4 or 0.2 to 0.3.
  • the kinetic friction coefficient is 0.16 or more, 0.17 or more, 0.18 or more, 0.19 or more, 0.2 or more, 0.21 or more, 0.22 or more or 0.23 or more, 0.49 or less, 0.48 or less, 0.47 or less, 0.46 or less, 0.45 or less, 0.44 or less , 0.43 or less, 0.42 or less, 0.41 or less, 0.40 or less, 0.39 or less, 0.38 or less, 0.37 or less, 0.36 or less, 0.35 or less, 0.34 or less, 0.33 or less, 0.32 or less, 0.31 or less, 0.30 or less, 0.29 or less, 0.28 or less, 0.27 0.26 or less or 0.25 or less may be sufficient.
  • the friction coefficient satisfies the above range, when the barrier film is produced by a roll-to-roll process that is easy to mass-produce,
  • the antiblocking layer may exhibit a predetermined roughness characteristic.
  • the surface of the anti-blocking layer may have an arithmetic mean roughness Ra of 50 nm to 500 nm, 50 nm to 400 nm, or 100 nm to 350 nm.
  • the arithmetic mean roughness Ra is, in another example, at least 55 nm, at least 60 nm, at least 65 nm, at least 70 nm, at least 75 nm, at least 80 nm, at least 85 nm, at least 90 nm, at least 95 nm, at least 100 nm, at least 105 nm, at least 110 nm, at least 115 nm, 120 nm or more, 125 nm or more, 130 nm or more, or 135 nm or more, 490 nm or less, 480 nm or less, 470 nm or less, 460 nm or less, 450 nm or less, 440 nm or less, 430 nm or less, 420 nm or less, 410 nm or less, 400 nm or less, 390 nm or less, 380 nm or less It may be about 370 nm or less, about 360 nm or less,
  • the surface of the anti-blocking layer may have a maximum cross-sectional height Rt of the roughness curve in the range of 1 ⁇ m to 10 ⁇ m, 1 ⁇ m to 9 ⁇ m, or 2 ⁇ m to 7 ⁇ m.
  • the maximum cross-sectional height Rt is in another example at least about 1.5 ⁇ m, at least about 2 ⁇ m, at least about 2.5 ⁇ m, at least about 3 ⁇ m, at least about 3.5 ⁇ m, at least about 4 ⁇ m or at least about 4.5 ⁇ m, or at least about 9 ⁇ m.
  • the above-described effects can be effectively secured for the barrier film containing the polysilazane barrier layer.
  • the kind of particles is not particularly limited as long as the antiblocking layer can satisfy the above conditions.
  • the particles may be either or both of inorganic particles and organic particles.
  • the inorganic particles may be, for example, silica particles such as silica hollow particles or silica colloidal particles, but are not limited thereto.
  • high silica particles means silica particles derived from a silicon compound or an organosilicon compound, unless otherwise specified, and means particles having a void space on the surface and / or inside of the silica particles. .
  • colloidal silica particles means particles in a form in which solid silica particles are stably dispersed in a state in which solid silica particles do not precipitate or aggregate in a liquid such as water or an organic solvent, unless otherwise specified.
  • the organic particles may be, for example, fine particles made of styrene resin, acrylic resin, or acrylate resin, but are not limited thereto.
  • the anti-blocking layer may include the particles together with the acrylate unit described below.
  • the anti-blocking layer may include 0.05 parts by weight to 20 parts by weight of the particles relative to 100 parts by weight of the acrylate unit.
  • the weight part may refer to a relative ratio of the mass of the component.
  • the content of the particles may be, for example, at least 0.1 parts by weight, at least 0.15 parts by weight, at least 0.2 parts by weight, at least 0.25 parts by weight, at least 0.3 parts by weight, at least 0.35 parts by weight, or at least 0.4 parts by weight.
  • the content of the particles for example, 10 parts by weight or less, 9 parts by weight or less, 8 parts by weight or less, 7 parts by weight or less, 6 parts by weight or less, 5 parts by weight or less, 4 parts by weight or less, 3 parts by weight or less, 2 weight part or less, 1 weight part or less, 0.9 weight part or less, 0.8 weight part or less, 0.7 weight part or less, 0.6 weight part or less, or 0.5 weight part or less may be sufficient.
  • the surface of the antiblocking layer may be modified while having excellent durability and transparency.
  • the antiblocking layer may include an acrylate unit.
  • the term acrylate unit may mean a unit formed by polymerization of an acrylate compound.
  • the inclusion of the antiblocking layer in the acrylate unit may mean that the antiblocking layer includes a polymer, that is, an acrylate polymer or a polymer including the acrylate unit.
  • the acrylate unit, the acrylate polymer, or the polymer including the acrylate unit may be included as a binder in the antiblocking layer, and may be included as a main component in the antiblocking layer.
  • the content in the antiblocking layer of the acrylate unit, the acrylate polymer or the polymer comprising the acrylate unit is at least 55% by weight, at least 60% by weight, at least 65% by weight, at least 70% by weight, At least 75%, at least 80%, at least 85%, at least 90%, or at least 95% by weight. Since the antiblocking layer contains particles, the content in the antiblocking layer of the acrylate unit, the acrylate polymer or the polymer comprising the acrylate unit is less than 100% by weight.
  • (meth) acrylate may refer to acrylate and / or methacrylate.
  • the term “acrylate unit” may refer to a structure formed by polymerization of the acrylate compound.
  • the specific cure shrinkage behavior of the acrylate compound is adjusted together with the average particle diameter and ratio of the particles, and the thickness and ratio of the particle diameter of the particles to be described later to form an antiblocking layer of desired surface properties. It can form, and can provide the barrier film excellent in the optical characteristic.
  • the acrylate unit may be, for example, a multifunctional acrylate unit.
  • the term polyfunctional acrylate may mean an acrylate compound having two or more functional groups of any one kind selected from the group consisting of acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group and methacryloyloxy group.
  • a polyfunctional acrylate 1, 4- butanediol di (meth) acrylate, 1, 6- hexanediol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, polyethyleneglycol di, for example (Meth) acrylate, neopentylglycol adipate di (meth) acrylate, hydroxyl promisvalic acid neopentylglycol di (meth) acrylate, dicyclopentanyl di (meth) ) Acrylate, caprolactone modified dicyclopentenyl di (meth) acrylate, ethylene oxide modified di (meth) acrylate, di (meth) acryloxy ethyl isocyanurate, allylated cyclohexyl di ( Meth) acrylate, tricyclodecane dimethanol (meth) acrylate, dimethylol dicyclopentane di (meth) acrylate,
  • Isocyanate monomers and trimethylolpropane tri (meth) acrylate One or more types of 6 functional acrylates, such as a reactant), can be used.
  • the acrylate may be at least one of pentaerythritol (meth) acrylate and dipentaerythritol hexa (meth) acrylate.
  • the anti-blocking layer is a polyfunctional acrylate unit (hereinafter, may be referred to as a first acrylate unit) in the acrylate and a multifunctional acrylate unit (hereinafter, referred to as a first acrylate unit) May be referred to as 2 acrylate units.).
  • a polyfunctional acrylate unit hereinafter, may be referred to as a first acrylate unit
  • a multifunctional acrylate unit hereinafter, referred to as a first acrylate unit
  • 2 acrylate units referred to as 2 acrylate units.
  • the tetrafunctional or less means that four or less functional groups selected from the group consisting of the acryloyl group, the methacryloyl group, the acryloyloxy group and the methacryloyloxy group described above are included.
  • the rate can be, for example, di- or tetra-functional acrylates.
  • the above four functional means to include at least five functional groups of any one selected from the group consisting of acryloyl group, methacryloyl group, acryloyloxy group and methacryloyloxy group described above,
  • acrylates may be, for example, 5- or 10-functional, 5- or 9-functional, 5- or 8- or 5- or 7-functional acrylates or 5- or 6-functional acrylates.
  • the first acrylate unit a unit having a molecular weight in the range of about 100 to 500 g / mol may be applied.
  • the molecular weight may be the molecular weight of the acrylate compound forming the first acrylate unit.
  • the molecular weight is at least about 110 g / mol, at least 120 g / mol, at least 130 g / mol, at least 140 g / mol, at least 150 g / mol, at least 160 g / mol, at least 170 g / mol, at least 180 g / mol, at least 190 g / mol Or more, 200 g / mol or more, 210 g / mol or more, 220 g / mol or more, 230 g / mol or more, 240 g / mol or more, 250 g / mol or more, 260 g / mol or more, 270 g / mol or more, 280
  • the second acrylate unit a unit having a molecular weight in the range of approximately 300 to 800 g / mol may be applied.
  • the molecular weight may be the molecular weight of the acrylate compound forming the second acrylate unit.
  • the molecular weight is at least about 310 g / mol, at least 320 g / mol, at least 330 g / mol, at least 340 g / mol, at least 350 g / mol, at least 360 g / mol, at least 370 g / mol, at least 380 g / mol, at least 390 g / mol.
  • the anti-blocking layer may include a polymer including the acrylate unit together with the particles.
  • the weight ratio of the multifunctional acrylate unit having four or less functional groups to the total weight of the antiblocking layer except for the particles may be 60% by weight or more.
  • the weight ratio is in another example about 60% to 95%, 60% to 90%, 60% to 85%, 65% to 85%, 70% to 85% or 75% by weight.
  • the weight ratio may be, in another example, 65 wt% or more, 70 wt% or more, or 75 wt% or more, 95 wt% or less, 90 wt% or less, or 85 wt% or less.
  • the antiblocking layer may include 1 to 50 parts by weight of multifunctional acrylate units of 1 to 50 parts by weight relative to 100 parts by weight of multifunctional acrylate units having 4 or less functionalities.
  • the ratio of the multifunctional acrylate of more than four functions may be about 5 parts by weight, 10 parts by weight, 15 parts by weight or 20 parts by weight or more, and in another example, about 45 parts by weight or less and 40 parts by weight or less. It may be about 35 parts by weight or less, or about 30 parts by weight or less.
  • the anti-blocking layer of the desired surface properties in combination with the average particle diameter of the above-mentioned particles and the ratio of the specific curing shrinkage behavior of the acrylate compound forming the acrylate unit Can be effectively formed.
  • the ratio of the average particle diameter (A) of the particles in the anti-blocking layer (A) and the thickness (B) of the anti-blocking layer may be in the range of 1.5 to 50.
  • the ratio A / B may be about 45 or less, about 40 or less, about 35 or less, about 30 or less, or about 25 or less. Further, the ratio may be about 2 or more, about 2.5 or more, about 3 or more, about 3.5 or more, about 4 or more, about 4.5 or more or about 4 or more in another example.
  • the thickness may be the thickness of the thinnest portion of the antiblocking layer free of particles, the thickness of the thickest portion of the antiblocking layer free of particles, or the average thickness of the antiblocking layer free of particles.
  • the acrylate unit may be an acrylate monomer unit formed using a multifunctional acrylate monomer in consideration of durability of the barrier film.
  • the kind of said polyfunctional acrylate monomer is the same as what was demonstrated by the kind of polyfunctional acrylate mentioned above.
