KR102089409B1 - Barrier film - Google Patents
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Abstract
본 출원은 배리어 필름 및 그 제조 방법에 대한 것이다. 본 출원에서는 배리어성과 광학적 성능이 우수한 배리어 필름이 제공될 수 있다. 본 출원의 배리어 필름은, 식품이나, 의약품 등의 포장 재료는 물론, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 FPD(Flat Panel Display)나 태양전지용 부재, 전자 페이퍼나 OLED(Organic Light Emitting Diode)용 기판이나 밀봉 필름 등의 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있다.This application relates to a barrier film and its manufacturing method. In the present application, a barrier film having excellent barrier properties and optical performance may be provided. Barrier film of the present application, as well as packaging materials such as food and pharmaceuticals, FPD (Flat Panel Display) such as LCD (Liquid Crystal Display) or member for solar cells, electronic paper or OLED (Organic Light Emitting Diode) substrate or It can be effectively used in various applications such as sealing films.
Description
본 출원의 배리어 필름 및 그 제조 방법에 대한 것이다.The present invention relates to a barrier film and a method for manufacturing the same.
배리어 필름은 식품이나, 의약품 등의 포장 재료의 용도는 물론 LCD(Liquid Crystal Display) 등의 FPD(Flat Panel Display)나 태양전지용 부재, 전자 페이퍼나 OLED(Organic Light Emitting Diode)용 기판이나 밀봉 필름 등의 다양한 용도에 이용되고 있다.Barrier films are used for packaging materials such as food and pharmaceuticals, as well as for FPD (Flat Panel Display) such as LCD (Liquid Crystal Display) or for solar cells, substrates for electronic paper or OLED (Organic Light Emitting Diode) or sealing film It has been used for various purposes.
종래의 배리어 필름은, 일반적으로 가스 차단성의 무기 박막으로 SiOx, AlOy, SiOaNb, AlOcNd 또는 ITO(Indium Tin Oxide) 등의 금속 산화물이나 금속 산질화물을 적용하고 있다(특허문헌 1).Conventional barrier films generally employ metal oxides or metal oxynitrides such as SiOx, AlOy, SiOaNb, AlOcNd, or Indium Tin Oxide (ITO) as a gas barrier inorganic thin film (Patent Document 1).
그렇지만, 상기와 같은 배리어 필름은 수분에 취약하고, 습도에 따라서 가스 투과도가 증가하는 경향을 나타내고 있다.However, the above barrier film is vulnerable to moisture and exhibits a tendency to increase gas permeability with humidity.
본 출원은 배리어 필름을 제공한다.This application provides a barrier film.
본 출원은 배리어 필름에 대한 것이다. 본 출원에서 용어 배리어 필름은, 의도된 범위의 투습도(WVTR, Water Vapor Transmission Rate)를 가지는 필름을 의미할 수 있다. 예를 들면, 배리어 필름은, 40°C의 온도 및 90%의 상대습도에서의 투습도가 10 g/m2/day 이하 g/m2/day 이하, 8 g/m2/day 이하, 6 g/m2/day 이하, 4 g/m2/day 이하, 2 g/m2/day 이하, 1 g/m2/day 이하, 0.5 g/m2/day 이하, 0.3 g/m2/day 이하, 0.1 g/m2/day 이하, 또는 0.05 g/m2/day 이하인 층을 의미할 수 있다. 투습도는 그 수치가 낮을수록 해당 층이 우수한 배리어성을 나타내는 것을 의미하므로, 상기 투습도의 하한은 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 투습도의 하한은, 0.00005 g/m2/day 이상, 0.0005 g/m2/day 이상, 0.001 g/m2/day 이상, 0.003 g/m2/day 이상, 0.005 g/m2/day 이상, 0.01 g/m2/day 이상, 0.015 g/m2/day 이상 또는 0.02 g/m2/day 이상일 수 있다. 상기 투습도는, 예를 들면, 약 100%의 상대 습도 및 약 38℃의 온도에서 측정할 수 있다.This application relates to a barrier film. In the present application, the term barrier film may mean a film having a water vapor transmission rate (WVTR) in an intended range. For example, the barrier film has a moisture permeability of 10 g / m 2 / day or less g / m 2 / day or less, 8 g / m 2 / day or less, 6 g or less at a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%. / m 2 / day or less, 4 g / m 2 / day or less, 2 g / m 2 / day or less, 1 g / m 2 / day or less, 0.5 g / m 2 / day or less, 0.3 g / m 2 / day Hereinafter, it may mean a layer of 0.1 g / m 2 / day or less, or 0.05 g / m 2 / day or less. The lower the moisture permeability means that the layer exhibits excellent barrier properties, the lower limit of the moisture permeability is not particularly limited. In one example, the lower limit of the moisture permeability is 0.00005 g / m 2 / day or more, 0.0005 g / m 2 / day or more, 0.001 g / m 2 / day or more, 0.003 g / m 2 / day or more, 0.005 g / m 2 / day or more, 0.01 g / m 2 / day or more, 0.015 g / m 2 / day or more, or 0.02 g / m 2 / day or more. The moisture permeability can be measured, for example, at a relative humidity of about 100% and a temperature of about 38 ° C.
