KR101111927B1 - 가스배리어 필름 및 그를 사용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자 - Google Patents
가스배리어 필름 및 그를 사용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자 Download PDFInfo
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Abstract
초고가스배리어 성능을 갖는 가스배리어 필름 및 상기 가스배리어 필름을 사용한 내구성이 우수하고 플렉시블한 유기 EL 소자의 제공.
열가소성 지지체상에 하나 이상의 무기물로 이루어지는 배리어층과, 하나 이상의 유기층으로 이루어지는 교대 적층체와, 하나 이상의 물흡수층을 갖고, 상기 적층체의 수증기 투과율이 25℃ 75%RH 에서 0.005g/㎡ㆍday 이하가 된다.
가스배리어 필름
Description
도 1 은 실시예 1 의 롤 투 롤 방식 스퍼터링 장치의 개략 설명도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
1 : 스퍼터링 장치 2 : 진공조
3 : 드럼 4 : 송출 롤
5 : 권취 롤 6 : 플라스틱 필름
7 : 가이드 롤 8 : 가이드 롤
9 : 배기구 10 : 진공펌프
11 : 방전전원 12 : 캐소드
13 : 제어기 14 : 가스유량 조정 유닛
15 : 반응가스 배관
본 발명은 우수한 가스배리어 성능을 갖는 가스배리어 필름 및 그 가스배리어 필름을 사용한 유기 일렉트로 루미네선스 소자 (이하 「유기 EL 소자」라 함) 에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 각종 디바이스의 기판으로서 또 는 기판을 피복하기에 알맞은 매우 우수한 가스배리어 성능을 갖는 가스배리어 필름 및 그 가스배리어 필름을 사용한 내구성 및 플렉시블성이 우수한 유기 EL 소자에 관한 것이다.
플라스틱 기판이나 필름의 표면에 산화알루미늄, 산화마그네슘, 산화규소 등의 금속산화물의 박막을 형성한 가스배리어 필름은, 현재 수증기나 산소 등의 각종 가스의 차단을 필요로 하는 물품의 포장, 식품이나 공업용품 및 의약품 등의 변질을 방지하기 위한 포장용도로 널리 사용되고 있다. 또한, 포장용도 이외에도 액정표시소자, 태양 전지, 일렉트로 루미네선스(EL) 기판 등으로 사용되고 있다.
최근 액정표시소자, EL 소자 등에 대한 응용이 진행되고 있는 투명기재에 대해서는, 경량화, 대형화라는 요구에 더하여 장기신뢰성이나 형상의 자유도가 높을 것이나 곡면표시가 가능할 것 등의 고도한 요구가 있다. 이러한 요구에 대하여, 무겁고 깨지기 쉽고 대면적화가 곤란하던 유리기판에 대체하는 투명 플라스틱 필름 기재의 채용이 검토되고 있다. 투명 플라스틱 필름은, 상기 요구에 부응할 수 있는 데다가 롤 투 롤 방식에 의해 유리보다도 생산성이 좋아, 비용 저감을 꾀할 수 있다는 장점이 있다. 그러나, 투명 플라스틱 등의 필름 기재는 유리에 대하여 가스배리어성이 떨어진다는 문제가 있다. 가스배리어성이 떨어지는 기재를 사용하면, 수증기나 공기가 침투하여 예를 들어 액정셀 내의 액정을 열화시켜 표시결함이 되어 표시품위를 열화시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 종래 필름기판 상에 금속 산화물 박막을 형성한 가스배리어성 필름 기재가 알려져 있다.
포장재나 액정표시소자에 사용되는 가스배리어성 필름으로는, 플라스틱 필름 상에 산화규소를 증착한 것 (일본 특허공보 소53-12953호) 이나 산화알루미늄을 증착한 것 (예를 들어 특허문헌 1 참조) 이 알려져 있고, 모두 1g/㎡/day 정도의 수증기 투과율을 갖는다. 그러나 액정 디스플레이의 대형화, 고정세 디스플레이 등의 개발에 의해, 최근에는 필름기판에 대한 가스배리어 성능은 수증기 투과율로 0.1g/㎡/day 정도까지 요구되고 있다.
또, 아주 최근에는 한층 더 가스배리어성이 요구되는 유기 EL 디스플레이나 고정체 컬러 액정 디스플레이 등의 개발이 진행되어, 여기에 사용할 수 있는 투명성을 유지하고, 또한 고배리어성, 특히 수증기 투과율로 0.1g/㎡/day 미만의 성능을 갖는 기재가 요구되게 되어 왔다. 이 요구에 부응하기 위해, 보다 높은 배리어 성능을 기대할 수 있는 수단으로서 저압조건 하에서 글로 방전시켜 발생하는 플라즈마를 사용하여 박막을 형성시키는 스퍼터링법이나 CVD 법에 의한 막형성방법이 검토되고 있다. 그리고, 유기층/무기층의 교대 적층 구조를 갖는 배리어막을 진공증착법에 의해 제작하는 기술이 특허문헌 2 및 비특허문헌 1 에 제안되어 있다.
그러나, 상기 특허문헌 2 및 비특허문헌 1 에 기재된 박막형성법에서는 고온의 증기로서 분출되는 유기물이 필름 상에 응집하여 박막을 형성하기 때문에 일시적으로 필름이 가열되어 부분적인 변형이 발생하고, 그 결과 그 후의 적층공정이 불균일해져 충분한 배리어능을 얻을 수 없다는 문제가 있었다. 그리고, 이들 방법을 사용하더라도 경시적 변화에 의해 소자 내로 극미량의 물이 침입되는 것을 저지할 수 없어, 외부환경의 영향을 받기 쉬운 유기 EL 소자의 장수명화를 저지하 는 주된 요인으로 되어 있었다.
이와 같이, 전부터 종래의 유리보다 대폭적인 경량화를 도모할 수 있는 플라스틱 기판을 사용한, 유기 EL 소자의 내구성과 경량화를 양립시키는 기술의 개발이 요망되고 있었지만, 아직 해결되지는 않았다.
[특허문헌 1] 일본 공개특허공보 소58-217344호 (특허청구범위, 실시예 1)
[특허문헌 2] 미국특허 제6,413,645호 B1 공보 (클레임, 도 1)
[비특허문헌 1] Thin Solid Film 290-291페이지 (1996)
본 발명은 상기 종래 기술의 과제를 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은, 유기 EL 소자 등 화상표시소자에 응용할 수 있는 우수한 가스배리어 성능을 갖는 가스배리어 필름을 제공하는 것에 있다.
또한 본 발명의 또 다른 목적은, 본 발명의 가스배리어 필름을 기판으로서 사용한, 우수한 내구성을 갖는 유기 EL 소자를 제공하는 것에 있다.
본 발명자는 상기 과제를 해결할 목적으로, 가스배리어 성능, 특히 수증기 투과율이 매우 작은 가스배리어 필름의 개발을 예의 검토하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
즉 본 발명의 목적은, 이하의 구성을 갖는 가스배리어 필름 및 유기 EL 소자에 의해 달성된다.
(1) 열가소성 지지체 상에 1층 이상의 무기물로 이루어지는 배리어층 및 1층 이상의 유기층을 교대로 갖는 적층체와, 1층 이상의 물흡수층을 갖고, 상기 적층체의 수증기 투과율이 25℃ 75%RH 에서 0.005g/㎡ㆍday 이하인 것을 특징으로 하는 가스배리어 필름.
(2) 상기 물흡수층이 구(球) 상당 직경 1～100㎚ 의 CaO, SrO, BaO 및 MgO 입자에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 금속 화합물로 이루어지는 층인 (1) 에 기재된 가스배리어 필름.
(3) 상기 물흡수층의 물흡수 후 두께 변화가 3㎚ 이하인 (1) 또는 (2) 에 기재된 가스배리어 필름.
(4) 상기 유기층이, 유기-무기 하이브리드층 또는 옥세탄기를 갖는 모노머를 개환중합시켜 형성된 층인 (1)～(3) 중 어느 하나에 기재된 가스배리어 필름.
(5) 상기 열가소성 지지체를 형성하는 폴리머의 유리전이온도가 250℃ 이상인 (1)～(4) 중 어느 하나에 기재된 가스배리어 필름.
(6) (1)～(5) 중 어느 하나에 기재된 가스배리어 필름을 기판으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 EL 소자.
(발명의 효과)
본 발명의 가스배리어 필름은, 배리어층 및 유기층을 교대로 갖는 적층체와 물흡수층을 갖기 때문에, 본 발명에 의하면 각종 디바이스의 기판으로서 또는 기판을 피복하기에 알맞은 매우 우수한 가스배리어 성능을 갖는 가스배리어 필름을 제공할 수 있다.
본 발명의 유기 EL 소자는, 상기 본 발명의 가스배리어 필름을 기판으로 사 용하기 때문에, 고습도의 환경 하에서도 소자 내부로 수분이 침입하는 것을 효과적으로 방지할 수 있어, 내구성 및 플렉시블성이 우수한 유기 EL 소자를 제공할 수 있다.
(발명을 실시하기 위한 최선의 형태)
이하에 본 발명의 가스배리어 필름 및 그 필름을 사용한 유기 EL 소자에 대하여 상세하게 설명한다.
또, 본 명세서에서 「～」는 그 전후에 기재되는 수치를 하한치 및 상한치로서 포함하는 의미로 사용된다.