  • the thickness of the antiblocking layer is not particularly limited, but for example, the thickness may be 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the thickness may be selected in consideration of the average particle diameter of the particles included in the antiblocking layer and the roughness of the antiblocking layer to be implemented.
  • the thickness of the antiblocking layer is, in another example, 0.2 ⁇ m or more, 0.3 ⁇ m or more, 0.4 ⁇ m or more, 0.5 ⁇ m or more, 0.6 ⁇ m or more, 0.7 ⁇ m or more, 0.8 ⁇ m or more, 0.9 ⁇ m or more, or 1 ⁇ m or more, 90 ⁇ m or less, 80 ⁇ m or less, 70 ⁇ m or less, 60 ⁇ m or less, 50 ⁇ m or less, 40 ⁇ m or less, 30 ⁇ m or less, 20 ⁇ m or less, 10 ⁇ m or less, 9 ⁇ m or less, 8 ⁇ m or less, 7 ⁇ m or less, 6 ⁇ m or less, 5 ⁇ m or less, 4 ⁇ m or less, 3 ⁇ m or less, 2 ⁇ m Or about 1.5 ⁇ m or less.
  • the barrier film of the present application includes a functional layer.
  • the functional layer may be located between the barrier layer and the antiblocking layer.
  • the functional layer may be, for example, one or more of a base layer and a buffer layer.
  • a barrier film including a barrier layer, an antiblocking layer, and a functional layer of the present application includes an antiblocking layer 100, a base layer 200, and a barrier layer 300, as shown in FIG. 1. can do.
  • the substrate layer included in the barrier film of the present application may be selected in consideration of optical properties such as transparency or refractive index of light, impact resistance, heat resistance, or durability, by performing a role of a support layer of the barrier layer, and a film or Any polymer layer that can be used as an optical member such as a display device in a sheet type may be used without limitation.
  • the base layer may be a polyolefin such as polyethylene or polypropylene; Polyesters such as polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate; Celluloses such as triacetyl cellulose, diacetyl cellulose, propionyl cellulose, butyl cellulose or acetyl cellulose; Polyamides such as 6-nylon or 6,6-nylon; Acrylic polymers such as polymethyl methacrylate; Or polystyrene, polyvinyl chloride, polyimide, polyvinyl alcohol, polycarbonate, or an organic polymer such as ethylene vinyl alcohol may be used, but is not limited thereto.
  • the base layer may be formed of one or two or more kinds of mixtures or polymers, or may have a structure in which a plurality of layers are laminated.
  • the substrate layer may include a known additive, for example, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an infrared absorber, a plasticizer, a lubricant, a colorant, an antioxidant, or a flame retardant.
  • a known additive for example, an antistatic agent, an ultraviolet absorber, an infrared absorber, a plasticizer, a lubricant, a colorant, an antioxidant, or a flame retardant.
  • the substrate layer may be, for example, a modified surface.
  • the surface modification is performed to prevent a phenomenon such as detachment of the coating film due to lack of adhesion of the film during coating of the barrier coating layer-forming composition or the buffer layer-forming composition to be described later, such as chemical treatment, corona discharge treatment, mechanical treatment, Treatment methods such as ultraviolet (UV) treatment, active plasma treatment or glow discharge treatment may be employed, but are not limited thereto.
  • UV ultraviolet
  • active plasma treatment active plasma treatment
  • glow discharge treatment may be employed, but are not limited thereto.
  • the base layer may set an appropriate thickness range in consideration of the purpose of minimizing the occurrence of wrinkles due to tension during transparency, thinning and processing of the barrier film, for example, 10 ⁇ m to 80 ⁇ m, or 20 ⁇ m to 60 ⁇ m is preferred but is not limited thereto.
  • the barrier film of the present application the buffer layer between the substrate layer and the barrier layer in order to minimize the irregularities of the surface of the substrate layer described above, and to prevent the phenomenon such as cracks due to the difference in thermal expansion coefficient of the substrate layer and the barrier layer. It may include.
  • the barrier film of the present application may include an antiblocking layer 100, a base layer 200, a buffer layer 400, and a barrier layer 300.
  • the buffer layer is formed to adjust the surface roughness of the base material layer to a predetermined range and to prevent cracks due to the difference in thermal expansion coefficient of the base material layer and the barrier layer. Methods and materials can be employed in the present application without limitation.
  • the buffer layer is a cardo-based resin having a metal such as Al, an inorganic material such as SiOx, SiOxNv, SiNx, AlOx, ZnSnOx, ITO, ZnO, IZO, ZnS, MgO or SnOx, polyimide, and fluorene ring (caldo resin, urethane, epoxide, polyester, polyamic acid, polyimide, polyethyleneimine, polyvinyl alcohol, polyamide, polythiol, poly ((meth) acrylate) or organic materials such as silicone can do.
  • a metal such as Al
  • an inorganic material such as SiOx, SiOxNv, SiNx, AlOx, ZnSnOx, ITO, ZnO, IZO, ZnS, MgO or SnOx
  • polyimide and fluorene ring
  • fluorene ring fluorene ring
  • the buffer layer may also be formed using a material in which a compound such as alkoxide or acylate of a metal such as zirconium, titanium or cerium is combined with a binder having a polar group such as a carboxyl group or a hydroxy group.
  • the buffer layer may comprise a polymer, such as an acrylic polymer, formed from a thermally or ultraviolet curable radically polymerizable compound.
  • the acrylic polymer may include, for example, an acrylate unit.
  • the acrylate may be, for example, alkyl (meth) acrylate, but is not limited thereto.
  • the alkyl (meth) acrylate may be an alkyl (meth) acrylate having an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n- Propyl (meth) acrylate, isopropyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, isobutyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate 2-ethylbutyl (meth) acrylate, pentyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, n-octyl (meth) acrylate, isooctyl (meth) acrylate, Isononyl (meth) acrylate, decy
  • the acrylic polymer may further include a polymerized unit of a monomer having a crosslinkable functional group.
  • the crosslinkable functional group may be used without limitation as long as it can induce a crosslinking reaction to the acrylic polymer by a crosslinking agent, and may be, for example, a hydroxy group, a carboxyl group, an isocyanate group, a glycidyl group, an epoxy group or an amine group.
  • the acrylic polymer may further include polymerized units of any other monomer if necessary for the control of the glass transition temperature, the crosslinking efficiency, and the like.
  • the kind and proportion thereof are not particularly limited and may be appropriately selected from known components.
  • other optional monomers include (meth) acrylonitrile, (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N-butoxy methyl (meth) acryl Nitrogen-containing monomers such as amide, N-vinylpyrrolidone or N-vinyl caprolactam; Alkylene oxide group-containing monomers such as alkoxy alkylene glycol (meth) acrylate, alkoxy dialkylene glycol (meth) acrylate or alkoxy polyethylene glycol (meth) acrylate; Or styrene-based monomers such as styrene or methyl styrene, but is not limited thereto.
  • the acrylic polymer contained in the buffer layer may be crosslinked by a crosslinking agent.
  • a crosslinking agent a polyfunctional crosslinking agent can be used, for example.
  • multifunctional crosslinking agent is a bifunctional or higher polyfunctional compound including two or more functional groups capable of reacting with the crosslinkable functional group of the acrylic polymer in one molecule, for example, two functional groups in one molecule. It may mean a polyfunctional compound containing from six to six. Two or more functional groups included in one molecule may be the same or different functional groups.
  • the multifunctional crosslinking agent in the present application as a functional group capable of reacting with the crosslinkable functional group contained in the acrylic polymer described above, a carboxyl group, an acid anhydride group, a vinyl ether group, an amine group, a carbonyl group, an isocyanate group, an epoxy group, an aziridi
  • a functional group capable of reacting with the crosslinkable functional group contained in the acrylic polymer described above a carboxyl group, an acid anhydride group, a vinyl ether group, an amine group, a carbonyl group, an isocyanate group, an epoxy group, an aziridi
  • the compound containing 1 or more types, for example, 1-2 types of functional groups, such as a silyl group, a carbodiimide group, or an oxazoline group, can be used.
  • the buffer layer may have a thermal expansion coefficient (CTE) in a range of 50 ppm / ° C to 200 ppm / ° C. Within this range, it is possible to prevent cracks or the like due to the difference in thermal expansion coefficients of the base layer and the barrier layer.
  • CTE thermal expansion coefficient
  • the thickness of the buffer layer may be adopted in consideration of the thinning of the barrier film, etc., for example, the thickness of the buffer layer may be in the range of 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m but is not limited thereto. In another example, the thickness of the buffer layer may be, for example, in the range of 0.1 ⁇ m to 100 ⁇ m or 1 ⁇ m to 90 ⁇ m, 10 ⁇ m to 80 ⁇ m, or 20 ⁇ m to 70 ⁇ m, but is not limited thereto.
  • the present application also relates to a method for producing the barrier film.
  • the method for manufacturing a barrier film of the present application may include applying a composition including a polysilazane compound on a substrate layer and then curing to form a barrier layer.
  • the forming of the barrier layer on the substrate layer of the present application may include, for example, wet coating a composition including a polysilazane compound on the substrate layer and then curing the composition.
  • the composition forming the barrier layer may further include an oxidizing agent.
  • the matters related to the oxidizing agent are the same as those described in the above section regarding the barrier film, and thus will be omitted.
  • the composition forming the barrier layer may further comprise a solvent.
  • a solvent it is preferable to use an organic solvent which hardly contains water, and specific examples thereof include methanol, ethanol, propanol, butanol, pentanol, hexanol, methyl cellosolve, butyl cellosolve, and propylene.
  • Alcoholic solvents such as glycol, diethylene glycol, or carbinol may be used, but are not limited thereto.
  • wet coating methods As a method for applying the barrier layer-forming composition on the substrate layer, all known wet coating methods may be used, and for example, an inkjet method, a spin coating method, a casting method, a microgravure coating method, and gravure Various coating methods such as coating, bar coating, roll coating, wire bar coating, dip coating, spray coating, screen printing, flexographic printing, offset printing, micro contact pudding or die coating The present application may combine one or more of these methods.
  • the manufacturing method of the barrier film which concerns on this application may include the process of hardening after apply
  • the hardening process may include oxidizing the polysilazane compound included in the applied barrier layer forming composition, and more specifically Si-N contained in the polysilazane compound. It may include converting to Si-O to ceramicize.
  • the curing may be performed using light or plasma.
  • curing may be performed by irradiating light, for example ultraviolet light.
  • the ultraviolet light may be performed using, for example, vacuum ultraviolet light of less than 2000 Hz.
  • the curing may be to perform a plasma treatment, for example an atmospheric or vacuum plasma treatment.
  • a well-known electrode or waveguide is arrange
  • the treatment output, treatment time or treatment temperature is known.
  • a step of forming an anti-blocking layer by applying a composition including an acrylate and particles having an average particle diameter in a range of 0.3 ⁇ m to 50 ⁇ m to the opposite side of the surface on which the barrier layer is formed is cured. It may include.
  • Matters relating to the acrylate contained in the composition are the same as those described in the section about the barrier film of the present application, it will be omitted.
