KR101335093B1

KR101335093B1 - 성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스

Info

Publication number: KR101335093B1
Application number: KR1020117022347A
Authority: KR
Inventors: 신이치 호시; 다케시 곤도; 가즈에 우에무라; 유타 스즈키
Original assignee: 린텍 가부시키가이샤
Priority date: 2009-03-26
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2013-12-03
Anticipated expiration: 2030-03-24
Also published as: WO2010110305A1; CN102387921A; EP2412522A1; US20120088880A1; CN102387921B; JPWO2010110305A1; EP2412522A4; TWI522404B; TW201035199A; US9611541B2; JP5631864B2; KR20110133035A

Abstract

폴리유기실록산 화합물을 함유하는 층에 탄화수소 화합물의 이온을 주입함으로써 획득된 층을 구비하는 것을 특징으로 하는 성형체가 개시되어 있다. 또한, 폴리유기실록산 화합물을 표면에 포함하는 층을 가지는 성형체에서, 폴리유기실록산 화합물을 함유하는 층의 표면부에 탄화수소 화합물의 이온을 주입하는 단계를 포함하는, 성형체의 제조 방법; 그 성형체로 구성되는 전자 디바이스용 부재; 및 그 전자 디바이스용 부재가 제공되는 전자 디바이스가 개시되어 있다. 결과적으로, 본 발명은 가스 배리어성, 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성이 우수한 성형체; 그 성형체의 제조 방법; 그 성형체로 구성되는 전자 디바이스용 부재; 및 그 전자 디바이스용 부재가 제공되는 전자 디바이스를 제공한다.

Description

성형체, 그 제조 방법, 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스{MOLDED BODY, METHOD FOR PRODUCING SAME, ELECTRONIC DEVICE MEMBER, AND ELECTRONIC DEVICE}

본 발명은 우수한 가스 배리어성, 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성을 나타내는 성형체, 성형체의 제조 방법, 성형체를 포함하는 전자 디바이스용 부재, 및 전자 디바이스용 부재를 포함하는 전자 디바이스에 관한 것이다.

저렴하고 우수한 가공성을 나타내는 폴리머 성형체 (예를 들어, 플라스틱 필름) 에 원하는 기능이 제공되고 있고, 그 폴리머 성형체가 다양한 분야에서 사용되고 있다.

최근, 디스플레이 (예를 들어, 액정 디스플레이 및 전계발광 (EL) 디스플레이) 에 대해, 박형화, 경량화, 플렉서블화 등을 구현하기 위해서, 기판으로서 유리판 대신에 투명 플라스틱 필름의 사용이 제안되고 있다.

예를 들어, 특허 문헌 1에는, 무기 화합물로 형성되는 가스 배리어층이 투명 플라스틱 필름 상에 형성되는 가스 배리어 필름이 개시되어 있다. 하지만, 특허 문헌 1에 개시된 가스 배리어 필름을 사용하는 경우, 핀홀이 무기 화합물 박막에 형성되어, 핀홀 주위 영역에서 가스 배리어성이 상당히 저하될 수 있다. 또한, 필름을 말거나 접어 구부리는 경우, 가스 배리어층에 크랙이 발생하여, 가스 배리어성이 저하될 수 있다. 특허 문헌 1에 개시된 가스 배리어 필름은 또한, 불충분한 표면 평활성으로 인해 가스 배리어층 상에 형성된 부가층에 핀홀이 형성되기 쉽다는 문제도 가진다. 따라서, 가스 배리어 필름은 전자 디바이스용 부재로 신뢰성 있게 사용될 수 없다.

특허 문헌 2에는, 비정질 다이아몬드상 탄소 필름이 플라스틱 기재 상에 형성되는 가스 배리어 필름이 개시되어 있다. 하지만, 특허 문헌 2에 개시된 가스 배리어 필름은 낮은 투명성으로 인해 디스플레이 등에 적합하지 않을 수도 있다.

특허 문헌 3에는, 전리 방사선 경화성 수지 조성물의 경화층 및 다이아몬드상 탄소 필름을 포함하는 성형체가 개시되어 있다. 특허 문헌 3에는, 플라즈마 이온 주입법에 의해 다이아몬드상 탄소 필름을 경화층 상에 형성하는 것이 개시되어 있다.

특허 문헌 3에 개시된 방법에 의해 획득된 성형체는 우수한 내투습성을 나타내지만, 불충분한 가스 배리어성을 나타낸다.

특허 문헌 1 : JP-A-2006-297737 특허 문헌 2 : JP-A-6-344495 특허 문헌 3 : JP-A-2007-283726

본 발명은 상기 상황에 비추어 고려되었다. 본 발명의 목적은 우수한 가스 배리어성, 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성을 나타내는 성형체, 성형체의 제조 방법, 성형체를 포함하는 전자 디바이스용 부재, 및 전자 디바이스용 부재를 포함하는 전자 디바이스를 제공하는 것이다.

본 발명의 발명자들은 상기 목적을 달성하기 위해서 예의검토하였다. 그 결과, 발명자들은, 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면에 포함하는 성형물의, 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면에 탄화수소 화합물의 이온을 주입함으로써 간편하고 효율적으로 타겟이 되는 성형체를 제조할 수 있다는 것을 알아냈다. 이 지견은 본 발명의 완성을 이끌었다.

본 발명의 제 1 양태는 하기 성형체 ((1) ∼ (3) 참조) 를 제공한다.

(1) 폴리유기실록산 화합물 함유층에 탄화수소 화합물의 이온을 주입함으로써 획득된 층을 포함하는 성형체.

(2) 층은, 플라즈마 이온 주입법에 의해 폴리유기실록산 화합물 함유층에 탄화수소 화합물의 이온을 주입함으로써 획득되는, (1)에 의한 성형체.

(3) 성형체는 온도 40℃ 및 상대습도 90% 에서의 수증기 투과율이 1.5 g/㎡/day 이하인, (1) 또는 (2) 에 의한 성형체.

본 발명의 제 2 양태는 하기 성형체의 제조 방법 ((4) 및 (5) 참조) 을 제공한다.

(4) 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면에 포함하는 성형물의, 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면에 탄화수소 화합물의 이온을 주입하는 단계를 포함하는, (1) 에 의한 성형체의 제조 방법.

(5) 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면에 포함하는 길이가 긴 성형물을 소정 방향으로 반송하면서, 폴리유기실록산 화합물 함유층에 탄화수소 화합물의 이온을 주입하는 단계를 포함하는, (4) 에 의한 성형체의 제조 방법.