[가스배리어 필름]
<열가소성 지지체>
본 발명의 가스배리어 필름에서 사용되는 열가소성 지지체 (이하 「지지체」 라 함) 는, 필름으로 성형한 경우 그 위에 적층체를 유지할 수 있으면 특별히 제한되지 않으며, 가스배리어 필름용 기재로서 사용할 수 있는 재료를 적절히 선택할 수 있다. 그러한 재료로는, 예를 들어 메타크릴 수지, 메타크릴산-말레산 공중합체, 폴리스티렌, 투명 불소 수지, 폴리이미드 수지, 불소화 폴리이미드 수지, 폴리아미드 수지, 폴리아미드이미드 수지, 폴리에테르이미드 수지, 셀룰로스아실레이트 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에테르에테르케톤 수지, 폴리카보네이트 수지, 지환식 폴리올레핀 수지, 폴리알릴레이트 수지, 폴리에테르술폰 수지, 폴리술폰 수지, 시클로올레핀 코폴리머, 플루오렌환 변성 폴리카보네이트 수지, 지환 변성 폴리카보네이트 수지, 아크릴로일 화합물 등의 열가소성 수지를 들 수 있다.
지지체를 형성하는 폴리머는, 내열성의 관점에서 유리전이온도 (이하 「Tg」라 함) 가 250℃ 이상인 것이 바람직하고, 300℃ 이상인 것이 보다 바람직하고, 350℃ 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또, 상기 폴리머의 Tg 의 상한은 특별히 제한되지 않지만, 폴리머 합성, 재료의 입수 용이성 등을 고려하면 700℃ 이하인 것이 적당하고, 650℃ 이하인 것이 바람직하다.
지지체에서 사용되는 Tg 250℃ 이상의 폴리머의 바람직한 예로서, 하기 일반식 (1) 로 표시되는 스피로 구조를 갖는 폴리머 또는 하기 일반식 (2) 로 표시되는 카도 구조를 갖는 폴리머를 들 수 있다. 이들 폴리머는, 고내열성, 고탄성률, 고인장파괴응력을 갖는 화합물이며, 제조 프로세스에서 여러 가지의 가열조작이 요구되며, 게다가 굴곡시키더라도 파괴되기 어려운 성능이 요구되는 유기 EL 소자 등의 지지체 재료로서 바람직하다.
[일반식 1]
일반식 (1) 중 환 α는 단환식 또는 다환식 환을 나타내고, 2개의 환은 스피로 결합에 의해 결합되어 있다.
[일반식 2]
일반식 (2) 중 환 β 및 환 γ는 단환식 또는 다환식 환을 나타내고, 2개의 환 γ는 각각 동일해도 되고 상이해도 되며, 환 β 위의 하나의 4급 탄소에 연결되어 있다.
일반식 (1) 로 표시되는 스피로 구조를 갖는 수지의 바람직한 예로서, 하기 일반식 (3) 으로 표시되는 스피로 비인단 구조를 반복 단위 중에 포함하는 폴리머, 하기 일반식 (4) 로 표시되는 스피로 비크로만 구조를 반복 단위 중에 포함하는 폴리머, 하기 일반식 (5) 로 표시되는 스피로 비벤조푸란 구조를 반복 단위 중에 포함하는 폴리머를 들 수 있다.
또, 일반식 (2) 로 표시되는 카도 구조를 갖는 수지의 바람직한 예로서, 하기 일반식 (6) 으로 표시되는 플루오렌 구조를 반복 단위 중에 포함하는 폴리머를 들 수 있다.
[일반식 3]
일반식 (3) 중 R31, R32, R33 은 각각 독립하여 수소원자 또는 치환기를 나타내고, 각각이 연결되어 환을 형성해도 된다. m 및 n 은 1～3 의 정수를 나타낸다. 바람직한 치환기의 예는 할로겐원자, 알킬기 또는 아릴기이다. R31, R32 의 보다 바람직한 예는 수소원자, 메틸기 또는 페닐기이고, R33 의 보다 바람직한 예는 수소원자, 염소원자, 브롬원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기 또는 페닐기 이다.
[일반식 4]
일반식 (4) 중 R41, R42 는 각각 독립하여 수소원자 또는 치환기를 나타내고, 각각이 연결되어 환을 형성해도 된다. m 및 n 은 1～3 의 정수를 나타낸다. 바람직한 치환기의 예는 할로겐원자, 알킬기 또는 아릴기이다. R41 의 보다 바람직한 예는 수소원자, 메틸기 또는 페닐기이고, R42 의 보다 바람직한 예는 수소원자, 염소원자, 브롬원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기 또는 페닐기이다.
[일반식 5]
일반식 (5) 중 R51, R52 는 각각 독립하여 수소원자 또는 치환기를 나타내고, 각각이 연결되어 환을 형성해도 된다. m 및 n 은 1～3 의 정수를 나타낸다. 바람직한 치환기의 예는 할로겐원자, 알킬기 또는 아릴기이다. R51 의 보다 바람직한 예는 수소원자, 메틸기 또는 페닐기이고, R52 의 보다 바람직한 예는 수소원 자, 염소원자, 브롬원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기 또는 페닐기이다.
[일반식 6]
일반식 (6) 중 R61, R62 는 각각 독립하여 수소원자 또는 치환기를 나타내고, 각각이 연결되어 환을 형성해도 된다. j 및 k 는 1～4 의 정수를 나타낸다. 바람직한 치환기의 예는 할로겐원자, 알킬기 또는 아릴기이다. R61 및 R62 의 보다 바람직한 예는 수소원자, 염소원자, 브롬원자, 메틸기, 이소프로필기, t-부틸기 또는 페닐기이다.
일반식 (3)～(6) 으로 표시되는 구조를 반복 단위 중에 포함하는 폴리머는, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리아미드, 폴리이미드, 폴리우레탄 등 여러 가지의 결합방식으로 연결된 폴리머이어도 되지만, 일반식 (3)～(6) 으로 표시되는 구조를 갖는 비스페놀 화합물에서 유도되는 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄이 광학투명성의 관점에서 바람직하다. 또한 그 중에서도 내열성의 관점에서는 특히 방향족 폴리에스테르가 바람직하다.
이하에 일반식 (1) 및 일반식 (2) 로 표시되는 구조를 갖는 폴리머의 바람직한 구체예를 드는데, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 상기 일반식 (1) 및 일반식 (2) 로 표시되는 구조를 갖는 폴리머는 단독으로 사용해도 되고, 복수 종 혼합하여 사용해도 된다. 또, 호모폴리머이어도 되고, 복수 종 구조를 조합한 코폴리머이어도 된다. 코폴리머로 하는 경우, 일반식 (1) 또는 (2) 로 표시되는 구조를 반복 단위 중에 포함하지 않는 공지된 반복 단위를 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 공중합해도 된다. 또, 호모폴리머로서 사용하는 것보다도 코폴리머로 한 것이 용해성, 투명성의 관점에서 개량되는 경우가 많아, 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 일반식 (1) 및 일반식 (2) 로 표시되는 구조를 갖는 폴리머의 바람직한 분자량은 질량 평균 분자량으로 1～50만, 보다 바람직하게는 2～30만, 특히 바람직하게는 3～20만이다. 분자량이 1만 이상이면 용이하게 필름을 성형할 수 있어, 양호한 역학특성이 얻어진다. 한편, 분자량이 50만 이하이면 합성상 분자량의 컨트롤이 쉽고 또한 적절한 용액의 점도가 얻어져, 취급이 용이하다. 또, 분자량은 대응하는 점도를 기준으로 할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 지지체에서 사용되는 재료는 상기 수지 및 폴리머 외에 내용제성, 내열성 등이 우수한 경화성 수지 (가교 수지) 를 사용할 수 있다. 경화성 수지는, 열경화성 수지 및 방사선 경화 수지 모두 사용할 수 있고, 그것은 공지된 것을 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 열경화성 수지의 예로는, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르 수지, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 디알릴프탈레이트 수지, 푸란 수지, 비스말레이미드 수지, 시아네이트 수지 등을 들 수 있다.
그 외에 상기 경화성 수지의 가교방법은 공유결합을 형성하는 반응이면 특별히 제한없이 사용할 수 있고, 폴리알콜 화합물과 폴리이소시아네이트 화합물을 사용하고 우레탄 결합을 형성하는 실온에서 반응이 진행되는 계도 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 단, 이러한 계는 제막 전의 포트라이프가 문제가 되는 경우가 많아, 통상 제막 직전에 폴리이소시아네이트 화합물을 첨가하는 2액 혼합형으로서 사용된다. 한편 1액형으로 사용하는 경우, 가교반응에 관계하는 관능기를 보호해 두는 것이 효과적이며, 블록타입 경화제로서 시판도 되고 있다.
시판되고 있는 블록타입 경화제로서, 미쓰이다케다케미컬(주) 제조 B-882N, 니혼폴리우레탄고교(주) 제조 콜로네이트 2513 (이상 블록폴리이소시아네이트), 미쓰이사이텍(주) 제조 사이멜 303 (메틸화 멜라민 수지) 등이 알려져 있다. 또, 에폭시 수지의 경화제로서 사용할 수 있는 폴리카르복실산을 보호한 하기 B-1 와 같은 블록화 카르복실산도 알려져 있다.