본 출원의 배리어 필름은, 규소 원자, 주석 원자, 산소 원자 및 질소 원자를 포함하는 다성분 금속 산질화물을 포함하는 차단층을 포함할 수 있다. 본 발명자들은 상기 성분을 적어도 동시에 포함하는 차단층은 우수한 배리어성을 나타내고, 그러한 배리어성이 습도 등 외부 환경의 영향을 받지 않고, 안정적으로 유지될 수 있는 것을 확인하였다. 하나의 예시에서 상기 차단층은, 상기 다성분 금속 산질화물을 주성분으로 포함할 수 있다. 상기에서 차단층이 상기 다성분 금속 산질화물을 주성분으로 포함한다는 것은, 차단층 내에 상기 다성분 금속 산질화물의 비율이 중량을 기준으로 55% 이상, 60% 이상, 65% 이상, 70% 이상, 75% 이상, 80% 이상, 85% 이상 또는 90% 이상인 경우를 의미할 수 있다. 상기 중량 비율은 예를 들면, 100% 이하, 99% 이하, 98% 이하, 97% 이하, 96% 이하 또는 95% 이하일 수 있다.The barrier film of the present application may include a barrier layer comprising a multi-component metal oxynitride containing silicon atom, tin atom, oxygen atom and nitrogen atom. The present inventors have confirmed that the barrier layer containing the above components at the same time exhibits excellent barrier properties, and that such barrier properties can be stably maintained without being influenced by an external environment such as humidity. In one example, the blocking layer may include the multi-component metal oxynitride as a main component. In the above, the blocking layer includes the multi-component metal oxynitride as a main component. The proportion of the multi-component metal oxynitride in the blocking layer is 55% or more, 60% or more, 65% or more, 70% or more based on weight, It may mean a case of 75% or more, 80% or more, 85% or more, or 90% or more. The weight ratio may be, for example, 100% or less, 99% or less, 98% or less, 97% or less, 96% or less, or 95% or less.
상기 다성분 금속 산질화물은, 규소 원자 5 내지 30 원자%, 주석 원자 5 내지 30 원자%, 산소 원자 30 내지 60 원자% 및 질소 원자 0.2 내지 15 원자%를 포함할 수 있다. 상기 다성분 금속 산질화물은 더 적절하게는, 상기 규소 원자를 10 내지 30 원자%, 15 내지 30 원자% 또는 20 내지 30 원자% 포함할 수 있다. 또한, 상기 다성분 금속 산질화물은, 상기 주석 원자를 적절하게는 10 내지 30 원자%, 15 내지 30 원자% 또는 20 내지 30 원자%로 포함할 수 있다. 다른 적절한 예시에서 상기 다성분 금속 산질화물은, 산소 원자를 35 내지 60 원자%, 40 내지 60 원자% 또는 40 내지 55 원자%로 포함할 수 있다. 한편, 다른 적절한 예시에서 상기 다성분 금속 산질화물은, 질소 원자를 1 내지 15 원자%, 1.5 내지 15 원자%, 1.5 내지 10 원자% 또는 1.5 내지 6 원자%로 포함할 수 있다.The multi-component metal oxynitride may include 5 to 30 atomic% silicon atom, 5 to 30 atomic% tin atom, 30 to 60 atomic% oxygen atom, and 0.2 to 15 atomic% nitrogen atom. More preferably, the multi-component metal oxynitride may include 10 to 30 atomic%, 15 to 30 atomic%, or 20 to 30 atomic% of the silicon atom. In addition, the multi-component metal oxynitride may suitably contain the tin atom in 10 to 30 atomic%, 15 to 30 atomic%, or 20 to 30 atomic%. In another suitable example, the multi-component metal oxynitride may include oxygen atoms at 35 to 60 atomic%, 40 to 60 atomic% or 40 to 55 atomic%. On the other hand, in another suitable example, the multi-component metal oxynitride may include 1 to 15 atomic%, 1.5 to 15 atomic%, 1.5 to 10 atomic%, or 1.5 to 6 atomic% nitrogen atoms.
