KR102689065B1 - Manufacturing method for making flexible polyimide film, the film and display substrate comprising the film - Google Patents
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Abstract
본 발명은 나노사이즈의 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법, 상기 플렉서블 폴리이미드 필름 및 상기 필름을 포함하는 디스플레이 기판에 관한 것이다. 상기 폴리이미드 필름은 스핀코팅에 의해 형성되며, 경도 및 모듈러스가 동시에 만족되는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for manufacturing a nano-sized flexible polyimide film, the flexible polyimide film, and a display substrate containing the film. The polyimide film is formed by spin coating and is characterized by satisfying both hardness and modulus.
Description
본 발명은 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법, 상기 제조방법으로 제조된 필름 및 상기 필름을 포함하는 디스플레이 기판에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method of a flexible polyimide film, a film manufactured by the manufacturing method, and a display substrate including the film.
박형 표시 장치는 터치 스크린 패널(touch screen panel) 형태로 구현되어, 스마트폰(smart phone), 태블릿(tablet)PC, 각종 웨어러블 기기(wearable device)에 이르기까지 각종 스마트 기기(smart device)에 사용되고 있다.Thin display devices are implemented in the form of touch screen panels and are used in various smart devices, including smart phones, tablet PCs, and various wearable devices. .
이러한 터치 스크린 패널을 사용하는 표시 장치들은 스크래치 또는 외부 충격으로부터 디스플레이 패널을 보호하기 위하여 디스플레이 패널 위에 강화유리나 플라스틱 필름을 포함하는 윈도우 커버를 구비하고 있다. 그러나 강화 유리는 경량화에 적합하지 못하고, 외부 충격에 취약한 문제점이 있다. Display devices using such touch screen panels are equipped with a window cover containing tempered glass or plastic film over the display panel to protect the display panel from scratches or external impacts. However, tempered glass is not suitable for lightweighting and has the problem of being vulnerable to external shocks.
플라스틱의 경우에는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에테르설폰(PES), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 폴리아크릴레이트(PAR), 폴리카보네이트(PC), 폴리이미드(PI), 폴리아라미드(PA) 등을 사용하고 있으며, 특히 고온고습 조건에서도 기계적인 물성 및 광학물성의 변화가 적은 폴리이미드계 필름의 요구가 증가하고 있다.In the case of plastics, polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyethylene naphthalate (PEN), polyacrylate (PAR), polycarbonate (PC), polyimide (PI), polyaramid (PA), etc. is being used, and in particular, the demand for polyimide-based films that show little change in mechanical and optical properties even under high temperature and high humidity conditions is increasing.
다만 종래 방식으로 제조된 폴리이미드필름은, 경도면에서는 우수하였으나 유연한 특성을 가지기 위한 모듈러스를 갖지 못하여, 터치펜의 압력에 의해 스크래치가 발생하는 문제도 발생하였다.However, the polyimide film manufactured in a conventional manner was excellent in terms of hardness, but did not have the modulus to have flexible characteristics, and there was a problem of scratches occurring due to the pressure of the touch pen.
본 발명의 목적은 나노사이즈를 가져, 경도 및 모듈러스가 동시에 만족되는 폴리이미드 필름의 제조방법을 제공하는데 있다.The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a polyimide film that has a nano size and satisfies both hardness and modulus.
본 발명은 폴리이미드를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 폴리이미드층을 형성하는 단계(S1);The present invention includes the steps of forming a polyimide layer by spin-coating a solution containing polyimide (S1);
상기 폴리이미드 층 상에 광학적 투명 소재(OCR)를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 OCR층을 형성하는 단계(S2); 및Forming an OCR layer by spin coating a solution containing an optically transparent material (OCR) on the polyimide layer (S2); and
상기 OCR층 상에 폴리이미드를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 폴리이미드층을 형성하는 단계(S3)를 포함하고, A step (S3) of forming a polyimide layer by spin-coating a solution containing polyimide on the OCR layer,
상기 S2 단계에서 스핀코팅은,Spin coating in step S2 is,
60 ℃ 이상의 온도에서 9000 rpm 이상의 속도로 수행되는 것인, 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법을 제공한다.A method for manufacturing a flexible polyimide film is provided, which is performed at a temperature of 60° C. or higher and a speed of 9000 rpm or higher.
본 발명의 일구현예로, 상기 S1 단계 및 S2 단계는 복수회 반복되는 것을 특징으로 한다.In one embodiment of the present invention, steps S1 and S2 are repeated multiple times.