  • wet coating methods may be used, and for example, an inkjet method, a spin coating method, a casting method, a micro gravure coating method, a gravure coating method, a bar coating method, Various coating methods, such as the roll coating method, the wire bar coating method, the dip coating method, the spray coating method, the screen printing method, the flexographic printing method, the offset printing method, the micro contact pudding method or the die coating method, are mentioned. One or more of these methods may be combined.
  • the manufacturing method of the barrier film which concerns on this application may include the process of hardening after apply
  • the curing step may include starting the radical polymerization of the acrylate contained in the applied antiblocking layer forming composition, and proceeding the polymerization reaction.
  • the curing may be performed using light or heat.
  • curing may be performed by irradiating light, for example ultraviolet light.
  • the ultraviolet light may be performed using, for example, vacuum ultraviolet light of less than 2000 Hz.
  • the method for producing a barrier film according to the present application further includes the step of forming a buffer layer having a coefficient of thermal expansion in the range of 50 ppm / ° C to 200 ppm / ° C on the substrate layer before the application process of the composition for forming the barrier layer. May contain
  • the material for forming the buffer layer As the material for forming the buffer layer, those mentioned in the above-mentioned barrier film can be used without limitation.
  • the method of forming a buffer layer can be formed by apply
  • the present application also relates to a lighting device.
  • An exemplary lighting device may include a light source and the barrier film.
  • the light source and the barrier film in the lighting device may be arranged to allow light emitted from the light source to enter the barrier film. Since the barrier film of the present application is excellent in optical properties such as light transmittance and haze as well as moisture barrier property, the barrier film may effectively block moisture flowing into the light source and transmit light emitted from the light source to the outside.
  • the kind of the light source included in the lighting device of the present application is not particularly limited, and an appropriate kind may be selected in consideration of the kind of the desired light.
  • the light source is a blue light source, and for example, may be a light source capable of emitting light having a wavelength within a range of 420 nm to 490 nm.
  • the present application may be directed to a lighting device including the barrier film as described above and its use.
  • the configuration and structure of the lighting apparatus including the barrier film may include, for example, a light source and the barrier film, and the light source and the barrier film may be arranged to allow light emitted from the light source to enter the barrier film. All known configurations and structures may be used without limitation.
  • the structure illustrated in FIGS. 3 and 4 may be a structure of a lighting device including a barrier film.
  • the light source 500 is disposed under the barrier film 1, and thus light irradiated from the light source 500 in the upward direction may be incident to the barrier film 1.
  • the light source 500 is disposed on the side surface of the barrier film 1.
  • the light from the light source 500 is more like the light guiding plate 700 or the reflecting plate 600.
  • Other means may be included to efficiently enter the barrier film 300.
  • 3 and 4 is one example of the lighting device of the present application, in addition to the lighting device may have a variety of known forms, for this purpose may further include a variety of known configurations.
  • the lighting device of the present application as described above can be used for various applications.
  • the use of the lighting device is, for example, a BLU (Backlight Unit) of a display device such as a computer, a mobile phone, a smartphone, a personal digital assistant (PDA), a gaming device, an electronic reading device or a digital camera, It may be used for indoor or outdoor lighting, stage lighting, decorative lighting, accent lighting or museum lighting, and the like. In addition, it may be used for horticulture or special wavelength lighting required in biology, but the use to which the lighting apparatus may be applied is limited to the above. It doesn't happen.
  • a BLU Backlight Unit
  • the lighting device may be used as a backlight unit (BLU) of a display device such as a liquid crystal display (LCD).
  • BLU backlight unit
  • LCD liquid crystal display
  • the present application provides a barrier film and a method of manufacturing the same.
  • the barrier film as a structure including a polysilazane barrier layer, may exhibit excellent running properties in a so-called roll-to-roll process, and the performance of the barrier layer may be maintained or improved even during unwinding and / or winding.
  • 1 to 2 show the structure of an exemplary barrier film.
  • 3 to 4 show the structure of an exemplary lighting device.
  • barrier film and the like of the present application will be described with reference to Examples, but the scope of the barrier film and the like of the present application is not limited to the following examples.
  • Moisture permeability of the barrier film of the following examples or comparative examples was measured using an AQUATRAN2 equipment (MOCON Co., Ltd.) at a temperature of 30 °C and a relative humidity of 100%. The measurement results are shown in Table 1 below.
  • the surface roughness of the antiblocking layer of the barrier film of the following example or comparative example was measured using Nano view E1000 equipment (Nanosystem Co., Ltd.). Surface roughness was measured with respect to the area
  • the coefficient of friction of the antiblocking layer of the barrier film of the following example or comparative example was measured using a FP-2260 instrument (Thwing-Albert Instrument Company).
  • the friction coefficient of the SUS (stainless steel) surface and the antiblocking layer was measured using a sled weighing 200 g.
  • the static friction coefficient was measured at a measuring speed of 18 cm / min for the 8cm length region, and the motion friction coefficient was measured at a measuring speed of 18cm / min in the 5cm region.
  • a coating solution obtained by dissolving polysilazane in dibutyl ether was applied to a PET (Poly (ethylene terephthalate)) film (T600E50, Mitsubishi Co., Ltd.) having a thickness of 50 ⁇ m by a bar coat method, and the resulting coating film was obtained at 70 ° C. It was kept for 1 minute and at 130 ° C. for 2 minutes to form a polysilazane layer having a thickness of about 300 nm.
  • Pentaerythritol triacrylate (PETA, trifunctional, molecular weight: about 298.291 g / mol) and dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, dipentaerythritol hexaacrylate, 6 functional, molecular weight: about 524 g / mol) It was dissolved in a solvent (propylene glycol monomethyl ether) in a weight ratio of 8: 2 (PETA: DPHA).
  • a coating solution was prepared by adding 4 parts by weight of a polymerization initiator (Irgacure 127, Ciba) and 0.4 parts by weight of particles (average particle diameter (D50 particle size: 5 ⁇ m, GB05S, Aica Kogyo) to 100 parts by weight of PETA and DPHA total weight). It was.
  • the coating liquid was applied to the surface of the PET film having the polysilazane layer formed on the one surface by the bar coating method, and the obtained coating film was kept at 100 ° C. for 2 minutes and then cured by UV irradiation to obtain a thickness.
  • An anti blocking layer having a thickness of about 1 ⁇ m was formed.
  • Two laminates (polysilazane layer / PET film / antiblocking layer) prepared above were cut to a size of 20 cm and 30 cm, respectively.
  • the antiblocking layer of one laminate and the polysilazane layer of the other laminate were then contacted with each other and a load of 20 kg was applied for 24 hours.
  • a barrier film was prepared by curing the polysilazane layer by a vacuum plasma curing method which is generally applied to the curing of polysilazane.
  • Example 1 except that the particles having a mean particle size (D50 particle size) of 20 ⁇ m (MX-2000, Soken Co., Ltd.) instead of 5 ⁇ m average particle diameter (D50 particle size) when preparing the coating solution forming the anti-blocking layer In the same manner, a barrier film was prepared.
  • a barrier film was prepared in the same manner as in Example 1, except that particles having an average particle diameter (D50 particle diameter) of 0.1 ⁇ m were applied instead of particles having an average particle diameter (D50 particle diameter) of 5 ⁇ m when preparing the anti-blocking layer. .

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Abstract

본 출원은 배리어 필름 및 그 제조방법을 제공한다. 상기 배리어 필름은, 폴리실라잔 배리어층을 포함하는 구조로서, 소위 롤투롤 공정 등에서 탁월한 주행성을 나타낼 수 있고, 권출 및/또는 권취 과정 등에서도 배리어층의 성능이 유지 또는 개선될 수 있다.

Description

배리어 필름
본 출원은 2018년 4월 25일자 제출된 대한민국 특허출원 제10-2018-0047791호에 기초하여 우선권을 주장하며, 해당 대한민국 특허출원 문헌에 개시된 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 출원은 배리어 필름 및 그 제조방법에 대한 것이다.
배리어 필름은 식품 또는 의약품 등의 포장 재료는 물론 LCD(Liquid Crystal Display)나 OLED(Organic Light Emitting Display) 등의 디스플레이용 부재, 태양전지용 부재 또는 전자 페이퍼 등을 포함한 다양한 용도에 이용되고 있다.
배리어 필름은, 예를 들면, 고분자 필름상에 기체 및/또는 수분 차단성이 우수한 재료의 층을 형성하여 제조할 수 있다. 상기 층의 형성에는, 예를 들면, 건식코팅(dry coating) 방식이나, 습식코팅(wet coating) 방식이 적용될 수 있다.
건식코팅 방식으로는 소위 물리적 증착방법(physical vapor deposition, PVD)과 화학적 증착방법(chemical vapor deposition, CVD) 등이 있다. 건식코팅 방식의 경우에는 공정 중에 진공 조건이 요구되고, 공정 난이도도 높으며, 비용도 많이 소요된다.
습식코팅 방식은 건식 코팅 방식에 비해서 공정 난이도가 낮다. 또한, 습식코팅 방식은 소위 롤투롤(roll-to-roll) 방식에 적용이 가능하기 때문에, 배리어 필름을 연속적으로 대량 생산하는 것에도 유리하다.
그렇지만, 롤투롤 과정에서는 배리어 필름의 제작 과정에서 필름이 권취 및/또는 권출되는 경우가 많고, 이 과정에서 배리어층 혹은 배리어층의 전구층이 다른 층과 접촉되면서 물성 저하가 발생하는 경우가 많다. 또한, 롤투롤 공정이 효율적으로 진행되기 위해서는 필름의 주행성도 개선될 필요가 있다.
본 출원은 배리어 필름 및 그 제조방법을 제공한다. 본 출원에서는 배리어층 또는 상기 배리어층의 전구체층과 접촉되는 경우에도 형성되는 배리어층의 물성을 유지 또는 개선할 수 있으며, 소위 롤투롤 공정 등에서 주행성도 개선할 수 있는 안티블로킹층을 포함하는 배리어 필름 및 그의 제조 방법을 제공하는 것을 하나의 목적으로 한다. 특히, 본 출원에서는 배리어층이 소위 폴리실라잔 배리어층인 경우에 상기 기술한 효과를 효과적으로 확보할 수 있는 배리어 필름 및 그 제조 방법의 제공을 하나의 목적으로 한다.
본 명세서에서 언급하는 물성 중에서 측정 온도 및/또는 압력이 그 물성치에 영향을 미치는 경우에는 특별히 달리 언급하지 않는 한, 해당 물성은 상온 및/또는 상압에서 측정한 물성을 의미한다.
본 출원에서 용어 상온은 가온 및 감온되지 않은 자연 그대로의 온도이며, 예를 들면, 약 10℃ 내지 30℃의 범위 내의 어느 한 온도, 25℃ 또는 23℃ 정도의 온도를 의미할 수 있다.
본 출원에서 용어 상압은, 특별히 줄이거나 높이지 않은 때의 압력으로서, 보통 대기압과 같은 1 기압 정도를 수 있다.