본 발명의 제 3 양태는 하기 전자 디바이스용 부재 ((6) 참조) 를 제공한다.

(6) (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 의한 성형체를 포함하는, 전자 디바이스용 부재.

본 발명의 제 4 양태는 하기 전자 디바이스 ((7) 참조) 를 제공한다.

(7) (6) 에 의한 전자 디바이스용 부재를 포함하는, 전자 디바이스.

성형체는 우수한 가스 배리어성, 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성을 나타낸다. 따라서, 성형체는 플렉서블 디스플레이, 태양 전지 등의 전자 디바이스용 부재로서 적합하게 사용될 수 있다.

상기 성형체는 상기 방법에 의해 용이하고 효율적으로 제조될 수 있다.

상기 전자 디바이스용 부재가 우수한 가스 배리어성, 우수한 투명성 등을 나타내기 때문에, 전자 디바이스용 부재는 디스플레이 및 태양 전지 등의 전자 디바이스에 적합하게 사용될 수 있다.

도 1은 플라즈마 이온 주입 장치의 개략 구성을 나타낸 도면이다.
도 2는 플라즈마 이온 주입 장치의 개략 구성을 나타낸 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 의한 성형체, 성형체의 제조 방법, 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스를 상세히 설명한다.

1) 성형체

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는, 폴리유기실록산 화합물 함유층 (이하, "폴리유기실록산 화합물 층"이라 하기도 함) 에 탄화수소 화합물의 이온을 주입함으로써 획득된 층 (이하, "이온 주입층"이라 하기도 함) 을 포함한다.

용어 "폴리유기실록산 화합물"은 실록산 결합 (-(O-Si)-O-) 을 포함하는 반복 단위를 포함하는 실리콘 함유 폴리머 화합물을 말하는 것임에 유의한다.

폴리유기실록산 화합물의 주사슬 구조는 특별히 한정되지 않는다. 폴리유기실록산 화합물의 주사슬 구조는 직쇄, 래더상, 또는 폴리헤드럴일 수 있다.

폴리유기실록산 화합물의 직쇄 주사슬 구조의 예는 하기 식 (a)로 나타낸 구조를 포함한다. 폴리유기실록산 화합물의 래더상 주사슬 구조의 예는 하기 식 (b)로 나타낸 구조를 포함한다. 폴리유기실록산 화합물의 폴리헤드럴 주사슬 구조의 예는 하기 식 (c)로 나타낸 구조를 포함한다.

식 중, Rx, Ry, 및 Rz는 독립적으로 수소 원자, 비가수분해성기, 예컨대, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 또는 치환 또는 비치환된 아릴기를 나타내며, 단 식 (a)의 Rx 모두가 수소 원자를 나타내는 경우는 제외된다. 식 (a)의 복수의 Rx, 식 (b)의 복수의 Ry, 및 식 (c)의 복수의 Rz는 각각 동일하거나 또는 상이할 수 있음에 유의한다.

치환 또는 비치환된 알킬기의 예는 탄소수 1 ∼ 10의 알킬기 (예를 들어, 메틸기, 에틸기, n-프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, sec-부틸기, t-부틸기, n-펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, n-헥실기, n-헵틸기, 및 n-옥틸기) 를 포함한다.

알케닐기의 예는 탄소수 2 ∼ 10의 알케닐기 (예를 들어, 비닐기, 1-프로페닐기, 2-프로페닐기, 1-부테닐기, 2-부테닐기, 및 3-부테닐기) 를 포함한다.

알킬기 및 알케닐기의 치환기의 예는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 및 요오드 원자 등의 할로겐 원자; 히드록실기; 티올기; 에폭시기; 글리시독시기; (메타)아크릴로일옥시기; 페닐기, 4-메틸페닐기, 및 4-클로로페닐기 등의 치환 또는 비치환된 아릴기 등을 포함한다.

아릴기의 예는 탄소수 6 ∼ 10의 아릴기 (예를 들어, 페닐기, 1-나프틸기, 및 2-나프틸기) 를 포함한다.

아릴기의 치환기의 예는 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 및 요오드 원자 등의 할로겐 원자; 메틸기 및 에틸기와 같은 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기; 메톡시기 및 에톡시기와 같은 탄소수 1 ∼ 6의 알콕시기; 니트로기; 시아노기; 히드록실기; 티올기; 에폭시기; 글리시독시기; (메타)아크릴로일옥시기; 페닐기, 4-메틸페닐기, 및 4-클로로페닐기와 같은 치환 또는 비치환된 아릴기 등을 포함한다.

이들 중에서, Rx, Ry, 및 Rz로서 수소 원자, 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기 또는 페닐기가 바람직하다. Rx, Ry, 및 Rz로서 탄소수 1 ∼ 6의 알킬기가 특히 바람직하다.

폴리유기실록산 화합물은, 입수 용이성 및 우수한 가스 배리어성을 나타내는 이온 주입층을 형성할 수 있는 능력의 관점에서, 식 (a)로 나타낸 직쇄 화합물 또는 식 (b)로 나타낸 래더상 화합물인 것이 바람직하고, 식 (a)로 나타낸 직쇄 화합물인 것이 보다 바람직하며, 그리고 Rx 모두가 메틸기를 나타내는 식 (a)로 나타낸 폴리디메틸실록산인 것이 특히 바람직하다.

폴리유기실록산 화합물은 가수분해성 관능기를 포함하는 실란 화합물을 중축합하는 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다.

가수분해성 관능기를 포함하는 실란 화합물은 타겟인 폴리유기실록산 화합물의 구조에 의존하여 적절하게 선택될 수 있다. 가수분해성 관능기를 포함하는 바람직한 실란 화합물의 구체적인 예는 이관능 실란 화합물, 예컨대, 디메틸디메톡시실란, 디메틸디에톡시실란, 디에틸디메톡시실란, 및 디에틸디에톡시실란; 삼관능 실란 화합물, 예컨대, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 에틸트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 및 페닐디에톡시메톡시실란; 사관능 실란 화합물, 예컨대, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 테트라-n-프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라-n-부톡시실란, 테트라-t-부톡시실란, 테트라-s-부톡시실란, 메톡시트리에톡시실란, 디메톡시디에톡시실란, 및 트리메톡시에톡시실란 등을 포함한다.

이형제, 접착제, 실란트, 페인트 등으로서의 시판품이 폴리유기실록산 화합물로서 사용될 수도 있다.

폴리유기실록산 화합물 층은 본 발명의 목적이 손상되지 않는 한 폴리유기실록산 화합물 이외에 다른 성분을 포함할 수도 있다. 폴리유기실록산 화합물 이외의 다른 성분의 예는 경화제, 다른 폴리머, 노화 방지제, 광 안정화제, 난연제 등을 포함한다.