방사선 경화 수지로는, 라디칼 경화성 수지와 양이온 경화성 수지로 크게 나뉜다. 라디칼 경화성 수지의 경화성 성분으로는 분자 내에 복수 개의 라디칼 중합성기를 갖는 화합물이 사용되고, 대표적인 예로서 분자 내에 2～6개의 아크릴산에스테르기를 갖는 다관능 아크릴레이트 모노머라 불리는 화합물이나 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르알릴레이트, 에폭시아크릴레이트라 불리는 분자 내에 복수 개의 아크릴산에스테르기를 갖는 화합물이 사용된다.
라디칼 경화성 수지의 대표적인 경화방법으로서, 전자선을 조사하는 방법, 자외선을 조사하는 방법을 들 수 있다. 통상 자외선을 조사하는 방법에서는 자외선 조사에 의해 라디칼을 발생하는 중합개시제를 첨가한다. 또, 가열에 의해 라디칼을 발생하는 중합개시제를 첨가하면, 열경화성 수지로서 사용할 수도 있다.
양이온 경화성 수지의 경화성 성분으로는 분자 내에 복수개의 양이온 중합성기를 갖는 화합물이 사용되고, 대표적인 경화방법으로서 자외선의 조사에 의해 산을 발생하는 광산 발생제를 첨가하고, 자외선을 조사하여 경화하는 방법을 들 수 있다. 양이온 중합성 화합물의 예로는, 에폭시기 등의 개환 중합성기를 포함하는 화합물이나 비닐에테르기를 포함하는 화합물을 들 수 있다.
본 발명에서 사용되는 지지체에 있어서, 상기 서술한 열경화성 수지 또는 방사선 경화 수지의 각각에서 종류가 다른 수지를 선택하여 혼합해 사용해도 되고, 열경화성 수지와 방사선 경화 수지를 병용해도 된다. 또, 경화성 수지 (가교성수지) 와 가교성기를 갖지 않는 폴리머와 혼합하여 사용해도 된다.
본 발명에서 사용되는 지지체에 있어서, 상기 경화성 수지 (가교성 수지) 를 혼합한 경우, 기재의 내용제성, 내열성, 광학특성 및 강인성이 얻어지기 때문에 바람직하다. 또한, 지지체에서 사용되는 수지에는 가교성기를 도입하는 것도 가능하고, 폴리머 주쇄 말단, 폴리머 측쇄, 폴리머 주쇄 중 어느 한 부위에 가교성기를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 상기한 범용 가교성 수지를 병용하지 않고 지지체를 제작해도 된다.
본 발명의 가스배리어 필름을 액정표시 용도 등으로 사용하는 경우, 광학적 균일성을 달성하기 위해, 사용되는 폴리머는 비정성 폴리머인 것이 바람직하다. 또한, 리터데이션 (Re) 및 그 파장분산을 제어할 목적으로, 고유 복굴절의 부호가 다른 폴리머를 조합하거나 파장분산이 큰 (또는 작은) 수지를 조합하거나 할 수도 있다.
본 발명에 있어서, 지지체는 리타데이션 (Re) 을 제어하거나 가스투과성이나 역학특성을 개량하거나 할 목적으로 이종 수지의 적층 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 이종 수지의 바람직한 조합은 특별히 제한되지 않으며, 상기 서술한 모든 수지를 병용할 수 있다.
본 발명에서 사용되는 지지체는, 필요에 따라 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 가소제, 염안료, 대전방지제, 자외선흡수제, 산화방지제, 무기미립자, 박리촉진제, 레벨링제, 무기 층상 규산염 화합물 및 윤활제 등의 수지개질제를 첨가해도 된다.
본 발명에서 사용되는 지지체는 연신되어 있어도 된다. 연신에 의해 내절강도 등 기계적 강도가 개선되어 취급성이 향상하는 이점이 있다. 특히 연신방향의 오리엔테이션 릴리즈 스트레스 (ASTM D1504, 이하 「ORS」라 함) 가 0.3～3GPa 인 것은 기계적 강도가 개선되어 있기 때문에 바람직하다. ORS 는 연신필름 또는 연신시트에 내재하는, 연신에 의해 생긴 내부 응력이다.
연신방법은 공지된 방법을 사용할 수 있고, 예를 들어 수지의 Tg 보다 10℃ 높은 온도에서 50℃ 높은 온도 사이의 온도에서 롤 일축 연신법, 텐터 일축 연신법, 동시 이축 연신법, 축차 이축 연신법, 인플레이션법에 의해 연신할 수 있다. 연신배율은 1.1～3.5배인 것이 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 지지체의 두께는 특별히 한정되지 않지만 30～700㎛ 인 것이 바람직하고, 40～200㎛ 인 것이 보다 바람직하고, 50～150㎛ 인 것이 더욱 바람직하다. 또 헤이즈는 3% 이하인 것이 바람직하고, 2% 이하인 것이 보다 바람직하고, 1% 이하인 것이 더욱 바람직하다. 또, 전체 광투과율은 70% 이상인 것이 바람직하고, 80% 이상인 것이 보다 바람직하고, 90% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서의 지지체는 몇 가지 수법을 사용하여 제작할 수 있다. 구체적으로는, 수지를 용매에 용해시킨 후 도포ㆍ건조시켜 지지체를 제작하는 수법, 폴리머를 용융시킨 상태로 혼련한 후 용융압출기로 필름화함으로써 지지체를 제작하는 수법 등이다. 이 때, 얻어진 지지체의 양단을 트리밍하고 널링(knurling) 가공할 수 있다. 지지체 제작시에 사용하는 용매나 유연, 건조 등의 조건은 공지된 조건을 사용할 수 있다.
<배리어층>
본 발명의 가스배리어 필름에 있어서, 배리어층 재료는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 Si, Al, In, Sn, Zn, Ti, Cu, Ce, Ta 등에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 산화물, 질화물 또는 산화질화물 등의 무기물을 사용할 수 있다.
배리어층은 원하는 박막을 형성할 수 있는 방법이라면 어떠한 방법으로도 형성해도 되지만, 스퍼터링법, 진공증착법, 이온플레이팅, 플라즈마 CVD 법 등이 적합하고, 특허 제3400324호, 일본 공개특허공보 2002-322561호, 일본 공개특허공보 2002-361774호의 각 공보에 기재되어 있는 방법으로 막형성하는 것이 바람직하다.
배리어층의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 너무 두꺼우면 굽힘 응력에 의한 크랙의 우려가 있고, 지나치게 얇으면 막이 섬모양으로 분포되기 때문에, 모두 수증기 배리어성이 나빠지는 경향이 있다. 이러한 관점에서, 배리어층의 두께는 5～1000㎚ 의 범위인 것이 바람직하고, 10～1000㎚ 인 것이 더욱 바람직하고, 10～200㎚ 인 것이 가장 바람직하다.
배리어층이 2층 이상 형성되어 있는 경우의 각 무기층은, 각각이 동일한 조성으로 이루어지는 층이어도 되고 별도의 조성으로 이루어지는 층이어도 된다.
수증기 배리어성과 고투명성을 양립시키기 위해, 배리어층으로서 규소산화물이나 규소산화질화물로 이루어지는 금속 화합물 박막을 사용하는 것이 바람직하다. 규소산화물은 SiOx 라 표기되며, 예를 들어 무기물층으로서 SiOx 를 사용하는 경우에, 양호한 수증기 배리어성과 높은 광선투과율을 양립시키기 위해 1.6＜x＜1.9 로 하는 것이 바람직하다. 규소산화질화물은 SiOxNy 라 표기되지만, 이 x 와 y 의 비율은 밀착성 향상을 중시하는 경우, 산소가 많은 막으로 하여 1＜x＜2, 0＜y＜1 로 하는 것이 바람직하고, 수증기 배리어성 향상을 중시하는 경우, 질소가 많은 막으로 하여 0＜x＜0.8, 0.8＜y＜1.3 으로 하는 것이 바람직하다.
<유기층>
본 발명의 가스배리어 필름은, 상기 배리어층의 취성 및 배리어성을 향상시키기 위해 이것과 인접하여 유기층을 갖는다. 유기층으로는, (1) 졸겔법을 사용하여 제작한 무기산화물층을 이용하는 방법, (2) 유기물을 도포 또는 증착으로 적층한 후, 자외선 또는 전자선으로 경화시키는 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 또, 상기 (1) 및 (2) 의 방법을 조합하여 사용해도 되고, 예를 들어 수지필름 상에 상기 (1) 의 방법으로 제 1 유기층을 형성한 후 배리어층을 제작하고, 다시 그 위에 상기 (2) 의 방법으로 제 2 유기층을 형성해도 된다.
(1) 졸겔법
본 발명에서의 졸겔법에서는, 바람직하게는 용액 중 또는 도막 중에서 금속 알콕시드를 가수분해, 축중합시켜 치밀한 박막을 얻는다. 이 때, 수지를 병용여, 유기-무기 하이브리드 재료로 해도 된다.
금속 알콕시드로는, 알콕시실란 및/또는 알콕시실란 이외의 금속 알콕시드를 사용할 수 있다. 알콕시실란 이외의 금속 알콕시드로는 지르코늄알콕시드, 티탄알콕시드, 알루미늄알콕시드 등을 사용하는 것이 바람직하다.