본 발명자들은 상기 다성분 금속 산질화물이 상기 규소 원자, 주석 원자, 산소 원자 및 질소 원자를 상기 더욱 적절한 비율로 포함할수록 차단막의 성능이 보다 개선되는 것을 확인하였다.The present inventors have confirmed that the performance of the barrier film is improved as the multi-component metal oxynitride contains the silicon atom, tin atom, oxygen atom, and nitrogen atom in the more appropriate ratio.
상기와 같은 다성분 금속 산질화물을 포함하는 차단층의 두께는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 성능이나 용도를 고려하여 선택될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 차단층의 두께는 약 10 nm 내지 1,000 nm의 범위 내에서 선택될 수 있다.The thickness of the barrier layer including the multi-component metal oxynitride as described above is not particularly limited, and may be selected in consideration of desired performance or use. In one example, the thickness of the blocking layer may be selected within a range of about 10 nm to 1,000 nm.
본 출원의 배리어 필름은, 기재 필름을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 경우에 상기 차단층은 상기 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성되어 있을 수 있다.The barrier film of the present application may further include a base film. In this case, the blocking layer may be formed on one side or both sides of the base film.
상기에서 기재 필름의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름, 폴리카보네이트 필름, 폴리에틸렌나프탈레이트 필름 또는 폴리아릴레이트 필름 등의 폴리에스테르 필름, 폴리에테르설폰 필름 등의 폴리에테르 필름 필름, 사이클로올레핀폴리머 필름, 폴리에틸렌 필름 또는 폴리프로필렌 필름 등의 폴리올레핀 필름, 디아세틸셀룰로오스 필름, 트리아세틸셀룰로오스 필름 또는 아세틸셀룰로오스부틸레이트 필름 등의 셀룰로오스 수지 필름, 폴리이미드 필름, 아크릴 필름 및 에폭시 수지 필름 등이 예시될 수 있다. 본 출원에서 기재 필름은 단일층이거나 다층 구조일 수 있다. 기재 필름의 두께도 용도에 따라서 적절하게 선택될 수 있으며, 예를 들면, 2㎛ 내지 200㎛의 범위 내, 5㎛ 내지 190㎛의 범위 내, 10㎛ 내지 180㎛의 범위 내, 20㎛ 내지 180㎛의 범위 내 또는 20㎛ 내지 150㎛의 범위 내에서 선택될 수 있다.In the above, the type of the base film is not particularly limited. For example, polyethylene terephthalate (PET) films, polycarbonate films, polyester naphthalate films or polyester films such as polyarylate films, polyether film films such as polyether sulfone films, cycloolefin polymer films, polyethylene films, or Polyolefin films, such as a polypropylene film, a diacetyl cellulose film, a triacetyl cellulose film, or a cellulose resin film, such as an acetyl cellulose butylate film, a polyimide film, an acrylic film, an epoxy resin film, etc. can be illustrated. In the present application, the base film may be a single layer or a multilayer structure. The thickness of the base film may also be appropriately selected depending on the application, for example, within the range of 2 μm to 200 μm, within the range of 5 μm to 190 μm, within the range of 10 μm to 180 μm, between 20 μm to 180 μm It can be selected within the range of 20 μm or within the range of 20 μm to 150 μm.
본 출원의 배리어 필름은, 상기 차단층이 기재 필름의 일면 또는 양면에 형성되는 경우에 상기 기재 필름과 상기 차단층의 사이에 존재하는 중간층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 중간층은, 예를 들면, 소위 유전체층 또는 평탄화층으로 작용할 수 있다.The barrier film of the present application may further include an intermediate layer present between the base film and the barrier layer when the barrier layer is formed on one side or both sides of the base film. Such an intermediate layer can act, for example, as a so-called dielectric layer or planarization layer.