폴리유기실록산 화합물 층에서의 폴리유기실록산 화합물의 함량은 우수한 가스 배리어성을 나타내는 이온 주입층을 획득하는 관점에서 50 wt% 이상인 것이 바람직하고, 70 wt% 이상인 것이 보다 바람직하다.

폴리유기실록산 화합물 층은 임의의 방법에 의해 형성될 수 있다. 예를 들어, 폴리유기실록산 화합물 층은 적어도 일종의 폴리유기실록산 화합물, 선택적 성분, 용매 등을 포함하는 폴리유기실록산 화합물 층 형성 조성물을 적절한 기재에 도포하고, 형성된 필름을 건조하고, 그리고 건조된 필름을 선택적으로 가열함으로써 형성될 수 있다. 기재는, 후술되는 부가층을 형성하는 재료로 형성된 필름일 수 있다.

폴리유기실록산 화합물 층의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 보통 30nm ∼ 100㎛ 이다.

이온 주입층은 폴리유기실록산 화합물 층에 탄화수소 화합물의 이온 (이하, "이온"이라 하기도 함) 을 주입함으로써 획득된다.

탄화수소 화합물의 이온을 생성하는 원료 가스의 예는, 메탄, 에탄, 프로판, 부탄, 펜탄, 및 헥산 등의 알칸 가스; 에틸렌, 프로필렌, 부텐, 및 펜텐 등의 알켄 가스; 펜타디엔 및 부타디엔 등의 알카디엔 가스; 아세틸렌 및 메틸아세틸렌 등의 알킨 가스; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 인덴, 나프탈렌, 및 페난트렌 등의 방향족 탄화수소 가스; 시클로프로판 및 시클로헥산 등의 시클로알칸 가스; 시클로펜텐 및 시클로 헥센 등의 시클로올레핀 가스 등을 포함한다.

이들 가스는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다.

이들 중에서, 타겟인 성형체가 보다 용이하게 획득될 수 있기 때문에, 탄소수 1 ∼ 3의 탄화수소 화합물 가스가 바람직하고, 메탄 가스, 에틸렌 가스, 및 아세틸렌 가스가 특히 바람직하다.

주입량은 형성된 성형체의 용도 (예를 들어, 가스 배리어성 및 투명성) 등에 의존하여 적절하게 결정될 수 있다.

이온 주입 방법은 특별히 한정되지 않는다. 공지된 방법이 사용될 수 있다. 예를 들어, 전계에 의해 가속화된 이온 (이온 빔) 을 가하거나, 플라즈마에 존재하는 이온을 주입하는 것 등에 의해 이온이 주입될 수 있다. 가스 배리어 성형체가 용이하게 획득될 수 있기 때문에, 플라즈마에 존재하는 이온을 주입하는 것 (이하, "플라즈마 이온 주입법"이라 하기도 함) 이 바람직하다.

플라즈마 이온 주입법은, 플라즈마에 노출되고 표면에 폴리유기실록산 화합물 층을 포함하는 성형물에 부의 고전압 펄스를 인가함으로써, 플라즈마에 존재하는 이온을 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입하는 것을 포함한다.

이온 주입 영역의 두께는 주입 조건을 조절함으로써 제어될 수 있고, 형성된 성형체의 애플리케이션에 의존하여 적절하게 결정될 수 있다. 이온 주입 영역의 두께는 보통 0.1 ∼ 1000 nm이다.

이온 주입층이 형성되었는지의 여부는, X선 광전자 분광법 (XPS) 에 의해 표면으로부터 약 10 nm의 깊이를 가지는 영역에서 원소 분석을 수행함으로써 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체의 형상은 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 성형체는 필름 형상, 시트 형상, 직육면체 형상, 다각형 프리즘 형상, 관 형상 등일 수 있다. 성형체를 (후술하는) 전자 디바이스용 부재로서 사용하는 경우, 성형체는 필름 형상 또는 시트 형상인 것이 바람직하다. 성형체가 필름 형상인 경우, 필름의 두께는 특별히 한정되지 않으며, 형성된 전자 디바이스의 애플리케이션에 의존하여 적절하게 결정될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는, 이온 주입층 만을 포함할 수 있거나, 또는 이온 주입층 이외에 부가층을 또한 포함할 수 있다. 부가층은 단일층일 수 있거나, 또는 동종 또는 이종의 복수층을 포함할 수도 있다. 부가층의 예는 폴리유기실록산 화합물 이외의 재료로 형성된 기재를 포함한다.

부가층을 형성하는 재료는 성형체의 애플리케이션에 방해가 되지 않는 한 특별히 한정되지 않는다. 부가층 재료의 예는, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리페닐렌 에테르, 폴리에테르 케톤, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리올레핀, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 폴리페닐렌 술피드, 폴리아릴레이트, 아크릴 수지, 시클로올레핀 폴리머, 방향족 폴리머 등을 포함한다.

이들 중에서, 우수한 투명성 및 범용성으로 인해, 폴리에스테르, 폴리아미드 또는 시클로올레핀 폴리머가 바람직하다. 폴리에스테르 또는 시클로올레핀 폴리머를 사용하는 것이 보다 바람직하다.

폴리에스테르의 예는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리아릴레이트 등을 포함한다.

폴리아미드의 예는 전방향족 폴리아미드, 나일론 6, 나일론 66, 나일론 코폴리머 등을 포함한다.

시클로올레핀 폴리머의 예는 노르보르넨 폴리머, 단환 올레핀 폴리머, 환상 공액 디엔 폴리머, 비닐 지환식 탄화수소 폴리머, 및 이들의 수소화물을 포함한다. 시클로올레핀 폴리머의 구체적인 예는 Apel (Mitsui Chemicals Inc. 에 의해 제조된 에틸렌-시클로올레핀 코폴리머), Arton (JSR Corporation 에 의해 제조된 노르보르넨 폴리머), Zeonor (Zeon Corporation 에 의해 제조된 노르보르넨 폴리머) 등을 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체가 부가층을 포함하는 적층체인 경우, 이온 주입층은 임의의 위치에 배치될 수 있지만, 제조 효율 등의 관점에서 성형체의 표면층을 형성하는 것이 바람직하다. 이온 주입층이 성형체의 표면층을 형성하는 경우, 이온 주입층은 부가층의 일 측면에 형성되거나, 또는 부가층의 각 측면에 형성될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는 우수한 가스 배리어성, 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성을 나타낸다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체가 우수한 가스 배리어성을 나타내는데, 그 이유는 그 성형체가 성형체에 이온 주입되지 않은 경우와 비교하여 상당히 낮은 가스 (예를 들어, 수증기) 투과율을 가지기 때문이다. 예를 들어, 온도 40℃ 및 상대습도 90% 에서의 성형체의 수증기 투과율 (즉, 온도 40℃ 및 상대습도 90% 의 조습실에서 성형체 (필름) 를 통과하는 수증기의 양) 은 1.5 g/㎡/day 이하인 것이 바람직하다.