졸겔 반응시에 병용하는 폴리머로는 수소결합형성기를 갖고 있는 것이 바람직하다. 수소결합형성기를 갖는 수지의 예로는, 히드록실기를 갖는 폴리머와 그 유도체 (폴리비닐알코올, 폴리비닐아세탈, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 페놀 수지, 메틸올멜라민 등과 그 유도체)；카르복실기를 갖는 폴리머와 그 유도체 (폴리(메트)아크릴산, 무수말레산, 이타콘산 등의 중합성 불포화산의 단위를 포함하는 단독 또는 공중합체와, 이들 폴리머의 에스테르화물 (아세트산비닐 등의 비닐에스테르, 메타크릴산메틸 등의 (메트)아크릴산에스테르 등의 단위를 포함하는 단독 또는 공중합체) 등)；에테르 결합을 갖는 폴리머 (폴리알킬렌옥사이드, 폴리옥시알킬렌글리콜, 폴리비닐에테르, 규소 수지 등)；아미드 결합을 갖는 폴리머 (＞N(COR)-결합 (식 중 R 은 수소원자, 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 치환기를 갖고 있어도 되는 아릴기를 나타낸다) 을 갖는 폴리옥사졸린이나 폴리알킬렌이민의 N-아실화물)；＞NC(O)-결합을 갖는 폴리비닐피롤리돈과 그 유도체；우레탄 결합을 갖는 폴리우레탄；우레아 결합을 갖는 폴리머 등을 들 수 있다.
또, 졸겔 반응시에 모노머를 병용하고, 졸겔 반응시 또는 그 후에 중합시켜 유기-무기 하이브리드 재료를 제작할 수도 있다.
졸겔 반응시에는 물 및 유기용매 속에서 금속 알콕시드를 가수분해 및 축중합시키는데, 이 때 촉매를 사용하는 것이 바람직하다. 가수분해의 촉매로는 일반적으로 산 (유기 또는 무기산) 이 사용된다.
산의 사용량은, 금속 알콕시드 (알콕시실란 및 다른 금속 알콕시드를 함유하는 경우에는 알콕시실란＋다른 금속 알콕시드) 1몰당 0.0001～0.05몰이고, 바람직하게는 0.001～0.01몰이다.
가수분해후, 무기염기나 아민 등의 염기성 화합물을 첨가하여 용액의 pH 를 중성 부근으로 해 축중합을 촉진시켜도 된다. 또, 중심 금속에 Al, Ti, Zr 를 갖는 금속 킬레이트 화합물, 주석의 화합물 등의 유기금속 화합물, 유기산의 알칼리금속염 등의 금속염류 등 다른 졸겔 촉매 화합물도 병용할 수 있다.
졸겔 촉매 화합물의 조성물 중 비율은, 졸액의 원료인 알콕시실란에 대하여 0.01～50질량%, 바람직하게는 0.1～50질량%, 더욱 바람직하게는 0.5～10질량% 이다.
다음에, 졸겔 반응에 사용되는 용매에 대하여 서술한다. 용매는 졸액 중의 각 성분을 균일하게 혼합시켜 본 발명 조성물의 고형분을 조제하는 동시에 여러 가지 도포방법에 적용할 수 있도록 하여, 조성물의 분산안정성 및 보존안정성을 향상시키는 것이다. 이들 용매는 상기 목적을 수행할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 이들 용매의 바람직한 예로서, 예를 들어 물 및 물과 혼화성이 높은 유기용매를 들 수 있다.
졸겔 반응의 속도를 조절할 목적으로, 다좌 배위 가능한 유기 화합물을 첨가하여 금속 알콕시드를 안정화해도 된다. 그 예로는, β-디케톤 및/또는 β-케토에스테르류, 알칸올아민을 들 수 있다. 이 β-디케톤류 및/또는 β-케토에스테르류의 구체예로는, 아세틸아세톤, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 아 세토아세트산-n-프로필, 아세토아세트산-i-프로필, 아세토아세트산-n-부틸, 아세토아세트산-sec-부틸, 아세토아세트산-tert-부틸, 2,4-헥산디온, 2,4-헵탄디온, 3,5-헵탄디온, 2,4-옥탄디온, 2,4-노난디온, 5-메틸헥산디온 등을 들 수 있다. 이들 중에서 아세토아세트산에틸 및 아세틸아세톤이 바람직하고, 특히 아세틸아세톤이 바람직하다. 이들 β-디케톤류 및/또는 β-케토에스테르류는 1종 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
이들 다좌 배위 가능한 화합물은 졸겔 촉매로서 상기 금속 킬레이트 화합물을 사용한 경우, 그 반응속도를 조절할 목적으로도 사용할 수 있다.
다음에 졸겔 반응 조성물을 도포하는 방법에 대하여 서술한다. 졸액은 커튼플로코트, 딥코트, 스핀코트, 롤코트 등의 도포법에 의해 투명필름 상에 박막을 형성할 수 있다. 이 경우, 가수분해의 타이밍은 제조공정 중 어느 때라도 상관없다. 예를 들어, 미리 필요한 조성의 액을 가수분해 부분축합하여 원하는 졸액을 조제하고 그것을 도포-건조시키는 방법, 필요한 조성의 액을 조제하여 도포와 동시에 가수분해 부분축합시키면서 건조시키는 방법, 도포-1차 건조후, 가수분해에 필요한 물 함유액을 겹쳐 도포하여 가수분해시키는 방법 등을 바람직하게 채용할 수 있다. 또한, 도포방법으로는 여러 가지 형태를 이용할 수 있지만, 생산성을 중시하는 경우에는 다단의 토출구를 갖는 슬라이드 기서 위에서 하층 도포액과 상층 도포액 각각이 필요한 도포량이 되도록 토출유량을 조정하고, 형성한 다층류를 연속적으로 지지체에 올려 건조시키는 방법 (동시 중층법) 이 바람직하게 사용된다.
상기 건조시의 건조온도는 150～350℃, 바람직하게는 150～250℃, 더욱 바람직하게는 150～200℃ 이다.
도포, 건조후의 유기층을 더욱 치밀하게 하기 위해 에너지선을 조사해도 된다. 그 조사선종에 특별히 제한되지 않지만, 지지체의 변형이나 변성에 대한 영향을 감안하여 자외선, 전자선 또는 마이크로파의 조사를 특히 바람직하게 사용할 수 있다. 조사강도는 30～500mJ/㎠ 이고, 특히 바람직하게는 50～400mJ/㎠ 이다. 조사온도는 실온에서 지지체의 변형온도 사이의 온도를 제한없이 채용할 수 있고, 바람직하게는 30～150℃ 이며, 특히 바람직하게는 50～130℃ 이다.
(2) 유기물을 도포 또는 증착으로 적층한 후, 자외선 또는 전자선으로 경화시키는 방법
모노머를 가교시켜 얻어진 고분자를 주성분으로 하여 형성한 유기층을 사용하는 경우에 대하여 설명한다. 모노머로는, 자외선 또는 전자선으로 가교할 수 있는 기를 함유하고 있으면 특별히 한정되지 않지만, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기, 옥세탄기를 갖는 모노머를 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 에폭시(메트)아크릴레이트, 우레탄(메트)아크릴레이트, 이소시아누르산(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판(메트)아크릴레이트, 에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리에스테르(메트)아크릴레이트 등 중에서 2관능 이상의 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 갖는 모노머를 가교시켜 얻어지는 고분자를 주성분으로 하는 것이 바람직하다. 이들 2관능 이상의 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 갖는 모노머는 두 가지 이상을 혼합하여 사용해도 되고, 또한 1관능의 (메트)아크릴레이트를 혼합하여 사용해도 된다.
또한, 옥세탄기를 갖는 모노머로는 일본 공개특허공보 2002-356607호에 기재되어 있는 하기 일반식 (Ⅰ)～(Ⅳ) 에 기재되어 있는 구조를 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 이들을 임의로 혼합해도 된다.
[일반식 Ⅰ]
일반식 (Ⅰ) 중 R1～R4 는 독립하여 수소원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄화수소기를 나타내고, R1 및 R3 이 결합하고, 이들의 기가 결합하는 탄소원자와 함께 고리형 지방족기 (바람직하게는 시클로헥산환 또는 시클로펜탄환) 를 형성해도 된다. 탄화수소기로는, 탄소수 1～36 의 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 탄소수 1～24 의 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기로는 페닐기 및 나프틸기가 바람직하다. 이들 탄화수소기의 치환기로는, 양이온 중합을 저해하지 않는 한 임의의 치환기가 허용되며, 양이온 중합에 악영향을 미치지 않는 치환기가 바람직하다. 상기 알킬기의 치환기로는, 탄소수 1～12 의 알콕시기, 탄소수 2～12 의 아실옥시기, 탄소수 2～12 의 알콕시카르보닐기, 페닐기, 벤질기, 벤조일기, 벤조일옥시기, 할로겐원자, 시아노기, 니트로기, 페닐티오기, 히드록시기 및 트리에톡시실릴기를 예시할 수 있다. 상기 아릴기의 치환기로는, 탄소수 1～12 의 알킬기, 탄소수 1～12 의 알콕시기, 탄소수 2～12 의 아실옥시기, 알콕시 카르보닐기, 페닐기, 벤질기, 벤조일기, 벤조일옥시기, 할로겐원자, 시아노기, 니트로기, 페닐티오기, 히드록시기 및 트리에톡시실릴기를 예시할 수 있다.