중간층은, 예를 들면, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 멜라민 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 실록산 폴리머 및/또는 하기 화학식 2로 표시되는 유기 실란 화합물의 축합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.The intermediate layer includes, for example, at least one selected from the group consisting of acrylic resins, urethane resins, melamine resins, alkyd resins, epoxy resins, siloxane polymers, and / or condensates of organosilane compounds represented by the following formula (2) can do.
[화학식 2][Formula 2]
화학식 1에서, X는 수소, 할로겐, 알콕시기, 아실옥시기, 알킬카보닐기, 알콕시카보닐기 또는 -N(R2)2이고, 상기에서 R2는 수소 또는 알킬기이며, R1은, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기, 아릴알케닐기, 알케닐아릴기, 아릴알키닐기, 알키닐아릴기, 할로겐, 아미노기, 아마이드기, 알데히드기, 알킬카보닐기, 카르복시기, 머캅토기, 시아노기, 하이드록시기, 알콕시기, 알콕시카보닐기, 설포닐기, 포스포릴기(phosphoryl group), 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일옥시기 또는 에폭시기이고, Q는 단일 결합, 산소 원자 또는 -N(R2)-이며, 상기에서 R2는 수소 원자 또는 알킬기이며, m은 1 내지 3의 범위 내의 수일 수 있다.In Chemical Formula 1, X is hydrogen, halogen, alkoxy group, acyloxy group, alkylcarbonyl group, alkoxycarbonyl group or -N (R 2 ) 2 , wherein R 2 is hydrogen or alkyl group, R 1 is alkyl group, Alkenyl group, alkynyl group, aryl group, arylalkyl group, alkylaryl group, arylalkenyl group, alkenylaryl group, arylalkynyl group, alkynylaryl group, halogen, amino group, amide group, aldehyde group, alkylcarbonyl group, carboxy group, mercap Earthenware, cyano group, hydroxy group, alkoxy group, alkoxycarbonyl group, sulfonyl group, phosphoryl group, acryloyloxy group, methacryloyloxy group or epoxy group, Q is single bond, oxygen atom or- N (R 2 )-, wherein R 2 is a hydrogen atom or an alkyl group, and m may be a number in the range of 1 to 3.
유기 실란으로는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물로 이루어진 그룹으로부터 1종 이상 선택하여 사용할 수 있으며, 이 때, 1종의 유기실란 화합물을 사용할 경우 가교가 가능할 수 있다.As the organic silane, one or more types may be selected from the group consisting of compounds represented by Chemical Formula 2, and at this time, crosslinking may be possible when one type of organosilane compound is used.
유기 실란의 예로는 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 디페닐디에톡시실란, 페닐디메톡시실란, 페닐디에톡시실란, 메틸디메톡시실란, 메틸디에톡시실란, 페닐메틸디메톡시실란, 페닐메틸디에톡시실란, 트리메틸메톡시실란, 트리메틸에톡시실란, 트리페닐메톡시실란, 트리페닐에톡시실란, 페닐디메틸메톡시실란, 페닐디메틸에톡시실란, 디페닐메틸메톡시실란,디페닐메틸에톡시실란, 디메틸에톡시실란, 디메틸에톡시실란, 디페닐메톡시실란, 디페닐에톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, p-아미노페닐실란, 알릴트리메톡시실란, n-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아민프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필디이소프로필에톡시실란, (3-글리시독시프로필)메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디에톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, n-페닐아미노프로필트리메톡시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택하여 사용할 수 있다.Examples of the organic silane are methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, diphenyldiethoxysilane , Phenyldimethoxysilane, phenyldiethoxysilane, methyldimethoxysilane, methyldiethoxysilane, phenylmethyldimethoxysilane, phenylmethyldiethoxysilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triphenylmethoxysilane, tri Phenylethoxysilane, phenyldimethylmethoxysilane, phenyldimethylethoxysilane, diphenylmethylmethoxysilane, diphenylmethylethoxysilane, dimethylethoxysilane, dimethylethoxysilane, diphenylmethoxysilane, diphenyl Methoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, p-aminophenylsilane, allyltrimethoxysilane, n- (2-aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxy Thoxysilane, 3-amine pro Triethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyldiisopropylethoxysilane, (3-glycidoxypropyl) methyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane , 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltri It can be selected from the group consisting of methoxysilane, n-phenylaminopropyltrimethoxysilane, vinylmethyldiethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane and mixtures thereof.