본 발명의 다른 구현예로, 상기 S1 및 S3 단계에서 스핀코팅은, 상온에서 2000 rpm 이상의 속도로 수행되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, spin coating in steps S1 and S3 is performed at room temperature at a speed of 2000 rpm or more.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 폴리이미드를 포함하는 용액은, 폴리이미드 및 용매가 5:5 내지 5:1의 중량비율로 혼합된 용액인 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the solution containing the polyimide is characterized in that the polyimide and the solvent are mixed in a weight ratio of 5:5 to 5:1.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 OCR을 포함하는 용액은, 용매를 50 내지 70 중량% 포함하는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the solution containing the OCR is characterized in that it contains 50 to 70% by weight of solvent.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 폴리이미드층은, 10 내지 1000 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the polyimide layer is characterized by having a thickness of 10 to 1000 nm.
본 발명의 또다른 구현예로, 상기 OCR층은, 10 내지 1000 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, the OCR layer is characterized by having a thickness of 10 to 1000 nm.
또한, 본 발명은 상기 제조방법으로 제조된, 플렉서블 폴리이미드 필름을 제공한다.Additionally, the present invention provides a flexible polyimide film manufactured by the above manufacturing method.
아울러, 본 발명은 상기 필름을 포함하는 디스플레이 기판을 제공한다.In addition, the present invention provides a display substrate including the film.
본 발명의 제조방법에 의해 제조된 플렉서블 폴리이미드 필름은, 폴리이미드층 및 OCR층이 교대로 형성된 구조를 갖는 것으로, 각 층이 나노레벨의 사이즈를 갖고 있으므로 터치용 디스플레이 기판에 활용될 때 내스크래치성이 우수한 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 제조방법에 의해 제조된 폴리이미드 필름은 경도와 모듈러스가 동시에 만족될 수 있다.The flexible polyimide film manufactured by the manufacturing method of the present invention has a structure in which polyimide layers and OCR layers are formed alternately, and each layer has a nano-level size, so it is scratch-resistant when used in a touch display substrate. It is characterized by excellent properties. In addition, the polyimide film manufactured by the above manufacturing method can satisfy both hardness and modulus.
도 1은 스핀코팅 회전속도에 따른 폴리이미드층의 두께를 측정한 결과를 나타낸 도면이다.
도 2는 폴리이미드층의 단면을 확인한 사진을 나타낸 것이다.
도 3은 용매의 함량에 따른 OCR층의 두께를 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 OCR층의 단면을 확인한 사진을 나타낸 것이다.
도 5는 온도에 따른 OCR층의 두께를 확인한 사진을 나타낸 것이다.
도 6은 온도에 따른 OCR층의 두께의 변화를 확인한 그래프를 나타낸 것이다.
도 7은 스핀코팅의 회전속도에 따른 OCR층의 두께를 확인한 사진을 나타낸 것이다.
도 8은 스핀코팅의 회전속도에 따른 OCR층의 두께의 변화를 확인한 그래프를 나타낸 것이다.
도 9는 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 3중층 구조의 필름을 나타낸 것이다.
도 10은 본 발명의 제조방법에 의해 제조된 5중층 구조의 필름을 나타낸 것이다.
도 11은 실시예에서 제조한 필름의 곡률반경을 측정한 결과를 나타낸 것이다.
도 12a는 실시예에서 제조한 PI 필름의 내스크래치성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 12b는 실시예에서 제조한 3 layer(PI-OCR-PI) 필름의 내스크래치성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 12c는 실시예에서 제조한 5 layer(PI-OCR-PI-OCR-PI) 필름의 내스크래치성을 확인한 결과를 나타낸 것이다.
도 12d는 실시예에서 제조한 필름들의 내스크래치성을 확인한 결과를 종합하여 나타낸 것이다.Figure 1 is a diagram showing the results of measuring the thickness of the polyimide layer according to spin coating rotation speed.
Figure 2 shows a photograph confirming the cross section of the polyimide layer.
Figure 3 shows the results of measuring the thickness of the OCR layer according to the solvent content.
Figure 4 shows a photograph confirming the cross section of the OCR layer.
Figure 5 shows a photograph confirming the thickness of the OCR layer according to temperature.
Figure 6 shows a graph confirming the change in thickness of the OCR layer according to temperature.