본 출원의 배리어 필름은 배리어층을 포함한다. 배리어층은 수분 및/또는 가스에 대한 차단성을 가지는 층을 의미한다. 본 출원의 배리어 필름은 배리어층을 포함함으로써, 배리어 필름이 소정의 수분 및/또는 가스에 대한 투과도를 갖도록 할 수 있다. 예를 들면, 본 명세서에서 배리어층은, 배리어 필름의 수분 투과도(소위 WVTR(Water Vapor Transmission Rate))를 0.5×10-3 g/m2·day 이하로 유지될 수 있도록 하는 모든 종류의 층을 의미할 수 있다. 상기 수분 투과도는 다른 예시에서 0.45×10-3 g/m2·day 이하, 0.4×10-3 g/m2·day 이하, 0.35×10-3 g/m2·day 이하, 0.3×10-3 g/m2·day 이하, 0.25×10-3 g/m2·day 이하, 0.2×10-3 g/m2·day 이하, 0.15×10-3 g/m2·day 이하, 0.1×10-3 g/m2·day 이하, 0.09×10-3 g/m2·day 이하, 0.08×10-3 g/m2·day 이하, 0.07×10-3 g/m2·day 이하, 0.06×10-3 g/m2·day 이하 또는 0.05×10-3 g/m2·day 이하 정도일 수도 있다. 상기 수분 투과도는 그 수치가 낮을수록 수분이나 습기에 대한 차단 성능이 우수한 것을 의미하기 때문에, 그 하한은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 수분 투과도는 0 g/m2·day 이상 또는 0 g/m2·day 초과일 수 있다.
상기 배리어층은 소위 폴리실라잔 배리어층일 수 있다. 폴리실라잔 배리어층은, 폴리실라잔 화합물을 주성분으로 포함하는 배리어층 혹은 폴리실라잔 화합물을 주성분으로 포함하는 재료로 형성된 배리어층을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 어떤 대상에 어떤 성분이 주성분으로 포함된다는 것은, 해당 대상 내의 상기 성분의 중량 비율이 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상인 경우를 의미할 수 있고, 이 경우 주성분의 비율의 상한은 100중량% 이하 또는 100중량% 미만이다. 상기 배리어층은 폴리실라잔 화합물을 포함하여 상술한 수분 차단성을 구현할 수 있다. 본 출원에서 용어 폴리실라진 화합물은, 폴리실라진 또는 그 유도체를 포함하는 의미이다. 폴리실라잔 또는 그 유도체는, 예를 들면, SiOx 조성(x가 1.2 내지 2.0의 범위 내)을 가지는 박막을 형성하여 수분 및 습기에 대한 차단성을 구현할 수 있다. 폴리실라잔 화합물은 나노 크기의 실리카 도메인을 가지는 박막을 형성하면서, 수분 및 습기에 대한 차단성을 구현할 수 있게 한다.
상기 폴리실라잔 화합물 혹은 그를 포함하는 배리어층 또는 상기 배리어층의 전구체층은, 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure PCTKR2019005003-appb-I000001
화학식 1에서, R-1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 알콕시기이다.
용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 알킬기로는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기 또는 n-옥틸기 등의 직쇄형 또는 분지쇄형 알킬기이거나, 시클로부틸기, 시클로펜틸기, 시클로헥실기 또는 시클로헵틸기 등의 시클로 알킬기 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
용어 「알케닐기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 알케닐기는 비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기 또는 3-부테닐기 등이 예시될 수 있다. 또한, 알케닐기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
용어 「아릴기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 고리 또는 2개 이상의 벤젠 고리가 축합 또는 결합된 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 아릴기의 범위에는 통상적으로 아릴기로 호칭되는 관능기는 물론 소위 아르알킬기(aralkyl group) 또는 아릴알킬기 등도 포함될 수 있다. 아릴기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다. 아릴기로는, 페닐기, 페녹시기, 페녹시페닐기, 페녹시벤질기, 디클로로페닐, 클로로페닐, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 벤질기, 톨릴기, 크실릴기(xylyl group) 또는 나프틸기 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 아릴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
상기 알킬기, 알킬렌기, 아릴기 또는 알콕시기에 임의적으로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 염소 또는 불소 등의 할로겐, 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 티올기 또는 1가 탄화수소기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 용어 「1가 탄화수소기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소와 수소로 이루어진 화합물 또는 그러한 화합물의 유도체로부터 유도되는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 예를 들면, 1가 탄화수소기는, 1개 내지 25개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 1가 탄화수소기로는, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있다.
화학식 1에서, n은 임의의 수이며, 예를 들면, n은 2 내지 50의 수이다.
화학식 1의 단위의 폴리실라잔의 Si-N 결합 단위는 경화 과정, 예를 들면 광 또는 플라즈마 등을 이용한 경화 과정에서 Si-O의 결합 단위로 전환될 수 있다.
본 출원의 상기 배리어층은, 또한 하기 수식 1을 만족할 수 있다.
[수식 1]
0.75 = d/(c+d) = 0.97
수식 1에서, c는 배리어층에 존재하는 Si-N 결합 단위의 수를 의미하고, d는 배리어층에 존재하는 Si-O 결합 단위의 수를 의미한다. 상기 결합 단위의 수는 예를 들면, 몰수일 수 있다.
수식 1은 배리어층 전체 영역에서 폴리실라잔의 전환 비율을 의미하는 것으로써, 상기 수식 1을 만족하는 배리어층을 배리어 필름에 포함하여, 배리어층에 적절한 강성을 부여함과 동시에 목적하는 배리어성을 부여할 수 있다.
배리어층의 두께는 배리어 필름에 요구되는 박형화 정도 및 광학 특성 등을 고려하여 적절한 범위를 선정할 수 있으며, 예를 들면 10nm 내지 500nm 의 두께 범위를 가질 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 두께는 다른 예시에서 20nm 이상, 30nm 이상, 40nm 이상, 50nm 이상, 60nm 이상, 70nm 이상, 80nm 이상, 90nm 이상, 100nm 이상, 110nm 이상, 120nm 이상, 130nm 이상, 140nm 이상, 150nm 이상, 160nm 이상, 170nm 이상, 180nm 이상, 190nm 이상, 200nm 이상, 210nm 이상, 220nm 이상, 230nm 이상, 240nm 이상, 250nm 이상, 260nm 이상, 270nm 이상, 280nm 이상, 290 nm 이상 또는 300 nm 이상이거나, 490nm 이하, 480nm 이하, 470nm 이하, 460nm 이하, 450nm 이하, 440nm 이하, 430nm 이하, 420nm 이하, 410nm 이하, 400nm 이하, 390nm 이하, 380nm 이하, 370nm 이하, 360nm 이하, 350nm 이하, 340nm 이하, 330nm 이하, 320nm 이하, 310 nm 이하 또는 300 nm 이하 정도일 수도 있다. 본 출원의 구조는 특히 상기와 같은 두께 범위의 폴리실라잔 배리어층을 가지는 경우에 적합할 수 있다.
본 명세서에서 어떤 층의 두께는 해당 층의 가장 얇은 부분의 두께, 가장 두꺼운 부분의 두께 또는 해당 층의 평균 두께일 수 있다.
상기 배리어층은 산화제를 더 포함할 수 있다. 상기 산화제는, 후술하는 경화 공정, 예를 들면 광 또는 플라즈마를 이용한 산화 공정의 속도를 향상시키기 위해 포함시키는 구성이며, 상기 목적을 달성할 수 있는 것이면 공지의 산화제가 제한 없이 모두 이용될 수 있으며, 그 함량 또한 적정 비율이 선택될 수 있다.
예를 들면 산화제로서는, 과산화물(H2O2, Na2O2, BaO2, (C6H5CO)2O2등); 차아염소산(HClO); 오존수; 메틸 에틸 케톤퍼옥사이드, 메틸 이소부틸 케톤퍼옥사이드, 사이클로헥사논 퍼옥사이드, 메틸 사이클로헥사논 퍼옥사이드 또는 3,3,5-트리메틸사이클로 헥산온 퍼옥사이드 등의 케톤 퍼옥사이드류; 아세틸 퍼옥사이드, 프로피오닐 퍼옥사이드, 이소부티릴 퍼옥사이드, 옥타노일 퍼옥사이드, 3,5,5-트리메틸 헥사노일 퍼옥사이드, 데카노일 퍼옥사이드, 라우로일 퍼옥사이드, 벤조일 퍼옥사이드, P-클로로벤조일 퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일 퍼옥사이드 또는 아세틸 사이클로헥산 설포닐 퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드류; t-부틸 하이드로퍼옥사이드, 큐멘하이드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠 하이드로퍼옥사이드, P-멘탄 하이드로퍼옥사이드, 2,5-디메틸 헥산 2,5-디하이드로퍼옥사이드 또는 1,1,3,3-테트라 메틸 부틸 하이드로퍼옥사이드 등의 하이드로퍼옥사이드류; t-부틸 퍼옥사이드, t-부틸-α-큐밀 퍼옥사이드, 디-α-큐밀 퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-비스(t-부틸 퍼옥시) 헥산 또는 2,5-디메틸-2,5--비스(t-부틸 퍼옥시)-3-헥신 등의 알킬퍼옥사이드류; 1,1-비스(t-부틸 퍼옥시)-3,3,5-트리메틸사이클로 헥산 또는 2,2-비스(t-부틸 퍼옥시) 부탄 등의 퍼옥시 케탈류; t-부틸 퍼옥시 아세테이트, t-부틸 퍼옥시 이소부티레이트, t-부틸 퍼옥시 옥토에이트, t-부틸 퍼옥시 피바레이트, t-부틸 퍼옥시 네오 데카노에이트, t-부틸 퍼옥시-3,5 5-트리메틸 헥사노에이트, t-부틸 퍼옥시 벤조에이트, 디-t-부틸 퍼옥시 프탈레이트, 또는 2,5-디메틸-2,5-비스(벤조일 퍼옥시) 헥산 등의 퍼옥시 에스테르류; 등이 예시될 수 있다.
산화제는, 예를 들면, 배리어층의 폴리실라잔 화합물 100 중량부 대비 0.5 중량부 내지 5 중량부의 비율로 배리어층에 포함될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
배리어 필름은 안티블로킹층을 포함한다. 안티블로킹층은 배리어 필름이 권취 및/또는 권출되는 경우에도 폴리실라잔 배리어층 혹은 그 전구체층의 차단 특성을 유지 또는 개선할 수 있고, 배리어 필름의 주행성도 개선할 수 있다.