성형체의 가스 (예를 들어, 수증기) 투과율은 공지된 가스 투과율 측정 장치를 사용하여 측정될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는 높은 가시광 투과율에 의해 우수한 투명성을 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체의 가시광 투과율 (파장: 550 nm) 은 80% 이상인 것이 바람직하고, 85%이상인 것이 보다 바람직하다. 성형체의 가시광 투과율은 공지된 자외 가시 근적외 (UV-VIS-NIR) 분광기를 사용하여 측정될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는 우수한 굴곡성을 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체가 우수한 굴곡성을 나타내는데, 그 이유는 예를 들어, 성형체가 스테인리스 스틸 막대 둘레에 권취되고 이온 주입면이 외측으로 배치된 상태에서 원주 방향으로 10 회 회전 (왕복) 되는 경우, 성형체가 열화하지 않기 (예를 들어, 크랙을 생성하지 않기) 때문이다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는 우수한 대전 방지성을 나타낸다. 예를 들어, 본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체가 전하 감쇠 측정 장치를 사용하여 대전되는 경우, 성형체는 짧은 반감기 (즉, 초기 정전압이 50% 까지 감쇠되는데 요구되는 시간) 를 나타낸다.

고저항율계를 사용하여 성형체의 표면 저항율을 측정하는 경우, 성형체는 낮은 표면 저항율을 가진다. 본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체의 표면 저항율은 보통 1.1×10¹⁴ Ω/□이하, 바람직하게는 1.0×10¹⁰∼ 1.05×10¹⁴ Ω/□이다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체는 또한 우수한 표면 평활성을 나타낸다. 본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체의 표면 거칠기 Ra (nm)(측정 영역: 1×1㎛ 또는 25×25㎛) 는 원자간력 현미경 (AFM) 을 사용하여 측정될 수 있다. 측정 영역이 1×1㎛ 인 경우, 성형체의 표면 거칠기 Ra 는 0.35 nm 이하인 것이 바람직하고, 0.3 nm 이하인 것이 보다 바람직하고, 그리고 측정 영역이 25×25㎛ 인 경우, 성형체의 표면 거칠기 Ra 는 3 nm 이하인 것이 바람직하고, 2.3 nm 이하인 것이 보다 바람직하다.

2) 성형체의 제조 방법

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체의 제조 방법은, 폴리유기실록산 화합물 층을 표면에 포함하는 성형물의, 폴리유기실록산 화합물 층에 탄화수소 화합물의 이온을 주입하는 것을 포함한다.

탄화수소 화합물의 이온의 예는, 성형체와 관련하여 상기에서 언급한 것을 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체의 제조 방법에서, 폴리유기실록산 화합물 층을 표면에 포함하는 길이가 긴 성형물을 소정 방향으로 반송하면서, 폴리유기실록산 화합물 층에 탄화수소 화합물의 이온을 주입시키는 것이 바람직하다. 이 구성에 따라서, 예를 들어, 공급 롤에 권취된 길이가 긴 성형물을 소정 방향으로 반송하면서 그 성형물에 이온을 주입할 수 있고, 이후 권취 롤에 권취할 수 있다. 따라서, 이온 주입된 성형체를 연속적으로 제조할 수 있다.

길이가 긴 성형물은 필름 형상이다. 성형체는 폴리유기실록산 화합물 층만을 포함할 수 있거나, 또는 폴리유기실록산 화합물 층 이외에 다른 부가층을 포함할 수도 있다. 부가층의 예는 폴리유기실록산 화합물 이외에 다른 재료로 형성된 기재를 포함한다. 상기에 언급된 부가층이 사용될 수도 있다.

성형물의 두께는 권취/권출 및 공급의 조작성 관점에서, 1 ∼ 500㎛ 인 것이 바람직하고, 5 ∼ 300㎛ 인 것이 보다 바람직하다.

이온은 임의의 방법에 의해 폴리유기실록산 화합물 층에 주입될 수 있다. 플라즈마 이온 주입법에 의해 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 이온 주입층을 형성하는 것이 바람직하다.

플라즈마 이온 주입은, 예를 들어, 탄화수소 화합물 가스를 포함하는 분위기에서 플라즈마를 생성하고, 그리고 폴리유기실록산 화합물 층에 부의 고전압 펄스를 인가함으로써 생성된 탄화수소 화합물의 이온을 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입함으로써 구현될 수 있다.

플라즈마 이온 주입법으로서, (A) 외부 전계를 이용해 발생된 플라즈마에 존재하는 이온을 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입하는 방법, 또는 (B) 폴리유기실록산 화합물 층에 부의 고전압 펄스를 인가함으로써 생성된 전계에 의해 생성된 플라즈마에 존재하는 이온을, 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입하는 방법을 적용하는 것이 바람직하다.

방법 (A) 를 적용하는 경우, 이온 주입 압력 (플라즈마 이온 주입 압력) 을 0.01 ∼ 1 Pa로 설정하는 것이 바람직하다. 플라즈마 이온 주입 압력이 상기 범위 내인 경우, 균일한 이온 주입층이 간편하고 효율적으로 형성될 수 있다. 이것은, 투명성 및 가스 배리어성을 나타내는 이온 주입층을 효율적으로 형성할 수 있게 한다.

방법 (B) 는, 감압도를 증가시킬 필요가 없고, 용이한 조작을 허용하며, 그리고 프로세싱 시간을 상당히 단축시킨다. 또한, 전체 폴리유기실록산 화합물 층이 균일하게 프로세싱될 수 있고, 부의 고전압 펄스 인가시에 플라즈마에 존재하는 이온이 고에너지로 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 연속적으로 주입될 수 있다. 방법 (B) 는 또한, 고주파수 전원 (예를 들어, 무선 주파수 (RF) 전원 또는 마이크로파 전원) 과 같은 특별한 수단을 요구하지 않고, 부의 고전압 펄스를 폴리유기실록산 화합물 층에 인가하는 것만으로, 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 이온 주입층을 균일하게 형성할 수 있다는 점에서 이점을 가진다.