Figure 7 shows a photograph confirming the thickness of the OCR layer according to the rotation speed of spin coating.
Figure 8 shows a graph confirming the change in thickness of the OCR layer according to the rotation speed of spin coating.
Figure 9 shows a film with a triple-layer structure manufactured by the manufacturing method of the present invention.
Figure 10 shows a film with a five-layer structure manufactured by the manufacturing method of the present invention.
Figure 11 shows the results of measuring the radius of curvature of the film manufactured in Example.
Figure 12a shows the results of confirming the scratch resistance of the PI film manufactured in Example.
Figure 12b shows the results of confirming the scratch resistance of the 3-layer (PI-OCR-PI) film prepared in the example.
Figure 12c shows the results of confirming the scratch resistance of the 5 layer (PI-OCR-PI-OCR-PI) film prepared in the example.
Figure 12d shows the results of confirming the scratch resistance of the films manufactured in Examples.
본 발명은 폴리이미드를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 폴리이미드층을 형성하는 단계(S1);The present invention includes the steps of forming a polyimide layer by spin-coating a solution containing polyimide (S1);
상기 폴리이미드 층 상에 광학적 투명 소재(OCR)를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 OCR층을 형성하는 단계(S2); 및Forming an OCR layer by spin coating a solution containing an optically transparent material (OCR) on the polyimide layer (S2); and
상기 OCR층 상에 폴리이미드를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 폴리이미드층을 형성하는 단계(S3)를 포함하고, A step (S3) of forming a polyimide layer by spin-coating a solution containing polyimide on the OCR layer,
상기 S2 단계에서 스핀코팅은,Spin coating in step S2 is,
60 ℃ 이상의 온도에서 9000 rpm 이상의 속도로 수행되는 것인, 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법을 제공한다.A method for manufacturing a flexible polyimide film is provided, which is performed at a temperature of 60° C. or higher and a speed of 9000 rpm or higher.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 의해 제조된 플렉서블 폴리이미드 필름과, 상기 필름을 포함하는 디스플레이 기판을 제공할 수 있다.Additionally, the present invention can provide a flexible polyimide film manufactured by the above manufacturing method and a display substrate including the film.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명은, 디스플레이 기판에 사용될 수 있는 폴리이미드 필름을 제공하는 것으로, 상기 폴리이미드 필름은 여러 층이 적층된 구조를 가질 수 있고, 폴리이미드층 사이에 OCR층이 형성된 것일 수 있다. The present invention provides a polyimide film that can be used in a display substrate. The polyimide film may have a structure in which several layers are stacked, and an OCR layer may be formed between the polyimide layers.
본 발명에서 폴리이미드 필름은, S1 단계 및 S2 단계를 복수 회로 반복하여 폴리이미드층과 OCR층이 교대로 적층되는 구조를 갖는 것으로, 상기 폴리이미드 및 OCR은 모두, 광학적으로 투명(Optically Clear)한 것을 특징으로 한다. In the present invention, the polyimide film has a structure in which polyimide layers and OCR layers are alternately stacked by repeating steps S1 and S2 multiple times, and both the polyimide and OCR are optically clear. It is characterized by
상기 OCR(Optically Clear Resin)은, 폴리이미드층 사이에서 접착제로서 기능할 수 있는 것으로, 폴리우레탄, 에폭시, 실리콘, 또는 폴리아크릴레이트 소재로 제조된 것일 수 있으나, 광학적으로 투명한 것이라면 상기 소재들에 제한되는 것은 아니다. The OCR (Optically Clear Resin) can function as an adhesive between polyimide layers and may be made of polyurethane, epoxy, silicone, or polyacrylate materials, but if it is optically transparent, it is limited to these materials. It doesn't work.
상기 필름의 각층들은, 스핀코팅에 의해서 형성되는 것으로, 스핀코팅은 플레이트 위에 코팅을 위한 소재를 도포한 후 이를 회전시킴으로써 수행되는 것이다. 본 발명에서 스핀코팅은 통상의 스핀코터를 통해 수행될 수 있다.Each layer of the film is formed by spin coating, which is performed by applying a coating material on a plate and then rotating it. In the present invention, spin coating can be performed using a conventional spin coater.