[일반식 Ⅱ]
일반식 (Ⅱ) 중 R1～R6 은 수소원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄화수소기를 나타낸다. 탄화수소기로는, 탄소수 1～36 의 알킬기 또는 아릴기가 바람직하고, 탄소수 1～24 의 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기로는 페닐기 및 나프틸기가 바람직하다. 이 탄화수소기의 치환기로는, 양이온 중합을 저해하지 않는 한 임의의 치환기가 허용되고, 양이온 중합에 악영향을 미치지 않는 치환기가 바람직하다. 이 탄화수소기에 허용되는 치환기군은, 일반식 (Ⅰ) 에서의 R1～R4 가 알킬기 또는 아릴기인 경우에 각각 예시한 치환기군과 동일하다.
[일반식 Ⅲ]
일반식 (Ⅲ) 중 R1～R8 은 수소원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄화수소기를 나타낸다. 탄화수소기로는, 탄소수 1～36 의 알킬기 또는 아릴기가 바 람직하고, 탄소수 1～24 의 알킬기 또는 아릴기가 보다 바람직하고, 아릴기로는 페닐기 및 나프틸기가 바람직하다. 이 탄화수소기의 치환기로는, 양이온 중합을 저해하지 않는 한 임의의 치환기가 허용되고, 양이온 중합에 악영향을 미치지 않는 치환기가 바람직하다. 이 탄화수소기에 허용되는 치환기군은, 일반식 (Ⅱ) 에서의 R1～R4 가 알킬기 또는 아릴기인 경우에 각각 예시한 치환기군과 동일하다.
[일반식 Ⅳ]
일반식 (Ⅳ) 중 R7, R8 및 R10 은 수소원자 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 탄소수 1～10 의 알킬기를 나타내고, R9 는 탄소수 4～24 의 직쇄상 또는 분지상의 알킬기를 나타내고, X 는 산소원자를 나타낸다. R9 로는 탄소수가 4～24 인 치환기를 가질 수 있는 알킬기가 바람직하고, 탄소수 6～16 의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기가 바람직하다. 이 알킬기에 허용되는 치환기군은, 후술하는 식 (4) 에서의 R1～R4 가 알킬기를 나타내는 경우에 이 알킬기에 대하여 예시한 치환기군과 동일하다.
일반식 (Ⅳ) 로 나타내는 구체적인 화합물예로서, R7＝R8＝H, R10＝에틸기, R9＝2-에틸헥실기, X＝산소원자인 OXT-212 및 하기 일반식 (Ⅴ) 로 나타내는 OXR-12 (도아고세이(주) 제조) 등을 들 수 있다.
[일반식 Ⅴ]
전자선 또는 자외선의 조사강도 및 조사온도는 특별히 제한되지 않지만, 상기 (1) 의 방법에서 서술한 조사강도 및 조사온도를 채용하는 것이 바람직하다.
또, 디스플레이 용도에 요구되는 내열성, 내용제성의 관점에서, 모노머는 특히 가교도가 높고 Tg 가 200℃ 이상인 이소시아누르산아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트 또는 우레탄아크릴레이트를 주성분으로 하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 가스배리어 필름에 있어서 유기층의 두께는 특별히 제한되지 않지만 10～5000㎚ 인 것이 바람직하고, 10～2000㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 유기층의 두께가 10㎚ 이상이면 균일한 두께의 유기층을 형성할 수 있고, 무기층의 구조 결함을 효율적으로 유기층으로 메울 수 있어 가스배리어성을 향상시킬 수 있다. 또한 유기층의 두께가 5000㎚ 이하이면 굽힘 등의 외력에 의해 유기층이 크랙을 발생하는 일도 적어, 양호한 가스배리어성을 유지할 수 있다.
본 발명의 가스배리어 필름에 있어서, 유기층을 형성하는 방법으로는 도포에 의한 방법, 진공막형성법 등을 들 수 있다. 진공막형성법으로는 특별히 제한되지 않지만, 증착, 플라즈마 CVD 등의 막형성 방법이 바람직하고, 유기물질 모노머의 막형성 속도를 제어하기 쉬운 저항가열 증착법이 보다 바람직하다. 본 발명의 유기물질 모노머의 가교방법에 대해서는 전혀 제한되지 않지만, 활성에너지선 조사에 의한 전자선이나 자외선 등에 의한 가교가 진공조 내에 용이하게 부착되는 점이나 가교반응에 의한 고분자량화가 신속한 점에서 바람직하다.
유기층을 도포방식으로 작성하는 경우에는, 지금까지 사용되고 있는 여러 가지 도포방법, 예를 들어 롤코트, 그라비아코트, 나이프코트, 딥코트, 커튼플로코트, 스프레이코트, 바코트 등의 방법을 사용할 수 있다.
본 발명의 가스배리어 필름은, 적어도 1층의 배리어층과 적어도 1층의 유기층을 교대로 갖는 적층체이고, 적층체는 지지체의 편면에 형성되어 있어도 되고 양면에 형성되어 있어도 된다. 또 적층체에 인접하여 다시 적층체를 반복 적층시켜도 된다. 이러한 반복 단위를 형성하는 경우, 5단위 이하, 바람직하게는 2단위 이하로 하는 것이 가스배리어성과 제조효율 등의 관점에서 바람직하다. 또한 반복 단위를 형성하는 경우는 각각의 무기층, 각각의 유기층은 동일한 조성이어도 되고, 다른 조성이어도 된다.
본 발명에 있어서, 상기 적층체의 수증기 투과율은 25℃ 75%RH 에서 0.005g/㎡ㆍday 이하인 것이 바람직하다. 또한, 25℃ 75%RH 에서 측정한 산소투과도는 0.005㎖/㎡ㆍdayㆍatm 이하인 것이 바람직하다. 가스배리어 성능이 상기 범위내이면, 유기 EL 소자에 사용한 경우 수증기 및 산소에 의한 EL 소자의 열화를 실질적으로 없앨 수 있기 때문에 바람직하다. 또, 수증기 투과율은 MOCON사 제조 수증기 투과율 측정기 PERMATRAN 으로 측정할 수 있다.
<물흡수층>
본 발명의 가스배리어 필름은, 상기 적층체 이외에 적어도 1층의 물흡수층을 갖는다. 본 발명의 가스배리어 필름은 물흡수층을 형성하고 있기 때문에 외부 환경 중에 존재하는 수분을 물흡수층으로 흡수시킬 수 있고, 그 결과 지지체 내부로 수분이 침입하는 것을 막을 수 있다.
물흡수층을 형성하는 물흡수제는, 알칼리 토금속을 중심으로 물흡수 기능을 갖는 화합물에서 적절히 선택할 수 있다. 물흡수제는, 예를 들어 BaO, SrO, CaO 및 MgO 에서 선택되는 적어도 1종인 것이 바람직하다. 또한, 물흡수제는 Ti, Mg, Ba, Ca 와 같은 금속원소에서 선택할 수도 있다.
물흡수제의 입자사이즈는 구 상당 직경으로 1～100㎚ 인 것이 바람직하고, 1～50㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 1～10㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 물흡수제의 입자사이즈가 구 상당 직경으로 1～100㎚ 이면, 투명성을 유지할 수 있고 또한 단위중량당 흡수량이 증가하기 때문에 바람직하다.
또, 여기에서 말하는 「구 상당 직경」이란, 물흡수제의 입자사이즈를 그것과 부피가 같은 구로 환산하였을 때의 구의 직경을 의미한다.
물흡수층은 상기 서술한 배리어층과 마찬가지로 진공하 증착법 등을 사용하여 제작해도 되며, 나노입자를 각종 방법으로 제작해도 된다.
물흡수층의 두께는 물흡수제의 구 상당 직경 이상이면 특별히 제한되지 않지만 1～100㎚ 인 것이 바람직하고, 1～50㎚ 인 것이 보다 바람직하고, 1～10㎚ 인 것이 더욱 바람직하다. 물흡수층의 두께가 1～100㎚ 이면 투명성을 유지할 수 있고, 또한 단위중량당 흡수량이 증가하기 때문에 바람직하다.
물흡수층은 물을 흡수한 전후의 두께 변화가 작은 것이 바람직하다. 물 흡수층의 흡수후 두께 변화는 3㎚ 이하인 것이 바람직하고, 2㎚ 이하인 것이 바람직하고, 1㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다. 두께 변화가 3㎚ 이하이면, 예를 들어 유기 EL 소자 등에 사용한 경우 쇼트의 원인이 되지 않기 때문에 바람직하다.
물흡수층의 흡수후 두께 변화는 비접촉형 막두께계 (DEKTEK (ULVAC사 제조) 에 의해 측정할 수 있다.
물흡수층이 형성되는 위치는, 지지체와 적층체 (유기층＋배리어층) 사이, 적층체의 최상층, 적층체 사이, 또는 적층체 내의 유기층 또는 배리어층 속에 형성해도 된다. 한편, 배리어층에 첨가하는 경우에는 공증착법을 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가스배리어 필름은, 지지체와 적층체 또는 지지체와 배리어층 또는 지지체와 유기층 사이에 공지된 프라이머층과 무기 박막층을 설치할 수 있다.