다른 예시에서, 상기 중간층은, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 (pentaerythritol triacrylate), 하이드록시에틸아크릴레이트 (hydroxyethylacrylate), 하이드록시프로필아크릴레이트 (hydroxyethylacrylate), 폴리에틸렌글리콜 모노아크릴레이트 (polyethyleneglycol monoacrylate), 에틸렌글리콜 모노아크릴레이트 (ethyleneglycol monoacrylate), 하이드록시부틸아크릴레이트 (hydroxybutylacrylate), 글리시독시메타크릴레이트 (glyxidoxymethacrylate), 프로필렌글리콜 모노아크릴레이트 (propyleneglycol monoacrylate), 트리메톡시실릴에틸에폭시사이클로헥산 (trimethoxysilylethyl epoxycyclohexane), 아크릴산 (acrylic acid) 및 메타크릴산 (methacrylic acid)로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상을 중합시켜 형성할 수도 있다. In another example, the intermediate layer, pentaerythritol triacrylate (pentaerythritol triacrylate), hydroxyethyl acrylate (hydroxyethylacrylate), hydroxypropyl acrylate (hydroxyethylacrylate), polyethylene glycol monoacrylate (polyethyleneglycol monoacrylate), ethylene glycol mono Acrylate (ethyleneglycol monoacrylate), hydroxybutylacrylate, glycidoxymethacrylate, propyleneglycol monoacrylate, trimethoxysilylethyl epoxycyclohexane, trimethoxysilylethyl epoxycyclohexane, acrylic acid It may be formed by polymerizing at least one selected from the group consisting of (acrylic acid) and methacrylic acid.
중간층의 형성에 적용될 수 있는 에폭시계 수지로는 지환족 에폭시 수지 및 방향족 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상이 사용될 수 있다. 지환족 에폭시 수지로는 예를 들어, 지환족 글리시딜 에테르형 에폭시 수지 및 지환족 글리시딜 에스터형 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다. 또한, 예를 들어, Celloxide 2021P(Daicel사)인 3,4-에폭시사이클로헥실-메틸-3,4-에폭시사이클로헥산 카복실레이트(3,4-epoxycyclohexyl-methyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate) 및 이의 유도체들을 사용할 수 있으며, 이들은 고온에서도 안정하고 무색 투명하며 단단하고(toughness), 점착력(adhesion) 및 합지용 접착력(adhesives)이 우수하다. 특히 코팅용으로 사용하였을 경우 표면 경도가 우수하다.As the epoxy resin that can be applied to the formation of the intermediate layer, one or more selected from the group consisting of alicyclic epoxy resins and aromatic epoxy resins can be used. As the alicyclic epoxy resin, for example, at least one selected from the group consisting of an alicyclic glycidyl ether type epoxy resin and an alicyclic glycidyl ester type epoxy resin may be used. Further, for example, Celloxide 2021P (Daicel) 3,4-epoxycyclohexyl-methyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate (3,4-epoxycyclohexyl-methyl-3,4-epoxycyclohexane carboxylate) and its Derivatives can be used, they are stable, colorless, transparent, tough even at high temperatures, and have excellent adhesion and adhesion for lamination. Especially when used for coating, the surface hardness is excellent.
방향족 에폭시 수지로는 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 브롬화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 AD형 에폭시 수지, 플루오렌 함유 에폭시 수지 및 트라이글리시딜 아이소사이아누레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 방향족 에폭시 수지가 사용될 수도 있다.Examples of the aromatic epoxy resin include bisphenol A type epoxy resin, brominated bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol AD type epoxy resin, fluorene-containing epoxy resin, and triglycidyl isocyanurate. One or more aromatic epoxy resins selected from the group may be used.