방법 (A) 또는 (B)를 적용하는 경우, 부의 고전압 펄스를 인가할 때 (즉, 이온 주입 동안) 의 펄스폭은 1 ∼ 15μs 인 것이 바람직하다. 펄스폭이 상기 범위 내에 있는 경우, 투명하고 균일한 이온 주입층이 보다 간편하고 효율적으로 형성될 수 있다.

플라즈마를 생성할 때 인가된 전압은, 바람직하게는 -1 ∼ -50 kV, 보다 바람직하게는 -1 ∼ -30 kV, 특히 바람직하게는 -5 ∼ -20 kV이다. 인가 전압이 -1 kV보다 큰 경우에는, 주입량이 불충분하여, 소망하는 성능을 획득할 수 없다. 인가 전압이 -50 kV 보다 작은 경우에는, 성형체가 이온 주입 동안 대전될 수 있거나 또는 성형체가 착색될 수 있다.

플라즈마에 존재하는 이온을 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입하는 경우 플라즈마 이온 주입 장치가 사용된다.

플라즈마 이온 주입 장치의 구체적인 예는 (α) 부의 고전압 펄스를 이온 주입 타겟층에 인가하는 피드-쓰루 (feed-through) 에 고주파 전력을 중첩시킴으로써, 폴리유기실록산 화합물 층(이하, "이온 주입 타겟층"이라 하기도 함) 으로 하여금, 플라즈마에 의해 균일하게 둘러싸이도록 하여, 플라즈마에 존재하는 이온을 유인, 주입, 충돌, 퇴적시키는 장치 (JP-A-2001-26887), (β) 챔버에 안테나를 포함하는 장치로서, 고주파 전력이 인가되어 플라즈마를 발생시키고, 플라즈마가 이온 주입 타겟층 둘레의 영역에 도달한 이후 정 및 부의 펄스가 이온 주입 타겟층에 교대로 인가되어, 그 결과 정의 펄스에 의해 플라즈마에 존재하는 전자를 유인 및 충돌시킴으로써 이온 주입 타겟층을 가열시키고, 펄스 팩터를 제어함으로써 온도를 제어하면서 부의 펄스를 인가하는 것에 의해서, 플라즈마에 존재하는 이온을 유인 및 주입시키는 장치 (JP-A-2001-156013), (γ) 외부 전계 (예를 들어, 마이크로파 고주파 전원) 를 이용해 플라즈마를 발생시키고, 고전압 펄스를 인가함으로써 플라즈마에 존재하는 이온으로 하여금 유인 및 주입되게 하는 플라즈마 이온 주입 장치, (δ) 외부 전계를 이용하지 않고 고전압 펄스를 인가함으로써 생성된 전계에 의해 발생된 플라즈마에 존재하는 이온을 주입하는 플라즈마 이온 주입 장치 등을 포함한다.

플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 또는 (δ) 가 간편한 조작을 허용하고, 프로세싱 시간을 상당히 단축시키고, 그리고 연속적으로 사용될 수 있기 때문에, 플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 또는 (δ) 를 사용하는 것이 바람직하다.

이하, 플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 또는 (δ)를 사용하는 방법을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 플라즈마 이온 주입 장치 (γ) 를 포함하는 연속적 플라즈마 이온 주입 장치를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 1(a)에서, 도면 부호 1a는 폴리유기실록산 화합물 층을 표면에 포함하는 길이가 긴 필름 형상의 성형물 (이하, "필름"이라 하기도 함) 을 나타내고, 도면 부호 11a는 챔버를 나타내고, 도면 부호 20a는 터보-분자 펌프를 나타내고, 도면 부호 3a는 이온 주입 전에 필름 (1a) 이 권취되는 공급 롤을 나타내고, 도면 부호 5a는 이온 주입된 필름 (성형체)(1b) 이 권취되는 권취 롤을 나타내고, 도면 부호 2a는 고전압 로터리 캔을 나타내고, 도면 부호 6a는 구동 롤을 나타내고, 도면 부호 10a는 가스 도입구를 나타내고, 도면 부호 7a는 고전압 펄스 전원을 나타내며, 그리고 도면 부호 4는 플라즈마 방전 전극 (외부 전계) 을 나타낸다. 도 1(b)는 고전압 로터리 캔 (2a) 을 나타내는 사시도이며, 여기서 도면 부호 15는 고전압 인가 단자 (피드-쓰루) 를 나타낸다.

폴리유기실록산 화합물 층을 표면에 포함하는 길이가 긴 필름 (1a) 은, 폴리유기실록산 화합물 층이 기재 (또는 부가층) 상에 형성되어 있는 필름이다.

도 1에 나타낸 연속적 플라즈마 이온 주입 장치에서, 필름 (1a) 은 챔버 (11a) 내측에서 화살표 방향 X로 공급 롤 (3a) 로부터 반송되고, 고전압 로터리 캔 (2a) 를 통과하며, 그리고 권취 롤 (5a) 에 권취된다. 필름 (1a) 은 임의의 방법에 의해 권취 및 반송될 수 있다. 일 실시형태에서, 필름 (1a) 은 고전압 로터리 캔 (2a) 을 일정한 속도로 회전시킴으로써 반송된다. 고전압 로터리 캔 (2a) 은, 고전압 인가 단자 (15) 의 중심축 (13) 을 모터를 사용하여 회전시킴으로써 회전된다.

고전압 인가 단자 (15), 필름 (1a) 과 접촉하게 되는 구동 롤 (6a) 등은 절연체로 형성된다. 예를 들어, 고전압 인가 단자 (15), 구동 롤 (6a) 등은, 알루미나 표면을 수지 (예를 들어, 폴리테트라플루오로에틸렌) 로 코팅함으로써 형성된다. 고전압 로터리 캔 (2a) 은 도체 (예를 들어, 스테인리스 스틸) 로 형성된다.

필름 (1a) 의 반송 속도는 적절히 설정될 수 있다. 필름 (1a) 의 반송 속도는, 필름 (1a) 이 공급 롤 (3a) 로부터 반송되어 권취 롤 (5a) 에 권취되는 때 소망하는 이온 주입층이 형성되도록, 이온이 필름 (1a) 의 표면 (폴리유기실록산 화합물 층) 에 주입되는 한, 특별히 한정되지 않는다. 필름 권취 속도 (라인 속도) 는, 인가 전압, 장치 크기 등에 의존하여 결정되지만, 보통 0.1 ∼ 3 m/min, 바람직하게 0.2 ∼ 2.5 m/min 이다.