본 발명의 일구현예로서, 상기 S2 단계에서 스핀코팅은, 60 ℃ 이상의 온도에서 9000 rpm 이상의 속도로 수행될 수 있고, 바람직하게는 60 ℃ 내지 300 ℃의 온도에서 9000 rpm 내지 30000 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 이와 관련하여 본 발명의 도 5 및 도 7에서는 상기 조건에 의해, 1000nm 이하의 나노사이즈의 두께를 갖는 OCR 층이 생성되는 것을 확인한바 있다. 다만 상기 OCR 소재가 실리콘일 경우에는 온도를 가하지 않을 수 있다.As an embodiment of the present invention, spin coating in step S2 may be performed at a temperature of 60 ℃ or higher and a speed of 9,000 rpm or higher, and preferably at a temperature of 60 ℃ to 300 ℃ and a speed of 9,000 rpm to 30,000 rpm. It can be done. In relation to this, it has been confirmed in FIGS. 5 and 7 of the present invention that an OCR layer having a nano-sized thickness of 1000 nm or less is created under the above conditions. However, if the OCR material is silicon, temperature may not be applied.
본 발명의 다른 구현예로서, 상기 S1 및 S3 단계에서 스핀코팅은, 상온에서 2000 rpm 이상의 속도로 수행될 수 있고, 바람직하게는 2000 rpm 내지 30000 rpm의 속도로 수행될 수 있다. 이와 관련하여 본 발명의 도 1 에서는 상기 조건에 의해, 1000nm 이하의 나노사이즈의 두께를 갖는 폴리이미드 층이 생성되는 것을 확인한바 있다.As another embodiment of the present invention, spin coating in steps S1 and S3 may be performed at room temperature at a speed of 2000 rpm or more, and preferably at a speed of 2000 rpm to 30000 rpm. In relation to this, in Figure 1 of the present invention, it has been confirmed that a polyimide layer having a nano-sized thickness of 1000 nm or less is produced under the above conditions.
본 발명의 또다른 구현예로서, 상기 폴리이미드를 포함하는 용액은, 폴리이미드 및 용매가 5:5 내지 5:1의 중량비율로 혼합된 용액을 사용할 수 있다. 바람직하게는 5:4.5 내지 5:3.5의 비율로 혼합된 용액의 점도에 의해, 얇은 두께의 폴리이미드층이 형성될 수 있다.As another embodiment of the present invention, the solution containing the polyimide may be a solution in which polyimide and a solvent are mixed in a weight ratio of 5:5 to 5:1. Preferably, a thin polyimide layer can be formed due to the viscosity of the solution mixed at a ratio of 5:4.5 to 5:3.5.
본 발명의 또다른 구현예로서, 상기 OCR을 포함하는 용액은, 용매를 50 내지 70 중량% 로 포함하는 것일 수 있다. 상기와 같은 범위로 용매를 포함하는 용액의 점도에 의해, 얇은 두께의 OCR층이 형성될 수 있다.As another embodiment of the present invention, the solution containing the OCR may contain 50 to 70% by weight of solvent. A thin OCR layer can be formed with the viscosity of the solution containing the solvent in the above range.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the attached drawings. However, various changes can be made to the embodiments, so the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all changes, equivalents, or substitutes for the embodiments are included in the scope of rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are for descriptive purposes only and should not be construed as limiting. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of features, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but are not intended to indicate the presence of one or more other features. It should be understood that it does not exclude in advance the possibility of the existence or addition of elements, numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as generally understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the embodiments belong. Terms defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless explicitly defined in the present application, should not be interpreted in an ideal or excessively formal sense. No.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, when describing with reference to the accompanying drawings, identical components will be assigned the same reference numerals regardless of the reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the embodiments, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may unnecessarily obscure the gist of the embodiments, the detailed descriptions are omitted.
<실시예> <Example>
1.One. 폴리이미드 필름 제조Polyimide film manufacturing
폴리이미드를 NMP 용매로 희석하여PI:NMP의 중량비가 각각 5:4 및 5:3인 폴리이미드 용액을 준비하였다. 제조된 용액을 500 내지 9000 rpm으로 스핀코팅하여 필름을 제조하였다. Polyimide was diluted with NMP solvent to prepare polyimide solutions with weight ratios of PI:NMP of 5:4 and 5:3, respectively. The prepared solution was spin-coated at 500 to 9000 rpm to prepare a film.
상기 스핀코팅 회전속도에 따른 필름 두께를 측정하여 도 1에 나타내었다.The film thickness according to the spin coating rotation speed was measured and shown in Figure 1.