중간층은, 예를 들면, 졸-겔 반응으로 형성된 코팅층일 수도 있다. 예를 들어, SiOx(여기서, x는 1 내지 4의 정수), SiOxNy(여기서, x 및 y는 각각 1 내지 3의 정수), Al2O3, TiO2, ZrO 및 ITO로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상이 상기 중간층에 포함될 수 있다. The intermediate layer may be, for example, a coating layer formed by a sol-gel reaction. For example, selected from the group consisting of SiOx (where x is an integer from 1 to 4), SiOxNy (where x and y are integers from 1 to 3, respectively), Al 2 O 3 , TiO 2 , ZrO and ITO. One or more types may be included in the intermediate layer.
또한, 상기 중간층은, 하기 화학식 3으로 표시되는 금속 알콕사이드 또는 그 축합물을 포함할 수도 있다.Further, the intermediate layer may include a metal alkoxide represented by the following Chemical Formula 3 or a condensate thereof.
[화학식 3][Formula 3]
화학식 3에서 M은 알루미늄, 지르코늄 및 티타늄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나의 금속이고, R3는 할로겐, 알킬기, 알콕시기, 아실옥시기 또는 하이드록시기이며, z는 3 또는 4일 수 있다.In Formula 3, M is any metal selected from the group consisting of aluminum, zirconium and titanium, R 3 is a halogen, an alkyl group, an alkoxy group, an acyloxy group or a hydroxyl group, and z may be 3 or 4.
일 예시에서 상기 중간층은, 필러를 추가로 포함할 수 있다. 상기 필러는, 예를 들면, 중간층의 굴절률의 조절 및/또는 기계적 강도의 조절 등을 고려하여 사용될 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 필러로는 CaO, CaF2, MgO, ZrO2, TiO2, SiO2, In2O3, SnO2, CeO2, BaO, Ga2O3, ZnO, Sb2O3, NiO 및 Al2O3로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.In one example, the intermediate layer may further include a filler. The filler may be used in consideration of, for example, adjusting the refractive index of the intermediate layer and / or adjusting the mechanical strength. In one example, the filler includes CaO, CaF 2 , MgO, ZrO 2 , TiO 2 , SiO 2 , In 2 O 3 , SnO 2 , CeO 2 , BaO, Ga 2 O 3 , ZnO, Sb 2 O 3 , One or more selected from the group consisting of NiO and Al 2 O 3 may be used.
상기와 같은 소재를 사용하여 중간층을 형성하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 사용되는 소재에 따라 공지의 방식, 예를 들면, 증착 방식, 졸겔 코팅 방식 등의 다양한 건식 및/또는 습식 코팅 방식이 사용될 수 있다. The method of forming the intermediate layer using the above material is not particularly limited, and various dry and / or wet coating methods such as a known method, for example, a deposition method, a sol-gel coating method, may be used depending on the material used. have.
본 출원의 배리어 필름은 또한 상기 차단층의 표면에 존재하는 표면층을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 표면층은, 소위 유전체층 및/또는 보호층으로 작용할 수 있다. 상기 표면층을 형성하는 소재는 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 전술한 중간층을 형성하는 것에 적용되는 각종 소재 중에서 적절한 소재가 선택될 수 있다. 또한, 표면층의 형성 방법 역시 선택되는 소재의 종류를 고려하여 적절한 방식이 채용될 수 있다.The barrier film of the present application may also further include a surface layer present on the surface of the barrier layer. Such a surface layer can act as a so-called dielectric layer and / or protective layer. The material forming the surface layer is not particularly limited, and, for example, a suitable material may be selected from various materials applied to forming the above-described intermediate layer. In addition, an appropriate method may also be adopted in consideration of the type of material to be selected in the method of forming the surface layer.
본 출원은 또한 배리어 필름의 제조 방법, 예를 들면, 상기 기술한 배리어 필름의 제조 방법에 대한 것이다.The present application also relates to a method for manufacturing a barrier film, for example, a method for manufacturing a barrier film described above.