본 발명의 가스배리어 필름은, 프라이머층으로는 예를 들어 아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 실리콘 수지 등을 사용할 수 있지만, 프라이머층으로서 유기 무기 하이브리드층을, 무기 박막층으로서 무기 증착층 또는 졸겔법에 의한 치밀한 무기 코팅 박막을 형성하는 것이 바람직하다. 무기 증착층으로는 실리카, 지르코니아, 알루미나 등의 증착층이 바람직하다. 무기 증착층은 진공증착법, 스퍼터링법 등에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 가스배리어 필름은, 적층체상 또는 최외층에 여러 가지 기능층을 형성해도 된다. 이러한 기능층의 예로는, 반사방지층, 편광층, 컬러필터, 자외선흡수층, 광취출효율향상층 등의 광학기능층이나, 하드코트층, 응력완화층 등의 역학적 기능층, 대전방지층ㆍ도전층 등의 전기적 기능층, 방담층, 방오층, 피(被)인쇄층 등을 들 수 있다.
본 발명의 가스배리어 필름으로 형성할 수 있는 투명도전층은 공지된 금속막, 금속산화물막을 적용할 수 있지만, 그 중에서도 투명성, 도전성, 기계적 특성의 점에서 금속산화물막인 것이 바람직하다. 예를 들어, 불순물로서 주석, 텔루르, 카드뮴, 몰리브덴, 텅스텐, 불소 등을 첨가한 산화인듐, 산화카드뮴 및 산화주석, 불순물로서 알루미늄을 첨가한 산화아연, 산화티탄 등의 금속산화물막을 들 수 있다. 그 중에서도 산화주석을 2～15질량% 함유한 산화인듐 (ITO) 의 박막이 투명성, 도전성의 점에서 우수하여 바람직하게 사용된다. 투명도전층의 형성방법으로는, 진공증착법, 스퍼터링법, 이온 빔 스퍼터링법 등의 방법을 들 수 있다.
투명도전층의 막두께는 15～300㎚ 인 것이 바람직하다. 막두께가 15㎚ 이상이면 연속한 막이 되어, 충분한 도전성이 얻어진다. 한편, 막두께가 300㎚ 이하이면 양호한 투명성을 유지할 수 있고, 또한 내굴곡성도 양호하다.
투명도전층은, 최외층이면 기재필름측 또는 가스배리어코트층 (유기층＋무기층) 측 어느 쪽에든 형성해도 되지만, 기재필름에 포함되는 미량의 수분의 침입을 막는 의미로 가스배리어코트층 측에 설치하는 것이 바람직하다.
본 발명의 가스배리어 필름은, 추가로 적층체 상에 무기 박막층, 계속하여 상기 서술한 졸겔법에 의한 가스배리어코트층 또는 결함보충층을 1회씩 이상 반복 적층해도 된다.
적층체와 인접하여 결함보상층으로는, 예를 들어 (1) 미국특허 제6171663호 명세서, 일본 공개특허공보 2003-94572호의 기재와 같이 졸겔법을 사용하여 제작한 무기 산화물층, (2) 미국특허 제6413645호 명세서, 제64163645호 명세서에 기재된 유기물층을 사용할 수 있다.
이들 결함보상층은, 진공 하에서 증착후, 자외선 또는 전자선으로 경화시키는 방법, 또는 도포한 후 가열, 전자선, 자외선 등으로 경화시켜 제작할 수 있다. 결함보상층을 도포방식으로 제작하는 경우에는, 종래의 여러 가지 도포방법, 예를 들어 스프레이코트, 스핀코트, 바코트 등의 방법을 사용할 수 있다.
[화상표시소자]
본 발명의 가스배리어 필름의 용도는 특별히 한정되지 않지만, 광학특성과 기계특성이 우수하기 때문에 화상표시소자의 투명전극용 기판으로서 바람직하게 사용할 수 있다. 여기서 말하는 「화상표시소자」란, 원편광판ㆍ액정표시소자, 터치패널, 유기 EL 소자 등을 의미한다.
<원편광판>
본 발명의 가스배리어 필름 상에 투명도전층을 형성한 도전성 기판 (이하, 간단히 「도전성 기판」이라 함) 에 λ/4판과 편광판을 적층하여 원편광판을 제작할 수 있다. 이 경우, λ/4 의 지상축과 편광판의 흡수축이 45°가 되도록 적층한다. 이러한 편광판은, 길이방향 (MD) 에 대하여 45°방향으로 연신되어 있는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 일본 공개특허공보 2002-865554호에 기재된 것을 바람직하게 사용할 수 있다.
<액정표시소자>
반사형 액정표시장치는, 아래에서부터 순서대로 하부 기판, 반사전극, 하부 배향막, 액정층, 상부 배향막, 투명전극, 상부 기판, λ/4판, 그리고 편광막으로 이루어지는 구성이다. 본 발명의 가스배리어 필름은, 도전성 기판으로서 상기 투명전극 및 상부 기판에서 사용할 수 있다. 컬러 표시의 경우에는, 추가로 컬러필터층을 반사전극과 하부 배향막 사이, 또는 상부 배향막과 투명전극 사이에 형성하는 것이 바람직하다.
투과형 액정표시장치는, 아래에서부터 순서대로 백라이트, 편광판, λ/4판, 하부 투명전극, 하부 배향막, 액정층, 상부 배향막, 상부 투명전극, 상부 기판, λ/4판 및 편광막으로 이루어지는 구성을 갖는다. 이 중 본 발명의 가스배리어 필름은 도전성 기판으로서 상기 상부 투명전극 및 상부 기판에서 사용할 수 있다. 컬러표시의 경우에는, 추가로 컬러필터층을 하부 투명전극과 하부 배향막 사이, 또는 상부 배향막과 투명전극 사이에 형성하는 것이 바람직하다.
액정셀은 특별히 한정되지 않지만, 보다 바람직하게는 TN (Twisted Nematic) 형, STN (Super Twisted Nematic) 형 또는 HAN (Hybrid Aligned Nematic) 형, VA (Vertically Alig㎚ent) 형, ECB 형 (Electrically Controlled Birefringence), OCB 형 (Optically Compensatory Bend), CPA (Continuous Pinwheel Alig㎚ent) 형인 것이 바람직하다.
<터치패널>
터치패널은 일본 공개특허공보 평5-127822호, 일본 공개특허공보 2002-48913 호 등에 기재된 것에 응용할 수 있다.
<유기 EL 소자>
본 발명의 가스배리어 필름은 유기 EL 표시 용도로 사용할 수 있다. 유기 EL 표시소자로서의 구체적인 층구성으로는, 양극/발광층/투명음극, 양극/발광층/전자수송층/투명음극, 양극/정공수송층/발광층/전자수송층/투명음극, 양극/정공수송층/발광층/투명음극, 양극/발광층/전자수송층/전자주입층/투명음극, 양극/정공주입층/정공수송층/발광층/전자수송층/전자주입층/투명음극 등을 들 수 있다.
유기 EL 소자에 본 발명의 가스배리어 필름을 사용하는 경우에는, 일본 공개특허공보 평11-335661호, 평11-335368호, 일본 공개특허공보 2001-192651호, 2001-192652호, 2001-192653호, 2001-335776호, 2001-247859호, 2001-181616호, 2001-181617호, 일본 공개특허공보 2002-181816호, 2002-181617호, 일본 공개특허공보 2002-056976호의 각 공보에 기재된 내용 및 일본 공개특허공보 2001-148291호, 2001-221916호, 2001-231443호의 각 공보와 병용하는 것이 바람직하다.
즉, 본 발명의 가스배리어 필름은 유기 EL 소자를 형성하는 경우의 기재필름 및/또는 보호필름으로서 사용할 수 있다.
(실시예)
이하, 실시예를 들어 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하는데, 이하의 실시예에 나타내는 재료, 사용량, 비율, 처리내용, 처리순서 등은 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 한 적절히 변경할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위는 이하에 나타내는 구체예에 의해 한정적으로 해석되어야 하는 것은 아니다.
[특성치의 측정방법]
(1) 수증기 투과율
수증기 투과율을 25℃ RH 75% 에서 MOCON 법에 의해 측정하였다.
(2) 물흡수층의 물흡수후 두께 변화
물흡수층의 두께 변화는 DEKTEK (ULVAC사 제조) 에 의해 측정하였다.
(3) 유리전이온도 (Tg)
세이코(주) 제조, DSC6200 을 사용하고 DSC 법 (질소 중 승온온도 10℃/분) 에 의해 Tg 를 측정하였다. 측정은 이하의 조건으로 실시하였다.
샘플량：20㎎
승온속도：10℃/분
측정온도역：30℃～300℃
Tg 에서 비열이 불연속으로 변화하기 때문에, 저온측 베이스라인, 과도역 (저온측 베이스라인과 고온측 베이스라인에서 직선적으로 변화하는 영역), 고온측 베이스라인으로 변화하지만, 본 발명에서는 저온측 베이스라인과 과도역을 외삽하는 직선의 교점의 온도를 Tg 로 하였다.