챔버 (11a) 내측의 압력은, 로터리 펌프에 접속된 터보-분자 펌프 (20a) 를 사용하여 챔버 (11a) 로부터 공기를 배기함으로써 감소된다. 감압도는 보통 1×10^-4 ∼ 1 Pa 이고, 바람직하게는 1×10^-3∼ 1×10^-2 Pa이다.

이온 주입 가스 (예를 들어, 메탄 가스) 는 이후 가스 도입구 (10a) 를 통해 챔버 (11a) 로 도입되어, 챔버 (11a) 가 감압하에서 이온 주입 가스의 분위기로 설정된다.

플라즈마는 이후 플라즈마 방전 전극 (4)(외부 전계) 을 사용하여 발생된다. 플라즈마는 고주파 전원 (예를 들어, RF 전원 또는 마이크로파 전원) 을 사용하는 공지된 방법에 의해 발생될 수 있다.

부의 고전압 펄스 (9a) 가 고전압 인가 단자 (15) 를 통해, 고전압 로터리 캔 (2a) 에 접속된 고전압 펄스 전원 (7a) 으로부터 인가된다. 부의 고전압 펄스 (9a) 가 고전압 로터리 캔 (2a) 에 인가되는 경우, 플라즈마에 존재하는 이온이 유인되어 고전압 로터리 캔 (2a) 주위의 필름의 표면에 주입된다 (도 1(a)에서, 화살표 Y).

이온 주입 동안의 압력 (즉, 챔버 (11a) 내의 플라즈마 가스의 압력) 은 0.01 ∼ 1 Pa 인 것이 바람직하다. 이온 주입 동안의 펄스폭은 1 ∼ 15μs 인 것이 바람직하다. 고전압 로터리 캔 (2a) 에 부의 고전압을 인가할 때의 인가 전압은 -1 ∼ -50 kV인 것이 바람직하다.

이하, 도 2에 나타낸 연속적 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하여, 폴리유기실록산 화합물 층을 표면에 포함하는 필름의, 폴리유기실록산 화합물 층에 이온 주입하는 방법을 설명한다.

도 2에 나타낸 장치는 (δ)에 기재된 플라즈마 이온 주입 장치를 포함한다. 플라즈마 이온 주입 장치는, 외부 전계 (즉, 도 1에 도시된 플라즈마 방전 전극 (4)) 를 이용하지 않고 고전압 펄스에 의해 전계를 인가함으로써 플라즈마를 발생시킨다.

도 2에 나타낸 연속적 플라즈마 이온 주입 장치에서, 필름 (1c)(필름 형상의 성형물) 은 고전압 로터리 캔 (2b) 를 회전시킴으로써 도 2에 나타낸 화살표 방향 X로 반송되고, 권취 롤 (5b) 에 권취된다. 도면 부호 6b는 구동 롤을 나타내는 것임에 유의한다.

도 2에 나타낸 연속적 플라즈마 이온 주입 장치는, 하기와 같이 필름에 포함된 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 이온을 주입한다.

필름 (1c) 은, 도 1에 도시된 플라즈마 이온 주입 장치와 동일한 방식으로 챔버 (11b) 에 배치된다. 챔버 (11b) 내측의 압력은, 로터리 펌프에 접속된 터보-분자 펌프 (20b) 를 사용하여 챔버 (11b) 로부터 공기를 배기함으로써 감소된다. 이온 주입 가스 (예를 들어, 메탄 가스) 는 가스 도입구 (10b) 를 통해 챔버 (11b) 내로 도입되어, 챔버 (11b) 가 감압하에서 이온 주입 가스로 충전된다.

이온 주입 동안의 압력 (즉, 챔버 (11b) 내측의 플라즈마 가스의 압력) 은 10Pa 이하이고, 바람직하게는 0.01 ∼ 5Pa 이며, 보다 바람직하게는 0.01 ∼ 1Pa 이다.

고전압 펄스 (9b) 는, 도 2에 도시된 X 방향으로 필름 (1c) 을 반송시키는 동안, 고전압 인가 단자를 통해, 고전압 로터리 캔 (2b) 에 접속된 고전압 펄스 전원 (7b) 으로부터 인가된다.

부의 고전압 펄스가 고전압 로터리 캔 (2b) 에 인가되는 경우, 플라즈마는 고전압 로터리 캔 (2b) 주위에 배치된 필름 (1c) 을 따라 발생되고, 그리고 플라즈마에 존재하는 이온 주입 가스의 이온이 유인되어, 고전압 로터리 캔 (2b) 주위의 성형체 필름 (1c) 의 표면에 주입된다 (도 2의 화살표 Y). 이온이 필름 (1c) 에 포함된 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입된 경우에는, 이온 주입층이 필름의 표면에 형성된다. 이로써 필름 형상 적층체 (1d) 가 획득된다.

부의 고전압 펄스를 고전압 로터리 캔 (2b) 에 인가할 때 채택된 인가 전압 및 펄스폭, 그리고 이온 주입 동안 채택된 압력은, 도 1에 도시된 연속적 플라즈마 이온 주입 장치를 사용할 때 채택된 것과 동일하다.

도 2에 도시된 플라즈마 이온 주입 장치에서는, 고전압 펄스 전원이 플라즈마 발생 수단으로서도 또한 기능하기 때문에, 고주파 전원 (예를 들어, RF 전원 또는 마이크로파 전원) 등의 특별한 수단이 불필요하다. 부의 고전압 펄스를 인가하는 것만으로, 플라즈마에 존재하는 이온을 폴리유기실록산 화합물 층의 표면에 주입함으로써, 이온 주입층을 연속적으로 형성할 수 있다. 따라서, 이온 주입층이 필름의 표면에 형성되는 성형체가 대량 제조될 수 있다.

3) 전자 디바이스용 부재 및 전자 디바이스

본 발명의 일 실시형태에 의한 전자 디바이스용 부재는, 본 발명의 일 실시형태에 따른 성형체를 포함한다. 따라서, 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자 디바이스용 부재는 우수한 가스 배리어성을 나타내므로, 가스 (예를 들어, 수증기) 에 의한 소자 (부재) 의 열화가 방지될 수 있다. 또한, 전자 디바이스용 부재는 우수한 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성을 나타내므로, 그 전자 디바이스용 부재는 액정 디스플레이 및 EL 디스플레이용 디스플레이 부재; 태양전지용 부재 등으로서 적합하게 사용될 수 있다. 태양전지용 부재로서, 그 전자 디바이스 부재는 가스 배리어성이 요구되는 태양전지 백시트로서 또한 사용될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 전자 디바이스는 본 발명의 일 실시형태에 의한 전자 디바이스용 부재를 포함한다. 전자 디바이스의 구체적인 예는, 액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 무기 EL 디스플레이, 전자 페이퍼, 태양전지 등을 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 의한 전자 디바이스는 본 발명의 일 실시형태에 의한 성형체를 포함하는 전자 디바이스용 부재를 포함하기 때문에, 그 전자 디바이스는 우수한 가스 배리어성, 투명성, 굴곡성, 대전 방지성 및 표면 평활성을 나타낸다.