안티블로킹층은 평균 입경이 0.3μm 내지 50μm의 범위 내인 입자를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 평균 입경은 일 예시에서 소위 D50 입경으로 공지된 메디안 입경을 의미할 수 있다. 평균 입경이 상기 범위 내인 입자를 포함함으로써, 안티블로킹층이 상술한 기능 및 역할을 수행할 수 있다. 상기 입자의 평균 입경은, 예를 들면, 0.5μm 이상, 0.7μm 이상, 0.9μm 이상, 1μm 이상, 1.5μm 이상, 2μm 이상, 2.5μm 이상, 3μm 이상, 3.5μm 이상, 4μm 이상, 4.5μm 이상, 5μm 이상, 5.5μm 이상, 6μm 이상, 6.5μm 이상, 7μm 이상, 7.5μm 이상, 8μm 이상, 8.5μm 이상, 9μm 이상, 9.5μm 이상, 10μm 이상, 11μm 이상, 12μm 이상, 13μm 이상, 14μm 이상, 15μm 이상, 16μm 이상, 17μm 이상, 18μm 이상, 19μm 이상 또는 20μm 이상일 수 있다. 상기 입자의 평균 입경은, 예를 들면, 49μm 이하, 48μm 이하, 47μm 이하, 46μm 이하, 45μm 이하, 44μm 이하, 43μm 이하, 42μm 이하, 41μm 이하, 40μm 이하, 39μm 이하, 38μm 이하, 37μm 이하, 36μm 이하, 35μm 이하, 34μm 이하, 33μm 이하, 32μm 이하, 31μm 이하, 30μm 이하, 29μm 이하, 28μm 이하, 27μm 이하, 26μm 이하, 25μm 이하, 24μm 이하, 23μm 이하, 22μm 이하, 21μm 이하, 20μm, 19μm 이하, 18μm 이하, 17μm 이하, 16μm 이하, 15μm 이하, 14μm 이하, 13μm 이하, 12μm 이하, 11μm 이하, 10μm 이하, 9μm 이하, 8μm 이하, 7μm 이하, 6 μm 이하 또는 5 μm 이하일 수도 있다. 상기 범위를 만족하는 평균 입경을 가지는 입자를 사용함으로써, 배리어 필름이 권취되어도 우수한 수분차단성이 유지되고, 우수한 주행성을 확보할 수 있다.
상기 안티블로킹층은 상술한 입자를 포함함으로써, 우수한 주행성을 가질 수 있도록 표면이 개질될 수 있다. 상기 안티블로킹층의 표면은, 예를 들면, 정지 마찰계수가 0.15 내지 0.5의 범위 내일 수 있다. 상기 정지 마찰 계수는 다른 예시에서 0.16 이상, 0.17 이상, 0.18 이상, 0.19 이상, 0.2 이상, 0.21 이상, 0.22 이상 또는 0.23 이상이거나, 0.49 이하, 0.48 이하, 0.47 이하, 0.46 이하, 0.45 이하, 0.44 이하, 0.43 이하, 0.42 이하, 0.41 이하, 0.40 이하, 0.39 이하, 0.38 이하, 0.37 이하, 0.36 이하, 0.35 이하, 0.34 이하, 0.33 이하, 0.32 이하, 0.31 이하, 0.30 이하, 0.29 이하, 0.28 이하, 0.27 이하, 0.26 이하 또는 0.25 이하 정도일 수도 있다. 또한, 상기 안티블로킹층의 표면은, 예를 들면, 운동 마찰계수가 0.15 내지 0.5, 0.15 내지 0.4 또는 0.2 내지 0.3의 범위 내일 수 있다. 상기 운동 마찰 계수는 다른 예시에서 0.16 이상, 0.17 이상, 0.18 이상, 0.19 이상, 0.2 이상, 0.21 이상, 0.22 이상 또는 0.23 이상이거나, 0.49 이하, 0.48 이하, 0.47 이하, 0.46 이하, 0.45 이하, 0.44 이하, 0.43 이하, 0.42 이하, 0.41 이하, 0.40 이하, 0.39 이하, 0.38 이하, 0.37 이하, 0.36 이하, 0.35 이하, 0.34 이하, 0.33 이하, 0.32 이하, 0.31 이하, 0.30 이하, 0.29 이하, 0.28 이하, 0.27 이하, 0.26 이하 또는 0.25 이하 정도일 수도 있다. 마찰계수가 상기 범위를 만족함으로써, 배리어 필름을 대량생산이 용이한 롤-투-롤 공정에 의해 제작할 때 배리어 필름의 주행성이 우수하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 안티블로킹층은, 소정의 거칠기(roughness) 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들면, 상기 안티블로킹층의 표면은 산술 평균 거칠기(Ra)가 50nm 내지 500nm, 50nm 내지 400nm 또는 100nm 내지 350nm의 범위 내일 수 있다. 상기 산술 평균 거칠기(Ra)는 다른 예시에서 55nm 이상, 60nm 이상, 65nm 이상, 70nm 이상, 75nm 이상, 80nm 이상, 85nm 이상, 90nm 이상, 95nm 이상, 100nm 이상, 105nm 이상, 110nm 이상, 115nm 이상, 120nm 이상, 125nm 이상, 130 nm 이상 또는 135 nm 이상이거나, 490nm 이하, 480nm 이하, 470nm 이하, 460nm 이하, 450nm 이하, 440nm 이하, 430nm 이하, 420nm 이하, 410nm 이하, 400nm 이하, 390nm 이하, 380nm 이하, 370nm 이하, 360 nm 이하 또는 350 nm 이하 정도일 수도 있다.
또한, 상기 안티블로킹층의 표면은 거칠기 곡선의 최대 단면 높이(Rt)가 1μm 내지 10μm, 1μm 내지 9μm 또는 2μm 내지 7μm의 범위 내일 수 있다. 상기 최대 단면 높이(Rt)는 다른 예시에서 약 1.5 μm 이상, 약 2 μm 이상, 약 2.5 μm 이상, 약 3 μm 이상, 약 3.5 μm 이상, 약 4 μm 이상 또는 약 4.5 μm 이상이거나, 약 9 μm 이하, 약 8 μm 이하, 약 7 μm 이하 또는 약 6 μm 이하 정도일 수도 있다.
안티블로킹층의 표면이 상기 조건을 만족하는 거칠기를 가짐으로써, 폴리실라잔 배리어층을 포함하는 배리어 필름에 대해서 상기 기술한 효과를 효과적으로 확보할 수 있다.
입자의 종류는 안티블로킹층이 상술한 조건을 만족할 수 있도록 하는 것이면 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 입자는 무기입자 또는 유기입자 중 어느 하나 또는 양자 모두일 수 있다. 구체적인 일례로써, 상기 무기입자는, 예를 들면, 중공 실리카 입자 (silica hollow particles) 또는 콜로이달 실리카 입자 (silica colloidal particles) 등과 같은 실리카 입자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 용어 「중공 실리카 입자」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 규소 화합물 또는 유기 규소 화합물로부터 도출되는 실리카 입자로서, 상기 실리카 입자의 표면 및/또는 내부에 빈 공간이 존재하는 형태의 입자를 의미한다.
상기 용어 「콜로이달 실리카 입자」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 물이나 유기용제와 같은 액체에 고형의 실리카 입자가 침전되거나 응집되지 않는 상태로 안정하게 분산되어 있는 형태의 입자를 의미한다.
상기 유기입자는, 예를 들면, 스티렌계 수지, 아크릴계 수지 또는 아크릴레이트계 수지 등으로 이루어지는 미립자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
일 예시에서 상기 안티블로킹층은 후술하는 아크릴레이트 단위와 함께 상기 입자를 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 안티블로킹층은, 상기 아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 0.05 중량부 내지 20 중량부의 상기 입자를 포함할 수 있다. 본 명세서에서 중량부는 구성요소의 질량의 상대적인 비율을 지칭할 수 있다. 상기 입자의 함량은, 예를 들면, 0.1 중량부 이상, 0.15 중량부 이상, 0.2 중량부 이상, 0.25 중량부 이상, 0.3 중량부 이상, 0.35 중량부 이상 또는 0.4 중량부 이상일 수 있다. 상기 입자의 함량은, 예를 들면, 10 중량부 이하, 9 중량부 이하, 8 중량부 이하, 7 중량부 이하, 6 중량부 이하, 5 중량부 이하, 4 중량부 이하, 3 중량부 이하, 2 중량부 이하, 1 중량부 이하, 0.9 중량부 이하, 0.8 중량부 이하, 0.7 중량부 이하, 0.6 중량부 이하 또는 0.5 중량부 이하 정도일 수도 있다. 입자의 함량이 상기 범위를 만족함으로써, 안티블로킹층의 표면이 개질되면서도 우수한 내구성 및 투명성 등을 가질 수 있다.
상기 안티블로킹층은 아크릴레이트 단위를 포함할 수 있다. 용어 아크릴레이트 단위는 아크릴레이트 화합물의 중합에 의해 형성되는 단위를 의미할 수 있다. 따라서, 상기 아크릴레이트 단위를 안티블로킹층이 포함한다는 것은 상기 안티블로킹층이 중합체, 즉 아크릴레이트 중합체 또는 상기 아크릴레이트 단위를 포함하는 중합체를 포함한다는 것을 의미할 수 있다. 상기 아크릴레이트 단위, 상기 아크릴레이트 중합체 또는 상기 아크릴레이트 단위를 포함하는 중합체는, 상기 안티블로킹층에 바인더로서 포함될 수 있으며, 상기 안티블로킹층에 주성분으로 포함될 수 있다. 따라서, 상기 아크릴레이트 단위, 상기 아크릴레이트 중합체 또는 상기 아크릴레이트 단위를 포함하는 중합체의 안티블로킹층 내에서의 함량은, 55 중량% 이상, 60 중량% 이상, 65 중량% 이상, 70 중량% 이상, 75 중량% 이상, 80 중량% 이상, 85 중량% 이상, 90 중량% 이상 또는 95 중량% 이상일 수 있다. 상기 안티블로킹층은 입자를 포함하기 때문에, 상기 아크릴레이트 단위, 상기 아크릴레이트 중합체 또는 상기 아크릴레이트 단위를 포함하는 중합체의 안티블로킹층 내에서의 함량은 100중량% 미만이다. 본 출원에서 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 및/또는 메타아크릴레이트를 지칭할 수 있다. 본 출원에서 용어 「아크릴레이트 단위」는 상기 아크릴레이트 화합물이 중합되어 형성한 구조를 지칭할 수 있다. 아크릴레이트 단위를 적용함으로 해서, 상기 아크릴레이트 화합물의 특유의 경화 수축 거동이 상기 입자의 평균 입경 및 비율, 그리고 후술하는 두께와 입자의 입경의 비율 등과 함께 조절되어 목적하는 표면 특성의 안티블로킹층을 형성할 수 있으며, 광학 특성이 우수한 배리어 필름을 제공할 수도 있다.
상기 아크릴레이트 단위는, 예를 들면, 다관능성 아크릴레이트 단위일 수 있다. 용어 다관능 아크릴레이트는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일옥시기로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 종류의 관능기를 2개 이상 가지는 아크릴레이트 화합물을 의미할 수 있다. 이러한 다관능성 아크릴레이트로는, 예를 들면, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물) 등의 6관능형 아크릴레이트 중 1종 이상을 사용할 수 있다. 바람직하게는, 상기 아크릴레이트는 펜타에리트리톨 (메타)아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 중 1종 이상일 수 있다.
일 예시에서 상기 안티블로킹층은, 상기 아크릴레이트 중에서 4관능 이하의 다관능성 아크릴레이트 단위(이하, 제 1 아크릴레이트 단위로 호칭할 수 있다) 및 4관능 초과의 다관능성 아크릴레이트 단위(이하, 제 2 아크릴레이트 단위로 호칭할 수 있다.)를 포함할 수 있다. 상기에서 4관능 이하는 전술한 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일옥시기로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 종류의 관능기를 4개 이하로 포함하는 것을 의미하고, 이러한 아크릴레이트는 예를 들면, 2관능 내지 4관능 아크릴레이트일 수 있다.