본 출원에서 상기 배리어 필름을 제조하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 스퍼터링 방식과 같은 공지의 증착 방식으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 방법은, 타겟으로서 규소 원자 및 주석 원자를 포함하는 금속 또는 금속 산화물 타겟을 사용한 스퍼터링 공정을 통해 상기 규소 원자, 주석 원자, 산소 원자 및 질소 원자를 포함하는 다성분 금속 산질화물을 포함하는 차단층을 형성하는 것을 포함할 수 있다.The method of manufacturing the barrier film in the present application is not particularly limited, and may be performed by a known deposition method, such as a sputtering method. For example, the method may include the multi-component metal oxynitride containing silicon atoms, tin atoms, oxygen atoms and nitrogen atoms through a sputtering process using a metal or metal oxide target containing silicon atoms and tin atoms as targets. It may include forming a blocking layer.
본 출원에서 상기와 같은 스퍼터링 공정을 수행하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 공지의 방식으로 수행할 수 있다. 예를 들면, 상기 스퍼터링 공정은, 공정 가스로서 산소 가스 및/또는 질소 가스를 주입하면서 수행할 수 있고, 이러한 경우에 스퍼터링 공정이 진행되는 조건은 사용되는 타겟의 종류나 공정 효율 등을 고려하여 적절하게 조정될 수 있다.The method of performing the sputtering process as described above in the present application is not particularly limited, and may be performed in a known manner. For example, the sputtering process may be performed while injecting oxygen gas and / or nitrogen gas as a process gas, and in this case, the conditions under which the sputtering process proceeds are appropriate considering the type of target used or process efficiency, etc. Can be adjusted.
상기와 같은 본 출원의 배리어 필름은 우수한 배리어성을 가지고, 그러한 배리어성이 외부 환경 요인의 영향에 따라 변동되지 않고, 장기간 안정적으로 유지될 수 있다. 따라서 이러한 배리어 필름은, 식품이나, 의약품 등의 포장 재료, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 FPD(Flat Panel Display)나 태양전지용 부재, 전자 페이퍼나 OLED(Organic Light Emitting Diode)용 기판이나 밀봉 필름 등의 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있다. 특히 상기 배리어 필름은, 투명성 등의 광학적 성능이 우수하여, 각종 디스플레이 장치 또는 조명 장치 등의 광학적 디바이스에서도 효과적으로 이용될 수 있다.The barrier film of the present application as described above has excellent barrier properties, and such barrier properties do not fluctuate depending on the influence of external environmental factors, and can be stably maintained for a long time. Therefore, such a barrier film is a packaging material for food or pharmaceuticals, a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD), a member for a solar cell, a substrate for electronic paper or an organic light emitting diode (OLED), or a sealing film. It can be effectively used in a variety of applications. In particular, the barrier film has excellent optical performance such as transparency, and thus can be effectively used in optical devices such as various display devices or lighting devices.
본 출원에서는 배리어성과 광학적 성능이 우수한 배리어 필름 및 그 제조 방법이 제공될 수 있다. 본 출원의 방법에 의해 제조된 배리어 필름은, 식품이나, 의약품 등의 포장 재료는 물론, LCD(Liquid Crystal Display) 등의 FPD(Flat Panel Display)나 태양전지용 부재, 전자 페이퍼나 OLED(Organic Light Emitting Diode)용 기판이나 밀봉 필름 등의 다양한 용도에서 효과적으로 사용될 수 있다.In the present application, a barrier film having excellent barrier properties and optical performance and a method of manufacturing the same can be provided. Barrier films produced by the method of the present application, as well as packaging materials such as food and medicine, as well as FPD (Flat Panel Display) such as LCD (Liquid Crystal Display) or members for solar cells, electronic paper or OLED (Organic Light Emitting) Diode) can be effectively used in various applications such as substrates and sealing films.
이하, 본 출원에 따른 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원의 제조 방법을 설명하지만, 본 출원의 범위가 하기 실시예에 의해 제한되는 것은 아니다.Hereinafter, the manufacturing method of the present application will be described through examples and comparative examples according to the present application, but the scope of the present application is not limited by the following examples.
실시예Example 1. One.