실시예

이하, 실시예를 통해 본 발명을 더욱 설명한다. 본 발명이 하기 실시예에 한정되지 않음에 유의한다.

이 실시예에 이용된 플라즈마 이온 주입 장치, 수증기 투과율 측정 장치, 수증기 투과율 측정 조건, 가시광 투과율 측정 장치, 굴곡성 시험 방법, 정전압 측정 장치, 표면 저항율 측정 장치, 및 표면 평활성 평가는 다음과 같다. 외부 전계를 이용하여 이온을 주입하는 장치가 플라즈마 이온 주입 장치로 사용되었음에 유의한다.

플라즈마 이온 주입 장치

RF 전원: JEOL Ltd. 에 의해 제조된 "RF56000"

고전압 펄스 전원: Kurita Seisakusho Co., Ltd. 에 의해 제조된 "PV-3-HSHV-0835"

(수증기 투과율 측정 장치)

투과율 측정기: LYSSY 에 의해 제조된 "L89-500"

측정 조건: 온도: 40℃, 상대습도: 90%

가시광 투과율 측정 장치

자외 가시 근적외 (UV-VIS-NIR) 분광기 (Shimadzu Corporation 에 의해 제조된 "UV-3600") 를 이용해 투과율 (파장: 550 nm) 을 측정했다.

굴곡성 시험

이온 주입층의 측면 (비교예 1 및 2에서의 실리콘 이형제층, 비교예 3에서의 폴리페닐실세스퀴옥산층, 및 비교예 4에서의 실리콘 질화물 필름) 이 막대의 외측을 향하도록 성형체를 3mm의 직경을 가지는 스테인리스 스틸 막대에 권취하고, 원주 방향으로 10 회 회전 (왕복) 시켰다. 이후 크랙의 유무는 광학 현미경 (Keyence Corporation 에 의해 제조)(배율: 2000) 을 사용하여 결정되었다. 크랙이 관측되지 않은 경우를 "없음"으로 나타내고, 크랙이 관측된 경우를 "발생"으로 표시한다.

정전압 측정 장치

이온 주입층의 측면 (비교예 1 및 2에서의 실리콘 이형제층, 비교예 3에서의 폴리페닐실세스퀴옥산층, 및 비교예 4에서의 실리콘 질화물 필름) 이 상측을 향하하도록 성형체를 전하 감쇠 측정 장치 (Shishido Electrostatic, Ltd. 에 의해 제조된 "STATIC HONESTMETER Type S-5109") 의 턴테이블 상에 배치하고, 성형체를 1300 rpm 으로 회전시키면서 출력전압 10 kV 에서 대전시켰다. 초기 정전압 (mV), 반감기 (즉, 초기 정전압이 50%까지 감쇠되는데 요구되는 시간), 및 60초 경과후의 정전압을 측정했다. 반감기가 60초 이상인 경우를 "60초 이상"으로 나타낸다.

표면 저항율 측정 장치

성형체의 이온 주입층 (측면)(비교예 1 및 2에서의 실리콘 이형제층, 비교예 3에서의 폴리페닐실세스퀴옥산층, 및 비교예 4에서의 실리콘 질화물 필름) 의 표면 저항율은 고저항율계 (Mitsubishi Chemical Corporation 에 의해 제조된 "Hiresta UP MCP-HT450") 를 사용하여 측정하였다. 표면 저항율이 1.0×10¹⁵Ω/□ 이상인 경우를 "1.0×10¹⁵Ω/□"로 나타낸다.

표면 평활성의 평가

성형체의 이온 주입층 (측면) 의 표면 거칠기 Ra (nm)(측정 영역: 1×1㎛ (1㎛□) 및 25×25㎛ (25㎛□)) 는 원자간력 현미경 (AFM)(SII NanoTechnology Inc. 에 의해 제조된 "SPA300HV") 을 사용하여 측정하였다.

실시예 1

주성분으로서 폴리디메틸실록산을 포함하는 실리콘 이형제 1 (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 에 의해 제조된 "KS847")(폴리유기실록산 화합물) 을, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 필름 (PET 필름)(Mitsubishi Plastics, Inc. 에 의해 제조된 "PET38T-300", 두께: 38㎛)(기재) 에 도포하였다. 실리콘 이형제를 120℃에서 2분간 가열하여 PET 필름 상에 폴리디메틸실록산 함유층 (두께: 100nm) 을 형성하였다. 이로써 성형물을 획득하였다. 도 1에 도시된 플라즈마 이온 주입 장치를 사용하여 폴리디메틸실록산 함유층의 표면에 메탄 (CH₄) 을 주입하여 성형체 1을 획득하였다.

하기의 플라즈마 이온 주입 조건을 적용하였다.

듀티비: 0.5%

반복 주파수: 1000Hz

인가 전압: -10kV

RF 전원: 주파수: 13.56MHz, 인가 전력: 1000W

챔버 내압: 0.2Pa

펄스 폭: 5μs

프로세싱 시간 (이온 주입 시간): 5분

가스 유량: 100ccm

실시예 2

성형체 2는, 폴리유기실록산 화합물로서, 실리콘 이형제 1 대신에 페닐트리메톡시실란 (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd. 에 의해 제조, 이하 "실리콘 이형제 2"라 하기도 함) 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 3

성형체 3은, 폴리유기실록산 화합물로서, 실리콘 이형제 1 대신에 폴리페닐실세스퀴옥산 (Konishi Chemical Inc Co., Ltd. 에 의해 제조된 "SR-23") 을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 4

성형체 4는, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 아세틸렌을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 5

성형체 5는, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 아세틸렌을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 6

성형체 6은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 아세틸렌을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 7

성형체 7은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 톨루엔을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 8

성형체 8은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 톨루엔을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 9

성형체 9는, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 톨루엔을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방식으로 획득되었다.

실시예 10

성형체 10은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 에틸렌을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 획득되었다.

참고예 1

성형체 1r은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 아르곤을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 획득되었다.