또한, 상기에서 4관능 초과는 전술한 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기 및 메타크릴로일옥시기로 이루어진 군에서 선택된 어느 한 종류의 관능기를 5개 이상으로 포함하는 것을 의미하고, 이러한 아크릴레이트는 예를 들면, 5관능 내지 10관능, 5관능 내지 9관능, 5관능 내지 8관능 또는 5관능 내지 7관능 아크릴레이트 또는 5관능 내지 6관능 아크릴레이트일 수 있다.
상기 제 1 아크릴레이트 단위로는, 분자량이 대략 100 내지 500 g/mol의 범위 내인 단위가 적용될 수 있다. 상기 분자량은 상기 제 1 아크릴레이트 단위를 형성하는 아크릴레이트 화합물의 분자량일 수 있다. 상기 분자량은 다른 예시에서 약 110g/mol 이상, 120g/mol 이상, 130g/mol 이상, 140g/mol 이상, 150g/mol 이상, 160g/mol 이상, 170g/mol 이상, 180g/mol 이상, 190g/mol 이상, 200g/mol 이상, 210g/mol 이상, 220g/mol 이상, 230g/mol 이상, 240g/mol 이상, 250g/mol 이상, 260g/mol 이상, 270g/mol 이상, 280g/mol 이상 또는 290 g/mol 이상이거나, 490g/mol 이하, 480g/mol 이하, 470g/mol 이하, 460g/mol 이하, 450g/mol 이하, 440g/mol 이하, 430g/mol 이하, 420g/mol 이하, 410g/mol 이하, 400g/mol 이하, 390g/mol 이하, 380g/mol 이하, 370g/mol 이하, 360g/mol 이하, 350g/mol 이하, 340g/mol 이하, 330g/mol 이하, 320g/mol 이하, 310g/mol 이하 또는 300 g/mol 이하 정도일 수도 있다.
상기 제 2 아크릴레이트 단위로는, 분자량이 대략 300 내지 800 g/mol의 범위 내인 단위가 적용될 수 있다. 상기 분자량은 상기 제 2 아크릴레이트 단위를 형성하는 아크릴레이트 화합물의 분자량일 수 있다. 상기 분자량은 다른 예시에서 약 310g/mol 이상, 320g/mol 이상, 330g/mol 이상, 340g/mol 이상, 350g/mol 이상, 360g/mol 이상, 370g/mol 이상, 380g/mol 이상, 390g/mol 이상, 400g/mol 이상, 410g/mol 이상, 420g/mol 이상, 430g/mol 이상, 440g/mol 이상, 450g/mol 이상, 460g/mol 이상, 470g/mol 이상, 480g/mol 이상, 490 g/mol 이상, 500 g/mol 이상 또는 510 g/mol 이상이거나, 790g/mol 이하, 780g/mol 이하, 770g/mol 이하, 760g/mol 이하, 750g/mol 이하, 740g/mol 이하, 730g/mol 이하, 720g/mol 이하, 710g/mol 이하, 700g/mol 이하, 690g/mol 이하, 680g/mol 이하, 670g/mol 이하, 660g/mol 이하, 650g/mol 이하, 640g/mol 이하, 630g/mol 이하, 620g/mol 이하, 610g/mol 이하, 600 g/mol 이하, 590 g/mol 이하, 580 g/mol 이하, 570 g/mol 이하, 560 g/mol 이하, 550 g/mol 이하, 540 g/mol 이하 또는 530 g/mol 이하 정도일 수도 있다.
일 예시에서 상기 안티블로킹층은, 상기 아크릴레이트 단위를 포함하는 중합체를 상기 입자와 함께 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 입자를 제외한 안티블로킹층의 총 중량 대비 상기 4관능 이하의 다관능성 아크릴레이트 단위의 중량 비율이 60 중량% 이상일 수 있다. 상기 중량 비율은 다른 예시에서 약 60 중량% 내지 95 중량%, 60 중량% 내지 90 중량%, 60 중량% 내지 85 중량%, 65 중량% 내지 85 중량%, 70 중량% 내지 85 중량% 또는 75 중량% 내지 85중량%일 수 있다. 상기 중량 비율은 다른 예시에서 65 중량% 이상, 70 중량% 이상 또는 75 중량% 이상이거나, 95 중량% 이하, 90 중량% 이하 또는 85 중량% 이하 정도일 수도 있다.
상기 안티블로킹층은, 4관능 이하의 다관능성 아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 1 내지 50 중량부의 4관능 초과의 다관능성 아크릴레이트 단위를 포함할 수 있다. 상기 4관능 초과의 다관능성 아크릴레이트의 비율은 다른 예시에서 약 5 중량부 이상, 10 중량부 이상, 15 중량부 이상 또는 20 중량부 이상일 수 있고, 또한, 약 45 중량부 이하, 40 중량부 이하, 35 중량부 이하 또는 30 중량부 이하 정도일 수 있다.
위와 같은 비율로 아크릴레이트 단위를 포함시키는 경우에, 해당 아크릴레이트 단위를 형성하는 아크릴레이트 화합물의 특유의 경화 수축 거동이 전술한 입자의 평균 입경과 그 비율과 조합되어 목적하는 표면 특성의 안티블로킹층을 효과적으로 형성할 수 있다.
한편, 상기 안티블로킹층에서 상기 입자의 평균 입경(A)과 상기 안티블로킹층의 두께(B)의 비율(A/B)이 1.5 내지 50의 범위 내일 수 있다.
상기 비율(A/B)은 다른 예시에서 약 45 이하, 약 40 이하, 약 35 이하, 약 30 이하 또는 약 25 이하 정도일 수 있다. 또한, 상기 비율은 다른 예시에서 약 2 이상, 약 2.5 이상, 약 3 이상, 약 3.5 이상, 약 4 이상, 약 4.5 이상 또는 약 4 이상일 수도 있다.
상기에서 두께는, 입자가 없는 안티블로킹층의 가장 얇은 부분의 두께, 입자가 없는 안티블로킹층의 가장 두꺼운 부분의 두께 또는 입자가 없는 안티블로킹층의 평균 두께일 수 있다.
상기와 같은 재료와 두께 비율에 의해서 본 출원에서 의도하는 효과가 보다 향상될 수 있다.
상기 아크릴레이트 단위는 배리어 필름의 내구성 등을 고려하여 다관능성 아크릴레이트 단량체를 사용하여 형성된 아크릴레이트 단량체 단위일 수 있다. 상기 다관능성 아크릴레이트 단량체의 종류는 상술한 다관능성 아크릴레이트의 종류에서 설명한 것과 동일하다.
상기 안티블로킹층의 두께는 특별히 제한되는 것은 아니나, 예를 들면, 두께가 0.1μm 내지 100μm일 수 있다. 상기 두께는 안티블로킹층에 포함되는 입자의 평균 입경 및 구현하고자 하는 안티블로킹층의 거칠기를 고려하여 선택될 수 있다. 예를 들면, 안티블로킹층의 두께는 다른 예시에서 0.2μm 이상, 0.3μm 이상, 0.4μm 이상, 0.5μm 이상, 0.6μm 이상, 0.7μm 이상, 0.8μm 이상, 0.9 μm 이상 또는 1 μm 이상이거나, 90μm 이하, 80μm 이하, 70μm 이하, 60μm 이하, 50μm 이하, 40μm 이하, 30μm 이하, 20μm 이하, 10μm 이하, 9μm 이하, 8μm 이하, 7μm 이하, 6μm 이하, 5μm 이하, 4μm 이하, 3μm 이하, 2 μm 이하 또는 1.5 μm 이하 정도일 수도 있다.
본 출원의 배리어 필름은 기능성층을 포함한다. 상기 기능성층은 배리어층 및 안티블로킹층의 사이에 위치할 수 있다. 기능성층은, 예를 들면, 기재층 및 버퍼층 중 하나 이상일 수 있다.
구체적인 예시에서, 본 출원의 배리어층, 안티블로킹층 및 기능성층을 포함하는 배리어 필름은 도 1에 도시된 바와 같이, 안티블로킹층(100), 기재층(200) 및 배리어층(300)을 포함할 수 있다.
본 출원의 배리어 필름에 포함되는 기재층은, 배리어층의 지지체 역할을 수행하는 것으로써, 투명성이나 빛의 굴절률 등의 광학 특성, 내충격성, 내열성 또는 내구성 등을 고려하여 선택될 수 있으며, 필름 또는 시트 타입으로 디스플레이 장치 등의 광학용 부재로 사용될 수 있는 고분자층이면 제한 없이 이용가능 할 수 있다.
구체적인 일례로써, 상기 기재층은 폴리에틸렌 또는 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트 등의 폴리 에스테르; 트리아세틸 셀룰로오스, 디아세틸셀룰로오스, 프로피오닐 셀룰로오스, 부틸 셀룰로오스 또는 아세틸 셀룰로오스 등의 셀룰로오스; 6-나일론 또는 6,6-나일론 등의 폴리아미드; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 폴리머; 또는 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트 또는 에틸렌비닐알코올 등의 유기 고분자로 형성된 것을 이용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 기재층은 상기 1종 또는 2종 이상의 혼합물 또는 중합체로 형성된 것일 수도 있고, 복수의 층을 적층 시킨 구조의 것일 수도 있다.
또한, 기재층에는 공지의 첨가제, 예를 들면, 대전 방지제, 자외선 흡수제, 적외선 흡수제, 가소제, 윤활제, 착색제, 산화방지제 또는 난연제 등이 포함되어 있을 수 있다.
기재층은, 예를 들면 표면이 개질된 것일 수 있다. 상기 표면 개질은 후술할 배리어성 코팅층 형성용 조성물 또는 버퍼층 형성용 조성물의 코팅시 필름의 접착력 부족으로 코팅막이 탈리 하는 등의 현상을 방지하고자 실시하는 것으로써, 화학적 처리, 코로나 방전 처리, 기계적 처리, 자외선(UV) 처리, 활성 플라즈마 처리 또는 글로우 방전 처리 등의 처리방식을 채택할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
기재층은 배리어 필름의 투명성, 박막화 및 가공시에 장력에 의한 주름 등의 발생을 최소화 하기 위한 목적 등을 고려한 적절한 두께 범위를 설정할 수 있고, 예를 들면, 10㎛ 내지 80㎛, 또는 20㎛ 내지 60㎛인 것이 좋으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 배리어 필름은, 전술한 기재층 표면의 요철을 최소화하고, 기재층 및 배리어층의 열 팽창계수 차이에 따른 균열(Crack) 등의 현상을 방지하기 위하여 기재층과 배리어층 사이에 버퍼층을 포함할 수 있다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 본 출원의 배리어 필름은 안티블로킹층(100), 기재층(200), 버퍼층(400) 및 배리어층(300)을 포함할 수 있다.
버퍼층은, 기재층의 표면 거칠기를 소정 범위로 조절하고, 기재층 및 배리어층의 열 팽창 계수 차이에 따른 균열(Crack)을 방지 하기 위해 채택한 구성으로써, 상기 목적을 달성할 수 있도록 하는 공지의 형성 방법 및 재료가 본 출원에서 제한 없이 채택될 수 있다.