규소 원자 약 50 원자%와 주석 원자 약 50 원자%를 포함하는 금속 타겟을 사용한 스퍼터링 방식에 의해 기재 필름인 COP(cycloolefin polymer) 필름상에 차단층을 약 40 nm 정도의 두께로 형성하였다. 스퍼터링은 공정 가스로서 아르곤 가스를 약 40 sccm의 유량으로 주입하고, 산소 가스를 약 15 sccm의 유량으로 주입하며, 질소 가스를 약 40 sccm의 유량으로 주입하면서 수행하였다. 스퍼터링은 0.4 Pa의 분위기 하에 반응성 스퍼터링에 의해 수행하였다. 이와 같은 방식으로 형성한 차단층은, 주석을 약 25.4 원자%, 산소를 약 46.2 원자%, 규소를 약 23 원자%, 질소를 약 4.9 원자%로 포함하였으며, 투습도(WVTR)를 측정한 결과 약 2.0×10-2 g/m2day 정도였다. 상기에서 투습도는 공지의 측정 장비(MOCON Aquatran model 1)를 사용하여 수행하였다.A barrier layer was formed to a thickness of about 40 nm on a base film COolefin (cycloolefin polymer) film by a sputtering method using a metal target containing about 50 atomic% of silicon atoms and about 50 atomic% of tin atoms. Sputtering was performed while argon gas was injected at a flow rate of about 40 sccm as a process gas, oxygen gas was injected at a flow rate of about 15 sccm, and nitrogen gas was injected at a flow rate of about 40 sccm. Sputtering was performed by reactive sputtering in an atmosphere of 0.4 Pa. The barrier layer formed in this manner contained about 25.4 atomic% of tin, about 46.2 atomic% of oxygen, about 23 atomic% of silicon, and about 4.9 atomic% of nitrogen, and the moisture permeability (WVTR) was measured to be about It was about 2.0 × 10 -2 g / m 2 day. In the above, the moisture permeability was performed using a known measuring equipment (MOCON Aquatran model 1).
실시예Example 2. 2.
차단층의 형성 시에 산소 가스의 주입 유량을 약 18 sccm으로 한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 차단층을 형성하였다. 이와 같은 방식으로 차단층은, 주석을 약 25.2 원자%, 산소를 약 50.2 원자%, 규소를 약 22 원자%, 질소를 약 2 원자%로 포함하였으며, 투습도(WVTR)를 측정한 결과 약 4.1×10-3 g/m2day 정도였다. 상기에서 투습도는 공지의 측정 장비(MOCON Aquatron 1)를 사용하여 수행하였다. A barrier layer was formed in the same manner as in Example 1, except that the injection flow rate of oxygen gas was about 18 sccm when the barrier layer was formed. In this way, the barrier layer contained about 25.2 atomic% of tin, about 50.2 atomic% of oxygen, about 22 atomic% of silicon, and about 2 atomic% of nitrogen, and the measured moisture permeability (WVTR) was about 4.1 ×. It was about 10 -3 g / m 2 day. The water vapor transmission rate was performed using a known measuring equipment (MOCON Aquatron 1).
비교예Comparative example 1. One.
차단층의 형성 시에 질소 가스를 주입하지 않고, 산소 가스의 주입 유량을 약 30 sccm으로 한 것을 제외하면 실시예 1과 동일하게 차단층을 형성하였다. 이와 같은 방식으로 차단층은, 주석을 약 24.6 원자%, 산소를 약 53.8 원자%, 규소를 약 21.1 원자%로 포함하였으며, 투습도(WVTR)를 측정한 결과 약 1.2×10-1 g/m2day 정도였다. A nitrogen oxide gas was not injected at the time of formation of the blocking layer, and a blocking layer was formed in the same manner as in Example 1 except that the injection flow rate of oxygen gas was about 30 sccm. In this way, the barrier layer contained about 24.6 atomic% of tin, about 53.8 atomic% of oxygen, and about 21.1 atomic% of silicon, and as a result of measuring the moisture permeability (WVTR), about 1.2 × 10 -1 g / m 2 It was about a day.
Claims (18)
상기 다성분 금속 산질화물은, 규소 원자 5 내지 30 원자%, 주석 원자 5 내지 30 원자%, 산소 원자 30 내지 60 원자% 및 질소 원자 0.2 내지 15 원자%를 포함하는 배리어 필름.It is a barrier film having a barrier layer comprising a multi-component metal oxynitride containing silicon atom, tin atom, oxygen atom and nitrogen atom,
The multi-component metal oxynitride, a barrier film containing 5 to 30 atomic% silicon atom, 5 to 30 atomic% tin atom, 30 to 60 atomic% oxygen atom and 0.2 to 15 atomic% nitrogen atom.
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