<실시예 1>
1. 지지체의 제작
예시화합물 (Ⅰ-1) 을 15질량% 가 되도록 디클로로메탄 용액에 용해하고, 다이코팅법에 의해 스테인리스 밴드 위에 유연하였다. 이어서, 밴드 위에서 제 1 필름을 벗겨내어 잔류용매 농도가 0.08질량% 가 될 때까지 건조시킨 다음, 양단을 트리밍하여 널링 가공한 후 감아 두께 100㎛ 의 플라스틱 필름을 제작하였다. 또한, 동일한 방법으로 예시화합물을 표 1 과 같이 변경한 것 이외에는 동일한 플라스틱 필름을 제작하였다.
2. 배리어층의 제작
도 1 에 나타내는 바와 같이, 롤 투 롤 방식의 스퍼터링 장치 (1) 를 사용하였다. 이 장치는 진공조 (2) 를 갖고 있고, 그 중앙부에는 지지체 (6) 를 표면에 접촉시켜 냉각하기 위한 드럼 (3) 이 배치되어 있다. 또한, 진공조 (2) 에는 지지체 (6) 를 감기 위한 송출 롤 (4) 및 권취 롤 (5) 이 배치되어 있다. 송출 롤 (4) 에 감긴 지지체 (6) 는 가이드 롤 (7) 을 사이에 두고 드럼 (3) 에 감기며, 또한 지지체 (6) 는 가이드 롤 (8) 을 사이에 두고 롤 (5) 에 감긴다. 진공배기계로는 배기구 (9) 로부터 진공펌프 (10) 에 의해 진공조 (2) 내의 배기가 항상 이루어지고 있다. 막형성계로는 펄스전력을 인가할 수 있는 직류방식의 방전전원 (11) 에 접속된 캐소드 (12) 상에 타겟 (도시생략) 이 장착되어 있다. 이 방전전원 (11) 은 제어기 (13) 에 접속되며, 또한 이 제어기 (13) 는 진공조 (2) 로 배관 (15) 을 통하여 반응가스 도입량을 조정하면서 공급하는 가스유량 조정 유닛 (14) 에 접속되어 있다. 또한, 진공조 (2) 에는 일정 유량의 방전가스가 공급되도록 구성되어 있다 (도시생략). 이하, 구체적인 조건을 나타낸다.
타겟으로서 Si 를 세트하고, 방전전원 (11) 으로서 펄스인가 방식의 직류전원을 준비하였다. 지지체 (6) 로서 두께 100㎛ 의 PET 필름 및 상기 방법으로 제작한 필름을 준비하고, 이것을 송출 롤 (4) 에 걸어 권취 롤 (5) 까지 통과시켰 다. 스퍼터링 장치 (1) 에 기재를 준비시키고, 진공조 (2) 의 문을 닫아 진공펌프 (10) 를 기동하여 진공처리와 드럼 냉각을 개시하였다. 도달압력이 4 ×10-4Pa, 드럼온도가 5℃ 가 되었을 때 지지체 (6) 의 주행을 개시하였다. 방전가스로서 아르곤을 도입하여 방전전원 (11) 을 ON 하고, 방전전력 5kW, 막형성 압력 0.3Pa 에서 Si 타겟 상에 플라즈마를 발생시켜 3분간 프리스퍼터하였다. 그 후, 반응가스로서 산소를 도입하였다. 방전이 안정화되고 나서 아르곤 및 산소가스량을 서서히 줄여 막형성 압력을 0.1Pa 까지 내렸다. 0.1Pa 에서의 방전 안정을 확인하고 나서 일정 시간 산화규소를 막형성하였다. 막형성 종료후, 진공조 (2) 를 대기압으로 되돌려 산화규소를 막형성한 필름을 꺼내었다.
3. 적층체 필름의 제작
(1) 적층방법 A
표 1 에 나타낸 필름 상에, 일본 특허공표공보 2002-532850호에 기재된 방법에 의해 무기산화물과 상기 아크릴레이트 수지를 각 5층씩 적층시켰다.
(2) 적층방법 B
표 1 에 나타낸 지지체 상에, 상기 롤 투 롤 방식의 스퍼터링 장치 (1) 를 사용하여 배리어층을 제작하였다. 이어서, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 카프롤락톤아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜모노아크릴레이트를 질량비＝7：1.2：1.4 로 혼합한 용액에 라디칼 개시제 (이르가큐어 651：치바가이키사 제조) 를 1질량% 첨가하여 용제에 녹이고, 0.1㎜ 두께의 폴리에테르술폰의 지지체 상에 도포 건 조시킨 후, UV 조사에 의해 경화시켜 지지체 상에 두께 약 2㎛ 의 보상층 유기층을 제작하였다. 이 조작을 반복하여 교대로 5층씩 적층하였다.
(3) 적층방법 C
표 1 에 나타낸 지지체 상에, 디[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸에테르 (도아고세이 제조 OXT-221) 100부 (질량부, 이하 동일), 중합개시제로서 디페닐-4-티오페녹시술포늄헥사플루오로안티모네이트 2부를 첨가 혼합한 도포용 조성물을 지지체 상에 도포 두께 약 4㎛ 가 되도록 바코트한 기재에, 395W 의 고압수은등을 이용한 자외선 조사장치 [해리슨도시바라이팅사 제조 토스큐어 401] 를 사용하여 대기 중에서 조사강도 70mJ/㎠ 로 자외선 조사하였다. 조성물이 충분히 반응하는 조사량 (2000mJ/㎠, FT-IR 로 확인) 으로 자외선 조사하여 경화시켰다. 이 조작을 5회 반복하여 유기층 및 배리어층을 교대로 5층씩 적층하였다.
(4) 적층방법 D
표 1 에 나타낸 지지체 상에, 소아놀 D2908 (니혼고세이가가쿠고교(주) 제조, 에틸렌-비닐알코올 공중합체) 8g 을 1-프로판올 118.8g 및 물 73.2g 의 혼합용매에 80℃ 에서 용해하였다. 이 용액의 10.72g 에 2M (2N) 염산 2.4㎖ 를 첨가하여 혼합하였다. 이 용액을 교반하면서 테트라에톡시실란 1g 을 적하하여 30분간 계속 교반하였다. 이어서, 얻어진 도포액에 도포 직전에 PH 컨트롤로서 디메틸벤질아민을 첨가하고, 상기 배리어층을 형성한 필름 상에 와이어 바로 도포하였다. 그 후, 120℃ 에서 건조시킴으로써 상기 배리어층을 형성한 지지체 상에 막두께 약 1㎛ 의 졸겔층을 형성하고 이것을 5회 반복하여 배리어층 및 졸겔층 을 교대로 5층씩 적층하였다.
(5) 적층방법 E
적층방법 A 의 적층회수를 1회로 변경한 것 이외에는 적층방법 A 와 동일한 방법에 의해 무기산화물과 상기 아크릴레이트 수지를 각 1층씩 적층시켰다.
(6) 적층방법 F
적층방법 D 의 적층수를 1회로 변경한 것 이외에는 적층방법 D 와 동일한 방법에 의해 배리어층과 졸겔층을 각 1층씩 적층시켰다.
4. 물흡수층의 제작
상기 적층체 상에, 산화칼슘나노입자 (Nanophese Technologies사 제조；입경 50㎚) 를 두께 3㎚ 가 되도록 적층하였다. 또, 물흡수층은 산소분위기 하에서 Ca 를 증착함으로써 제작한 경우에도 동일한 효과가 얻어졌다.
상기 방법으로 얻어진 가스배리어 필름 1～15 의 수증기 투과율을 25℃ 75% RH 에서 MOCON 법에 의해 측정하였다. 결과를 표 1 에 나타낸다.
| 가스배리어 필름 |
지지체 | Tg (℃) |
적층방법 | 물흡수제 | 수증기 투과율 (g/㎡ㆍday) |
물흡수층의 두께변화 (㎚) |
비고 |
| 1 | PES | 220 | A | × | <0.005 | - | 비교예 1 |
| 2 | PES | 220 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 1 |
| 3 | PES | 220 | B |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 2 |
| 4 | PES | 220 | C |
 |
<0.005 | 1.2 | 본발명 3 |
| 5 | PES | 220 | A |
 |
<0.005 | 1.6 | 본발명 4 |
| 6 | I-1 | 250 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 5 |
| 7 | C-5 | 263 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 6 |
| 8 | F-3 | 258 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 7 |
| 9 | H-8 | 246 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 8 |
| 10 | FL-1 | 350 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 본발명 9 |
| 11 | FL-1 | 350 | B |
 |
<0.005 | 1.2 | 본발명 10 |
| 12 | FL-1 | 350 | C |
 |
<0.005 | 1.6 | 본발명 11 |
| 13 | FL-1 | 350 | D |
 |
<0.005 | 1.6 | 본발명 12 |
| 14 | PES | 220 | E | × | 0.46 | - | 비교예 2 |
| 15 | PES | 220 | F | × | 0.30 | - | 비교예 3 |
| 16 | PES | 220 | E |
 |
0.46 | 3.8 | 비교예 4 |
| 17 | PES | 220 | F |
 |
0.30 | 3.8 | 비교예 5 |
| 18 | PET | 90 | A |
 |
<0.005 | 2.5 | 본발명 13 |
표 1 로부터 본 발명의 가스배리어 필름 (필름 2～13 및 18) 은 모두 수증기 투과율이 0.005g/㎡ㆍday 미만이라는 초고가스배리어 성능을 나타내었다. 이로써, 본 발명의 가스배리어 필름은, 예를 들어 종래의 일본 특허공표공보 2002-532850호에 기재된 가스배리어 필름과 동일한 정도의 초고가스배리어성을 나타내는 것을 알 수 있었다.