예를 들면, 버퍼층은 Al 등의 금속, SiOx, SiOxNv, SiNx, AlOx, ZnSnOx, ITO, ZnO, IZO, ZnS, MgO 또는 SnOx등의 무기 소재, 폴리이미드, 플루오렌 고리를 가지는 카도계 수지(caldo resin), 우레탄, 에폭시드, 폴리에스테르, 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리에틸렌이민, 폴리비닐알코올, 폴리아미드, 폴리티올, 폴리((메타)아크릴레이트) 또는 유기 실리콘 등과 같은 유기 소재 등을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 버퍼층은, 지르코늄, 티탄 또는 세륨 등의 금속의 알콕시드 또는 아실레이트(acylate) 등의 화합물을 카복실기 또는 히드록시기 등의 극성기를 가지는 바인더와 배합한 소재를 사용하여 형성할 수도 있다.
하나의 예시에서, 버퍼층은 열 또는 자외선 경화 가능한 라디칼 중합성 화합물로부터 형성된 중합체, 예를 들면 아크릴 중합체를 포함할 수 있다.
상기 아크릴 중합체는, 예를 들면 아크릴레이트 단위를 포함할 수 있다. 상기 아크릴레이트는, 예를 들면, 알킬 (메타)아크릴레이트일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 알킬 (메타)아크릴레이트는 탄소수가 1 내지 20인 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트일 수 있으며, 그 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 트리데실 (메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트, 옥타데실 (메타)아크릴레이트 또는 이소보닐 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
아크릴 중합체는, 또한, 가교성 관능기를 가지는 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다.
상기 가교성 관능기는, 가교제에 의해 아크릴 중합체에 가교반응을 유도할 수 있는 것이면 제한 없이 이용가능 할 수 있으며, 예를 들면 히드록시기, 카르복시기, 이소시아네이트기, 글리시딜기, 에폭시기 또는 아민기 등일 수 있다.
상기 아크릴 중합체는, 유리전이온도의 조절이나 가교 효율 등의 조절을 위하여 필요하다면 임의의 기타 단량체의 중합 단위를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 단량체의 종류나 그 비율은 특별히 제한되지 않고, 공지의 성분 중에서 적절하게 선택될 수 있다. 다른 임의의 단량체의 예를 들면 (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, N-메틸 (메타)아크릴아미드, N,N-디메틸 (메타)아크릴아미드, N-부톡시 메틸 (메타)아크릴아미드, N-비닐피롤리돈 또는 N-비닐 카프로락탐 등과 같은 질소 함유 단량체; 알콕시 알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 알콕시 디알킬렌글리콜 (메타)아크릴레이트 또는 알콕시 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트 등과 같은 알킬렌옥시드기 함유 단량체; 또는 스티렌 또는 메틸 스티렌과 같은 스티렌계 단량체 등이 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
버퍼층에 포함되어 있는 아크릴 중합체는 가교제에 의해 가교되어 있는 것일 수 있다. 가교제로는, 예를 들면 다관능성 가교제를 이용할 수 있다.
본 출원에서 용어 「다관능성 가교제」는, 상기 아크릴 중합체의 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 한 분자 내에 2개 이상 포함하는 2관능 이상의 다관능 화합물, 예를 들면, 관능기를 한 분자 내에 2 내지 6개 포함하는 다관능 화합물을 의미할 수 있다. 상기 한 분자 내에 포함되어 있는 2개 이상의 관능기는 동일하거나 서로 다른 종의 관능기일 수 있다.
본 출원에서 다관능성 가교제로는, 전술한 아크릴 중합체에 포함되어 있는 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기로서, 카르복시기, 산 무수물기, 비닐에테르기, 아민기, 카르보닐기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리디닐기, 카르보디이미드기 또는 옥사졸린기 등의 관능기를 1종 이상, 예를 들면, 1 내지 2종을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
버퍼층은 열 팽창 계수(CTE)가 50ppm/℃ 내지 200ppm/℃의 범위를 가지는 것일 수 있다. 상기 범위내에서, 기재층 및 배리어층의 열 팽창 계수 차이 에 따른 균열(Crack) 등을 방지할 수 있다.
버퍼층의 두께는 배리어 필름의 박형화 등을 고려하여 적절한 범위가 채택될 수 있으며, 예를 들면 버퍼층의 두께는 0.1㎛ 내지 100㎛ 의 범위 내에 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 다른 예시에서 상기 버퍼층의 두께는, 예를 들면 0.1㎛ 내지 100㎛ 또는 1㎛ 내지 90㎛, 10㎛ 내지 80㎛ 또는 20㎛ 내지 70㎛의 범위 내에 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원은 또한 상기 배리어 필름의 제조방법에 관한 것이다. 본 출원의 배리어 필름의 제조방법은 기재층 상에 폴리실라잔 화합물을 포함하는 조성물을 도포한 후, 경화하여 배리어층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 배리어층의 제조방법에 사용되는 폴리실라잔 화합물에 관한 사항은 전술한 배리어 필름에 관한 부분에서 설명한 것과 동일하므로, 생략하기로 한다.
본 출원의 기재층 상에 배리어성층을 형성하는 단계는, 예를 들면 기재층 상에 폴리실라잔 화합물을 포함하는 조성물을 습식 도포(wet coating) 한 후, 경화 하는 것을 포함할 수 있다.
상기 배리어층을 형성하는 조성물은, 산화제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 산화제에 관한 사항은 전술한 배리어 필름에 관한 부분에서 설명한 것과 동일하므로, 생략하기로 한다.
상기 배리어층을 형성하는 조성물은 용매를 추가로 포함할 수 있다. 상기 용매로는, 수분을 함유 하기 어려운 유기용매를 이용하는 것이 바람직하며, 그 구체적은 종류는, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜타놀, 헥사놀, 메틸 셀로솔브, 부틸 셀로솔브, 프로필렌 글리콜, 디에틸렌 글리콜, 또는 카르비놀 등의 알콜성 용매가 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
기재층 상에 배리어층 형성용 조성물을 도포하는 방법은, 공지의 모든 습식 도포(Wet coating) 방법이 이용될 수 있으며, 예를 들면 잉크젯 법, 스핀 코트법, 캐스팅법, 마이크로 그라비어 코트법, 그라비어 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 딥코터법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 마이크로 콘택트 푸딩 팅법 또는 다이 코트법과 같은 각종 도포 방법을 들 수 있고, 본 출원은 이들 중 1종 또는 복수의 방법을 조합할 수도 있다.
본 출원에 따른 배리어 필름의 제조방법은, 전술한 배리어층 형성용 조성물을 기재층 상에 도포한 이후에, 경화하는 공정을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 경화하는 공정은, 도포된 배리어층 형성용 조성물에 포함되어 있는 폴리 실라잔 화합물을 산화시키는 것을 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로 폴리 실라잔 화합물에 포함되어 있는 Si-N을 Si-O로 전환시켜 세라믹화 하는 것을 포함할 수 있다. 상기 경화는, 예를 들면 광 또는 플라즈마를 이용하여 수행하는 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 경화는 광 조사, 예를 들면 자외선을 조사함으로써, 수행되는 것일 수 있다. 상기 자외선은, 예를 들면 2000Å 미만의 진공 자외선을 이용하여 수행하는 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 경화는 플라즈마 처리, 예를 들면 상압 또는 진공 플라즈마 처리를 수행하는 것일 수 있다.
진공 플라스마를 이용하는 처리의 경우, 질소 가스, 산소 가스, 또는 이들의 혼합 가스를 20Pa 내지 50Pa정도의 진공도에 유지된 밀폐계 내에 공지의 전극 혹은 도파관을 배치해, 직류, 교류, 라디오파 혹은 마이크로파 등의 전력을 전극 혹은 도파관을 통하여 인가함으로써 임의의 플라스마를 발생 시키는 공정을 포함할 수 있다. 플라즈마 처리를 수행함에 있어서, 처리 출력, 처리시간 또는 처리 온도 등은 공지이다.
본 출원의 배리어 필름의 제조방법은, 배리어층이 형성된 면의 반대면에 아크릴레이트 및 평균 입경이 0.3μm 내지 50μm의 범위 내인 입자를 포함하는 조성물을 도포한 후 경화하여 안티블로킹층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 조성물에 포함되는 아크릴레이트에 관한 사항은 본 출원의 배리어 필름에 관한 부분에서 설명한 것과 동일하므로, 생략하기로 한다.
상기 조성물을 도포하는 방법은, 공지의 모든 습식 도포(Wet coating) 방법이 이용될 수 있으며, 예를 들면 잉크젯 법, 스핀 코트법, 캐스팅법, 마이크로 그라비어 코트법, 그라비어 코트법, 바 코트법, 롤 코트법, 와이어 바 코트법, 딥코터법, 스프레이 코트법, 스크린 인쇄법, 플렉소 인쇄법, 오프셋 인쇄법, 마이크로 콘택트 푸딩팅법 또는 다이 코트법과 같은 각종 도포 방법을 들 수 있고, 본 출원은 이들 중 1종 또는 복수의 방법을 조합할 수도 있다.
본 출원에 따른 배리어 필름의 제조방법은, 전술한 안티블로킹층 형성용 조성물을 기재층 상에 도포한 이후에, 경화하는 공정을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 경화하는 공정은, 도포된 안티블로킹층 형성용 조성물에 포함되어 있는 아크릴레이트의 라디칼 중합을 개시하여, 중합반응을 진행하는 것을 포함할 수 있다. 상기 경화는, 예를 들면, 광 또는 열을 이용하여 수행하는 것일 수 있다.
하나의 예시에서, 경화는 광 조사, 예를 들면 자외선을 조사함으로써, 수행되는 것일 수 있다. 상기 자외선은, 예를 들면 2000Å 미만의 진공 자외선을 이용하여 수행하는 것일 수 있다.
본 출원에 따른 배리어 필름의 제조방법은 또한, 배리어층을 형성하기 위한 조성물의 도포 공정 전에, 기재층 상에 열 팽창 계수가 50ppm/℃ 내지 200ppm/℃의 범위 내에 있는 버퍼층을 형성하는 단계를 더 포함 할 수 있다.
상기 버퍼층을 형성하는 재료는, 전술한 배리어 필름에서 언급한 것을 제한 없이 이용할 수 있다. 또한, 버퍼층을 형성하는 방법은, 예를 들면, 기재층 상에 버퍼층 형성재료를 공지의 습식 또는 건식 도포 방법을 이용하여 도포함으로써, 형성할 수 있다.
본 출원은 또한 조명 장치에 대한 것이다. 예시적인 조명 장치는, 광원과 상기 배리어 필름을 포함할 수 있다. 하나의 예시에서 상기 조명 장치에서의 광원과 배리어 필름은, 상기 광원에서 조사된 광이 상기 배리어 필름으로 입사할 수 있도록 배치될 수 있다. 본 출원의 배리어 필름은 수분차단성 뿐만 아니라 광투과도 및 헤이즈 등의 광학적 특성이 우수하므로, 광원으로 유입되는 수분을 효과적으로 차단하는 한편 광원으로부터 출사된 광을 외부로 전달하는 역할을 수행할 수 있다.