그 결과, NMP의 함량이 상대적으로 큰 5:4 용액에서 필름 두께가 더 얇게 나타났고, 회전속도는 2000 rpm 이상인 것이 바람직함을 확인하였다.As a result, the film thickness appeared thinner in the 5:4 solution with a relatively large NMP content, and it was confirmed that the rotation speed was preferably 2000 rpm or more.
PI:NMP를 5:4 비율로 희석한 용액을 3500rpm에서 50초 회전시켜 제조한 필름(상) 및 PI:NMP를 5:5 비율로 희석하여 3500rpm, 50초로 회전시켜 제조한 필름(하)의 단면을 도 2에 나타내었다. A film (top) prepared by diluting PI:NMP in a 5:4 ratio and rotating it at 3500 rpm for 50 seconds, and a film (bottom) prepared by diluting PI:NMP in a 5:5 ratio and rotating it at 3500 rpm for 50 seconds. The cross section is shown in Figure 2.
2.2. OCR 필름의 제조Preparation of OCR film
2.1.2.1. 점도에 따른 OCR 층의 두께 확인Check the thickness of OCR layer according to viscosity
OCR을 HMDSO(Hexamethyldisiloxane, 점도 0.5 cps)로 희석하여 용매의 함량이 0~65중량%인 OCR 용액을 준비하였다. 제조된 각각의 용액을 10,000 rpm으로 50초 동안 스핀코팅하여 필름을 제조하였다. 스핀코팅 시 온도는 60℃였다.OCR was diluted with HMDSO (Hexamethyldisiloxane, viscosity 0.5 cps) to prepare an OCR solution with a solvent content of 0 to 65% by weight. Each prepared solution was spin-coated at 10,000 rpm for 50 seconds to prepare a film. The temperature during spin coating was 60°C.
상기 용매의 함량에 따른 필름 두께를 측정하여 도 3에 나타내었다.The film thickness according to the solvent content was measured and shown in Figure 3.
그 결과, 용매의 함량이 증가하여 OCR 용액의 점도가 감소할수록 OCR 층의 두께가 얇아졌다. 특히 용매가 50 중량% 이상 사용될 때 두께가 현저히 감소되었으므로, 용매의 함량을 50% 이상으로 사용하는 것이 바람직함을 확인하였다. As a result, as the solvent content increased and the viscosity of the OCR solution decreased, the thickness of the OCR layer became thinner. In particular, since the thickness was significantly reduced when more than 50% by weight of solvent was used, it was confirmed that it is preferable to use the solvent content at more than 50% by weight.
또한 OCR 용액을 80 ℃에서 9000rpm에서 50초 회전시켜 제조한 필름(상) 및OCR 용액을 100 ℃에서 9000rpm, 50초로 회전시켜 제조한 필름의 단면을 도 4에 나타내었다. In addition, the cross-section of the film (top) prepared by rotating the OCR solution at 80°C at 9000rpm for 50 seconds and the cross-section of the film prepared by rotating the OCR solution at 100°C at 9000rpm for 50 seconds are shown in Figure 4.
2.2.2.2. 온도에 따른 OCR 층의 두께 확인Check the thickness of OCR layer according to temperature
OCR 용액을 준비하였다. 제조된 용액을 10,000 rpm으로 50초 동안 스핀코팅하여, 25, 50, 60, 80 및 100℃의 온도에서 필름을 제조하였다. An OCR solution was prepared. The prepared solution was spin-coated at 10,000 rpm for 50 seconds to prepare films at temperatures of 25, 50, 60, 80, and 100°C.
각 온도에 따른 필름 두께를 측정하여 도 5에 나타내었고, 이를 정리하여 도 6에 나타내었다.The film thickness at each temperature was measured and shown in Figure 5, and the results are summarized and shown in Figure 6.
그 결과, 코팅 온도가 증가할수록 OCR 층의 두께가 얇아졌다. 특히 60℃ 이상의 온도에서 코팅을 수행할 때 OCR층의 두께가 1um 이하로 감소되었으므로, 60℃ 이상의 온도에서 코팅을 수행하는 것이 바람직함을 확인하였다. As a result, as the coating temperature increased, the thickness of the OCR layer became thinner. In particular, when coating was performed at a temperature of 60°C or higher, the thickness of the OCR layer was reduced to 1 μm or less, so it was confirmed that coating was preferable at a temperature of 60°C or higher.