참고예 2

성형체 2r은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 아르곤을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방식으로 획득되었다.

참고예 3

성형체 3r은, 이온 주입 가스로서 메탄 대신에 아르곤을 사용하는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방식으로 획득되었다.

비교예 1

이온 주입을 수행하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 성형체를 획득하였다. 구체적으로, 실리콘 이형제 1의 층을 PET 필름 상에 형성하여 성형체 1c를 획득하였다.

비교예 2

이온 주입을 수행하지 않는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방식으로 성형체를 획득하였다. 구체적으로, 실리콘 이형제 2의 층을 PET 필름 상에 형성하여 성형체 2c를 획득하였다.

비교예 3

이온 주입을 수행하지 않는 것을 제외하고, 실시예 3과 동일한 방식으로 성형체를 획득하였다. 구체적으로, 폴리페닐실세스퀴옥산 층을 PET 필름 상에 형성하여 성형체 3c를 획득하였다.

비교예 4

실리콘 질화물 (Si₃N₄) 필름 (두께: 50nm) 을 스퍼터링법에 의해 PET 필름 상에 형성하여 성형체 4c를 획득하였다.

비교예 5

PET 필름에 폴리유기실록산 화합물을 도포하지 않는 것을 제외하고, 실시예 1과 동일한 방식으로 성형체를 획득하였다. 구체적으로, 메탄 이온을 플라즈마 이온 주입에 의해 PET 필름의 표면에 주입하여 성형체 5c를 획득하였다.

비교예 6

PET 필름에 폴리유기실록산 화합물을 도포하지 않는 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방식으로 성형체를 획득하였다. 구체적으로, 아세틸렌 이온을 플라즈마 이온 주입에 의해 PET 필름의 표면에 주입하여 성형체 6c를 획득하였다.

비교예 7

PET 필름에 폴리유기실록산 화합물을 도포하지 않는 것을 제외하고, 실시예 7과 동일한 방식으로 성형체를 획득하였다. 구체적으로, 톨루엔 이온을 PET 필름의 표면에 주입하여 성형체 7c를 획득하였다.

실시예 1 ∼ 10, 참고예 1 ∼ 3, 및 비교예 5 ∼ 7에 있어서, 이온 주입층이 형성되었는지의 여부는 XPS 측정 장치 (ULVAC-PHI, Incorporated 에 의해 제조) 를 사용하여 표면으로부터 약 10 nm 깊이의 영역에서 원소 분석을 수행함으로써 결정되었다.

실시예 1 ∼ 10, 참고예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 7에서 획득된 성형체 1 ∼ 10, 1r ∼ 3r, 및 1c ∼ 7c 의 수증기 투과율, 굴곡성, 가시광 투과율, 정전압, 및 표면 저항율을 측정했다. 그 결과는 표 1에 나타낸다.

실시예 1 ∼ 10, 참고예 1 ∼ 3 및 비교예 1 ∼ 7에서 획득된 성형체 1 ∼ 10, 1r ∼ 3r, 및 1c ∼ 7c는 또한 표면 평활성 평가 시험을 실시하였다. 그 결과는 표 2에 나타낸다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 ∼ 10에서 획득된 성형체 1 ∼ 10는, 비교예 1 ∼ 3 및 5 ∼ 7에서 획득된 성형체 1c ∼ 3c 및 5c ∼ 7c 과 비교하여 낮은 수증기 투과율 (즉, 우수한 가스 배리어성) 을 가졌다. 실시예 4 ∼ 10에서 획득된 성형체 4 ∼ 10은, 비교예 1 ∼ 5에서 획득된 성형체 1c ∼ 5c 와 비교하여 낮은 정전압 및 표면 저항율 (즉, 우수한 대전 방지성) 을 가졌다.

실시예 1 ∼ 10에서 획득된 성형체는 굴곡성 시험 동안 크랙을 발생시키지 않았고, 무기 필름이 형성되어 있는 비교예 4에서 획득된 성형체 4c와 비교하여 우수한 굴곡성을 나타냈다.

표 2에 나타낸 바와 같이, 실시예 1 ∼ 10에서 획득된 성형체 1 ∼ 10는 비교예 1 ∼ 7에서 획득된 성형체 1c ∼ 7c와 비교하여 우수한 표면 평활성을 나타냈다.

이로써, 우수한 가스 배리어성, 투명성, 대전 방지성, 굴곡성 및 표면 평활성을 나타내는 성형체가, 탄화수소 화합물의 이온을 적절한 조건하에서 주입함으로써 획득될 수 있다는 것이 확인되었다.

1a, 1c: 필름 형상의 성형물, 1b, 1d: 필름 형상의 성형체, 2a, 2b: 로터리 캔, 3a, 3b: 공급 롤, 4: 플라즈마 방전 전극, 5a, 5b: 권취 롤, 6a, 6b: 구동 롤, 7a, 7b: 펄스 전원, 9a, 9b: 고전압 펄스, 10a, 10b: 가스 도입구, 11a, 11b: 챔버

Claims

폴리유기실록산 화합물 함유층에 플라즈마 이온 주입법에 의해 알켄 가스류, 알카디엔 가스류, 알킨 가스류 및 방향족 탄화수소 가스류에서 선택되는 탄화수소 화합물의 이온을 주입함으로써 획득된 층을 포함하는, 성형체.
제 1 항에 있어서,
상기 성형체는 온도 40℃ 및 상대습도 90% 에서의 수증기 투과율이 1.5 g/㎡/day 이하인, 성형체.
제 1 항에 기재된 성형체의 제조 방법으로서,
폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면에 포함하는 성형물의, 상기 폴리유기실록산 화합물 함유층의 표면에 플라즈마 이온 주입법에 의해 알켄 가스류, 알카디엔 가스류, 알킨 가스류 및 방향족 탄화수소 가스류에서 선택되는 탄화수소 화합물의 이온을 주입하는 단계를 포함하는, 성형체의 제조 방법.
제 3 항에 있어서,
상기 폴리유기실록산 화합물 함유층을 표면에 포함하는 길이가 긴 성형물을 소정 방향으로 반송하면서, 상기 폴리유기실록산 화합물 함유층에 플라즈마 이온 주입법에 의해 알켄 가스류, 알카디엔 가스류, 알킨 가스류 및 방향족 탄화수소 가스류에서 선택되는 상기 탄화수소 화합물의 이온을 주입하는 단계를 포함하는, 성형체의 제조 방법.
제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 성형체를 포함하는, 전자 디바이스용 부재.
제 5 항에 기재된 전자 디바이스용 부재를 포함하는, 전자 디바이스.
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