본 출원의 조명 장치에 포함되는 광원의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 광의 종류를 고려하여 적절한 종류가 선택될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 광원은 청색 광원이고, 예를 들면, 420nm 내지 490 nm의 범위 내의 파장의 광을 방출할 수 있는 광원일 수 있다.
또한, 본 출원은 상기와 같은 배리어 필름을 포함하는 조명 장치 및 그 용도에 관한 것일 수 있다.
배리어 필름을 포함하는 조명 장치의 구성 및 구조는, 예를 들면, 광원 및 상기 배리어 필름을 포함하고, 상기 광원과 배리어 필름은, 상기 광원에서 조사된 광이 상기 배리어 필름으로 입사할 수 있도록 배치될 수 있는 등 공지의 모든 구성 및 구조가 제한 없이 이용될 수 있다.
구체적으로, 도 3 및 4에 도시된 구조 등이 배리어 필름을 포함하는 조명 장치의 구조일 수 있다.
도 3에서는 광원(500)이 배리어 필름(1)의 하부에 배치되어 있고, 이에 따라 상부 방향으로 광원(500)으로부터 조사된 광은 상기 배리어 필름(1)으로 입사될 수 있다.
도 4는, 광원(500)이 배리어 필름(1)의 측면에 배치된 경우이다. 필수적인 것은 아니지만, 상기와 같이 광원(500)이 배리어 필름(1)의 측면에 배치되는 경우에는, 도광판(Light Guiding Plate)(700)이나 반사판(600)과 같이 광원(500)으로부터의 광이 보다 효율적으로 배리어 필름(300)에 입사될 수 있도록 하는 다른 수단이 포함될 수도 있다.
도 3 및 4에 나타난 예시는 본 출원의 조명 장치의 하나의 예시이며, 이 외에도 조명 장치는 공지된 다양한 형태를 가질 수 있고, 이를 위해 공지의 다양한 구성을 추가로 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 출원의 조명 장치는 다양한 용도에 사용될 수 있다.
상기 조명 장치의 용도는, 예를 들면, 컴퓨터, 모바일폰, 스마트폰, 개인 휴대정보 단말기(PDA), 게이밍 장치, 전자 리딩 (reading) 장치 또는 디지털 카메라 등과 같은 디스플레이 장치의 BLU(Backlight Unit), 실내 또는 실외 조명, 무대 조명, 장식 조명, 액센트 조명 또는 박물관 조명 등 등에 사용될 수 있고, 이 외에도 원예학이나, 생물학에서 필요한 특별한 파장 조명 등에 사용될 수 있으나, 상기 조명 장치가 적용될 수 있는 용도가 상기에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 조명 장치가 적용될 수 있는 대표적인 용도에는 디스플레이 장치가 있다. 예를 들면, 상기 조명 장치는 LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이 장치의 BLU(Backlight Unit)로서 사용될 수 있다.
본 출원은 배리어 필름 및 그 제조방법을 제공한다. 상기 배리어 필름은, 폴리실라잔 배리어층을 포함하는 구조로서, 소위 롤투롤 공정 등에서 탁월한 주행성을 나타낼 수 있고, 권출 및/또는 권취 과정 등에서도 배리어층의 성능이 유지 또는 개선될 수 있다.
도 1 내지 2는 예시적인 배리어 필름의 구조를 보여준다.
도 3 내지 4는 예시적인 조명 장치의 구조를 보여준다.
이하 본 출원의 배리어 필름 등을 실시예를 통하여 설명하나, 본 출원의 배리어 필름 등의 범위가 하기 실시예로 제한되는 것은 아니다.
시험예 1. 수분투과도의 측정
하기 실시예 또는 비교예의 배리어 필름의 수분투과도는 30℃의 온도 및 100%의 상대 습도 하에서 AQUATRAN2 장비(MOCON社)를 이용하여 측정하였다. 측정결과는 하기 표 1에 나타내었다.
시험예 2. 표면 거칠기의 측정
하기 실시예 또는 비교예의 배리어 필름의 안티블로킹층의 표면 거칠기는 Nano view E1000 장비(Nanosystem社)를 사용하여 측정하였다. 안티블로킹층 표면의 임의의 0.310mm×0.232mm 면적의 영역에 대하여 표면 거칠기를 측정하였다. 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
시험예 3. 마찰계수의 측정
하기 실시예 또는 비교예의 배리어 필름의 안티블로킹층의 마찰계수는 FP-2260 장비(Thwing-Albert Instrument Company)를 이용하여 측정하였다. 200g 무게의 슬레드(sled)를 사용하여 SUS(stainless steel) 표면과 안티블로킹층의 마찰계수를 측정하였다. 정지마찰계수는 길이 8cm 영역에 대해서 18 cm/min의 측정 속도로 측정하였고, 운동 마찰계수는 5cm의 영역에서 18cm/min의 측정 속도로 측정하였다.
실시예 1.
배리어층의 제조
폴리실라잔을 디부틸 에터(dibutyl ether)에 용해시킨 코팅액을 바 코트법에 의해 두께가 50μm인 PET(Poly(ethylene terephthalate)) 필름(T600E50, Mitsubishi社)에 도포하고, 얻어진 도막을 70℃에서 1분간 및 130℃에서 2분간 유지하여 두께 약 300 nm인 폴리실라잔층을 형성하였다.
안티블로킹층의 제조
펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA, pentaerythritol triacrylate, 3관능, 분자량: 약 298.291 g/mol) 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA, dipentaerythritol hexaacrylate, 6관능, 분자량: 약 524 g/mol)를 약 8:2의 중량 비율(PETA:DPHA)로 용매(propylene glycol monomethyl ether)에 용해시켰다. 상기에 PETA 및 DPHA 합계 중량 100 중량부 대비 4 중량부의 중합 개시제(Irgacure 127, Ciba社) 및 0.4 중량부의 입자(평균 입경(D50 입경): 5μm, GB05S, Aica Kogyo社)를 첨가하여 코팅액을 조제하였다. 상기 일면에 폴리실라잔층이 형성된 PET 필름의 폴리실라잔층이 형성되지 않은 면에 상기 코팅액을 바 코트법에 의해 도포하고, 얻어진 도막을 100℃에서 2분간 유지한 후에 자외선 조사를 통해 경화시켜서 두께가 1μm 정도인 안티블로킹층을 형성하였다.
블로킹 테스트
상기 제조된 적층체(폴리실라잔층/PET 필름/안티블로킹층) 2개를 각각 20 cm 및 30 cm의 크기로 재단하였다. 이어서 하나의 적층체의 안티블로킹층과 다른 적층체의 폴리실라잔층을 서로 접촉시키고, 20kg의 하중을 24시간 동안 인가하였다.
배리어 필름의 제작
상기 블로킹 테스트 후에 폴리실라잔의 경화에 통상 적용되는 진공 플라즈마 경화 방식으로 폴리실라잔층을 경화시켜서 배리어 필름을 제조하였다.
실시예 2. 배리어 필름의 제조
안티블로킹층을 형성하는 코팅액의 조제 시에 평균 입경(D50 입경)이 5μm인 입자 대신 평균 입경(D50 입경)이 20μm인 입자(MX-2000, Soken社)를 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.
비교예 1. 배리어 필름의 제조
안티블로킹층을 형성하는 코팅액의 조제 시에 평균 입경(D50 입경)이 5μm인 입자 대신 평균 입경(D50 입경)이 0.05μm인 입자 및 0.1μm인 입자를 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.
비교예 2. 배리어 필름의 제조
안티블로킹층을 형성하는 코팅액의 조제 시에 평균 입경(D50 입경)이 5μm인 입자 대신 평균 입경(D50 입경)이 0.1μm인 입자를 적용한 것을 제외하고, 실시예 1과 동일하게 배리어 필름을 제조하였다.
수분투과도(10-3g/m2·day) Ra(μm) Rt(μm) 정지마찰계수 운동마찰계수
실시예1 0.05 이하 0.14 3.14 0.24 0.25
실시예2 0.05 이하 0.34 5.13 0.23 0.23
비교예1 1.11 0.009 0.43 0.27 0.25
비교예2 0.57 0.012 0.74 0.28 0.29

Claims (15)

  1. 배리어층, 안티블로킹층 및 상기 배리어층과 안티블로킹층 사이에 기능성층을 포함하고,
    상기 배리어층은 폴리실라잔 배리어층이며,
    상기 안티블로킹층은 아크릴레이트 단위 및 평균 입경이 0.3μm 내지 50μm의 범위 내인 입자를 포함하는 배리어 필름.
  2. 제 1 항에 있어서, 기능성층은 기재층 및 버퍼층 중 하나 이상인 배리어 필름.
  3. 제 1 항에 있어서, 배리어층은 하기 화학식 1로 표시되는 단위를 포함하는 배리어 필름:
    [화학식 1]
    Figure PCTKR2019005003-appb-I000002
    화학식 1에서, R1, R2　및 R3는 각각 독립적으로 수소, 알킬기, 알케닐기, 아릴기 또는 알콕시기고, n은 임의의 수이다.
  4. 제 1 항에 있어서, 배리어층은 두께가 10nm 내지 500nm의 범위 내인 배리어 필름.
  5. 제 1 항에 있어서, 아크릴레이트 단위는 다관능성 아크릴레이트 단위인 배리어 필름.
  6. 제 1 항에 있어서, 아크릴레이트 단위는 4관능 이하의 다관능성 아크릴레이트 단위 및 4관능 초과의 다관능성 아크릴레이트 단위를 포함하는 배리어 필름.
  7. 제 6 항에 있어서, 입자를 제외한 안티블로킹층의 총 중량 대비 4관능 이하의 다관능성 아크릴레이트 단위의 중량 비율이 60 중량% 이상인 배리어 필름.
  8. 제 7 항에 있어서, 안티블로킹층은, 4관능 이하의 다관능성 아크릴레이트 단위 100 중량부 대비 1 내지 50 중량부의 4관능 초과의 다관능성 아크릴레이트 단위를 포함하는 배리어 필름.
  9. 제 1 항에 있어서, 입자의 평균 입경(A)과 안티블로킹층의 두께(B)의 비율(A/B)이 1.5 내지 50의 범위 내인 배리어 필름.
  10. 제 1 항에 있어서, 안티블로킹층의 표면은 산술 평균 거칠기(Ra)가 50nm 내지 500nm의 범위 내이고, 거칠기 곡선의 최대 단면 높이(Rt)가 1μm 내지 10μm의 범위 내인 배리어 필름.
  11. 제 1 항에 있어서, 안티블로킹층의 표면은 정지 마찰계수가 0.15 내지 0.5의 범위 내인 배리어 필름.
  12. 제 1 항에 있어서, 안티블로킹층의 표면은 운동 마찰계수가 0.15 내지 0.5의 범위 내인 배리어 필름.
  13. 제 1 항에 있어서, 안티블로킹층은 두께가 0.1μm 내지 100μm인 배리어 필름.
  14. 광원 및 제 1 항의 배리어 필름을 포함하는 조명 장치.
  15. 제 14 항의 조명 장치를 포함하는 디스플레이 장치.
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