이에 반하여, 물흡수층을 형성하지 않는 경우 (필름 1, 14 및 15), 팽창수증기 투과율은 0.005g/㎡ㆍday 를 초과하고 있기 때문에 본 발명의 가스배리어 필름과 비교하여 양호한 가스배리어 성능이 얻어지지 않는 것을 알 수 있다.
<실시예 2>
5. 유기 EL 소자의 제작
상기 필름을 진공챔버 내에 도입하고, IXO 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링에 의해 두께 0.2㎛ 의 IXO 박막으로 이루어지는 투명전극을 형성하였다. 투명전극 (IXO) 으로부터 알루미늄의 리드선을 결선하여 적층 구조체를 형성하였다.
투명전극의 표면에, 폴리에틸렌디옥시티오펜ㆍ폴리스티렌술폰산의 수성 분산액 (BAYER사 제조, Baytron P：고형분 1.3질량%) 을 스핀 코트한 후, 150℃ 에서 2시간 진공 건조시켜 두께 100㎚ 의 홀수송성 유기박막층을 형성하였다. 이것을 기판 X 라 한다.
한편, 두께 188㎛ 의 폴리에테르술폰 (스미토모베이크라이트(주) 제조 스미라이트 FS-1300) 으로 이루어지는 임시지지체의 편면 상에, 하기 조성을 갖는 발광성 유기박막층용 도포액을 스핀코터를 사용해 도포하고 실온에서 건조시킴으로써, 두께 13㎚ 의 발광성 유기박막층을 임시지지체 상에 형성하였다. 이것을 전사재료 Y 로 하였다.
폴리비닐카르바졸 (Mw＝63000, 알드리치사 제조)： 4O질량부
트리스(2-페닐피리딘)이리듐 착물(오르토메탈화 착물)： 1 질량부
디클로로에탄： 3200질량부
기판 X 의 유기박막층 상면에 전사재료 Y 의 발광성 유기박막층측을 겹치고 한 쌍의 열롤러를 사용하여 160℃, 0.3MPa, 0.05m/min 으로 가열ㆍ가압하여 임시지지체를 벗겨냄으로써 기판 X 의 상면에 발광성 유기박막층을 형성하였다. 이것을 기판 XY 로 하였다.
또, 25㎜ ×25㎜ 로 재단한 두께 50㎛ 의 폴리이미드 필름 (UPILEX-50S, 우베고산 제조) 편면 상에 패터닝한 증착용 마스크 (발광면적이 5㎜ ×5㎜ 가 되는 마스크) 를 설치하고, 약 0.1mPa 의 감압 분위기 속에서 Al 을 증착하여 막두께 0.3㎛ 의 전극을 형성하였다. Al2O3 타겟을 사용하여 DC 마그네트론 스퍼터링에 의해 Al2O3 을 Al 층과 동일한 패턴으로 증착하여 막두께 3㎚ 로 하였다. Al 전극으로부터 알루미늄의 리드선을 결선하여 적층 구조체를 형성하였다. 얻어진 적층구조체 위에 하기 조성을 갖는 전자수송성 유기박막층용 도포액을 스핀코터 도포기를 사용하여 도포하고 80℃ 에서 2시간 진공건조시킴으로써, 두께 15㎚ 의 전자수송성 유기박막층을 LiF 상에 형성하였다. 이것을 기판 Z 로 하였다.
폴리비닐부티랄 2000L (Mw＝2000, 덴키가가쿠고교사 제조)： 1O질량부
하기 구조를 갖는 전자수송성 화합물： 20질량부
1-부탄올： 3500질량부
기판 XY 와 기판 Z 를 사용하여 전극끼리 발광성 유기박막층을 사이에 두고 마주보도록 겹친 뒤, 한 쌍의 열 롤러를 사용하여 160℃, 0.3MPa, 0.05m/min 로 가열ㆍ가압하고 부착하여, 유기 EL 소자 1～18 을 얻었다.
얻어진 유기 EL 소자 1～18 을 소스 메이저 유닛 2400형 (도요테크니카(주) 제조) 을 사용해 직류전류를 유기 EL 소자에 인가하여 발광시켰더니, 각 소자는 양호하게 발광하였다.
다음에, 유기 EL 소자 1～18 을 소자 작성후 25℃ 75%RH 의 환경 하에서 1개월 방치하고 동일한 방법으로 발광시켜, 전체에서의 발광부분 면적 (비발광부분은 다크 스폿) 을 니혼폴라디지털사 제조 마이크로애널라이저를 사용하여 구하였다. 결과를 표 2 에 나타낸다.
| 소자 | 지지체 | 적층방법 | 물흡수제 | 수증기 투과율 (g/㎡ㆍday) |
물흡수층의 두께변화 (㎚) |
다크 스폿 (%) |
비고 |
| 1 | PES | A | × | <0.005 | - | 68 | 비교예 1 |
| 2 | PES | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 88 | 본발명 1 |
| 3 | PES | B |
 |
<0.005 | 1.5 | 90 | 본발명 2 |
| 4 | PES | C |
 |
<0.005 | 1.5 | 92 | 본발명 3 |
| 5 | PES | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 98 | 본발명 4 |
| 6 | I-1 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 99 | 본발명 5 |
| 7 | C-5 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 96 | 본발명 6 |
| 8 | F-3 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 95 | 본발명 7 |
| 9 | H-8 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 96 | 본발명 8 |
| 10 | FL-1 | A |
 |
<0.005 | 1.5 | 94 | 본발명 9 |
| 11 | FL-1 | B |
 |
<0.005 | 1.2 | 97 | 본발명 10 |
| 12 | FL-1 | C |
 |
<0.005 | 1.2 | 97 | 본발명 11 |
| 13 | FL-1 | D |
 |
<0.005 | 1.1 | 95 | 본발명 12 |
| 14 | PES | E | × | 0.46 | - | 0 | 비교예 2 |
| 15 | PES | F | × | 0.30 | - | 3 | 비교예 3 |
| 16 | PES | E |
 |
0.46 | 1.5 | 5 | 비교예 4 |
| 17 | PES | F |
 |
0.30 | 1.6 | 10 | 비교예 5 |
| 18 | PET | A |
 |
<0.005 | 2.8 | 78 | 본발명 13 |
표 2 로부터, 본 발명의 가스배리어 필름을 사용한 유기 EL 소자 (소자 2～13 및 18) 는 내구성이 우수하고, 고습도의 환경 하에 1개월 방치한 경우에도 양호한 발광을 나타내는 것을 알 수 있다. 이에 반하여, 물흡수층을 형성하지 않는 유기 EL 소자 (소자 1, 14 및 15) 는 모두 고습도의 환경 하에서는 내구성이 나쁘고 발광도가 저하하는 것을 알 수 있다.
(실시예 3)
물흡수층에서 사용한 산화칼슘 대신에 구 상당 직경 50㎚ 의 산화스트론튬, 산화마그네슘 및 산화바륨을 사용하고 적층방법 A 를 사용한 것 이외에는 실시예 1 과 동일한 방법에 의해 가스배리어 필름 19～21 을 형성하여 수증기 투과율 및 물흡수층의 두께 변화를 측정하였다.
이어서, 실시예 2 와 동일한 방법에 의해 유기 EL 소자 19～21 를 제작하여 다크 스폿 (%) 을 측정하였다.
필름 19～21 의 수증기 투과율은 모두 0.005g/㎡ㆍday 미만이었다. 또, 유기 EL 소자 19～21 의 물흡수층의 두께 변화는 각각 1.0㎚, 1.4㎚, 1.4㎚ 이었다. 또한, 유기 EL 소자 19～21 의 다크 스폿은 각각 92%, 94%, 94% 이었다.
본 발명의 가스배리어 필름은 우수한 가스배리어 성능을 갖기 때문에, 각종 디바이스의 기판으로서 또는 기판을 피복하기에 알맞은 재료로서 유기 EL 소자 등의 화상표시소자에서 바람직하게 사용할 수 있다.
Claims (6)
- 열가소성 지지체 상에, 1층 이상의 무기물로 이루어지는 배리어층 및 1층 이상의 유기층을 교대로 갖는 적층체와, 1층 이상의 물흡수층을 갖고, 상기 적층체의 수증기 투과율이 25℃ 75%RH 에서 0.005g/㎡ㆍday 이하이고,상기 물흡수층이 구 상당 직경 1～100㎚ 의 CaO, SrO, BaO 및 MgO 입자에서 선택되는 1종 이상으로 이루어지는 금속 화합물로 이루어지는 층이며,상기 물흡수층의 물흡수 후 두께 변화가 3㎚ 이하인 것을 특징으로 하는 가스배리어 필름.
- 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서, 상기 유기층이, 유기-무기 하이브리드층 또는 옥세탄기를 갖는 모노머를 개환중합시켜 형성된 층인 가스배리어 필름.
- 제 1 항에 있어서, 상기 열가소성 지지체를 형성하는 폴리머의 유리전이온도가 250℃ 이상인 가스배리어 필름.
- 제 1 항에 기재된 가스배리어 필름을 기판으로서 사용하는 것을 특징으로 하는 유기 일렉트로 루미네선스 소자.
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