2.3.2.3. 회전속도에 따른 OCR 층의 두께 확인Check the thickness of the OCR layer according to rotation speed
OCR 용액(용매 : 0~87.5 중량% 포함)을 준비하였다. 제조된 용액을 60℃에서 50초 동안 2000, 3500, 5000, 7000, 9000 rpm의 속도로 필름을 제조하였다. An OCR solution (containing solvent: 0 to 87.5% by weight) was prepared. Films were prepared from the prepared solution at 60°C for 50 seconds at speeds of 2000, 3500, 5000, 7000, and 9000 rpm.
각 스핀코팅 회전속도에 따른 필름 두께를 측정하여 도 7에 나타내었고, 이를 정리하여 도 8에 나타내었다.The film thickness according to each spin coating rotation speed was measured and shown in Figure 7, and the results are summarized and shown in Figure 8.
그 결과, 회전 속도가 증가할수록 OCR 층의 두께가 얇아졌다. 특히 9000rpm 이상의 속도로 코팅을 수행할 때 OCR층의 두께가 1um 이하로 감소되었으므로, 9000rpm 이상의 속도로 코팅을 수행하는 것이 바람직함을 확인하였다. As a result, as the rotation speed increased, the thickness of the OCR layer became thinner. In particular, when coating was performed at a speed of 9000 rpm or higher, the thickness of the OCR layer was reduced to 1 μm or less, so it was confirmed that it was preferable to perform coating at a speed of 9000 rpm or higher.
3.3. PI-OCR 라미네이션 필름의 제조Preparation of PI-OCR lamination film
상기 결과들을 통해 확인된 조건으로, PI층 및 OCR 층이 교차로 형성된 라미네이션 필름을 제조하였다. PI와 NMP 용매의 함량비는 5:4(10wt%)였고, OCR 용액에서 용매의 함량은 86 %였다. PI 용액의 스핀코팅은 _3500__rpm으로 50초 동안 25℃에서 수행되었고, OCR 용액의 스핀코팅은 10000 rpm으로 50초 동안 60℃에서 수행되었다.Under the conditions confirmed through the above results, a lamination film in which a PI layer and an OCR layer were formed alternatingly was manufactured. The content ratio of PI and NMP solvent was 5:4 (10 wt%), and the solvent content in the OCR solution was 86%. Spin coating of the PI solution was performed at _3500_rpm for 50 seconds at 25°C, and spin coating of the OCR solution was performed at 60°C for 50 seconds at 10000 rpm.
도 9에 폴리이미드층, OCR층, 및 폴리이미드층이 순차적으로 형성된 3개층이 적층된 라미네이션 필름을 나타내었고, 도 10에 폴리이미드층, OCR층, 폴리이미드층, OCR층 및 폴리이미드층이 순차적으로 형성된, 5개층이 적층된 라미네이션 필름을 나타내었다.Figure 9 shows a lamination film in which three layers of a polyimide layer, an OCR layer, and a polyimide layer are sequentially formed, and Figure 10 shows a polyimide layer, an OCR layer, a polyimide layer, an OCR layer, and a polyimide layer. A sequentially formed 5-layer lamination film was shown.
상기 각 코팅층들은 모두 1 um 이하로 나노 단위의 두께를 가지므로, 경도와 탄성계수의 관계에서 우수할 것으로 예상되었다.Since each of the coating layers has a nanoscale thickness of less than 1 um, it was expected to be excellent in the relationship between hardness and elastic modulus.
4.4. 필름의 물성 확인Check the physical properties of the film
제조된 필름의 곡률반경 측정결과 도 11에 나타낸 것과 같이, 1mm 미만의 매우 낮은 곡률반경을 가졌다. 또한 나노인덴테이션 측정 결과 하기 표 1과 같이 높은 탄성계수와 낮은 모듈러스 (높은 H/E 비율)을 갖는 것을 확인하였다.As a result of measuring the radius of curvature of the manufactured film, as shown in Figure 11, it had a very low radius of curvature of less than 1 mm. In addition, as a result of nanoindentation measurement, it was confirmed that it had a high elastic modulus and low modulus (high H/E ratio) as shown in Table 1 below.
또한, 제조된 필름의 스크래치에 대한 내성을 확인하여 표 2 및 도 12에 나타내었다. 그 결과, PI layer(a) 보다 3layer(b), 5 layer(c)의 최종 Rd(nm) 압입깊이가 더 작은 것으로 보아 내스크래치성이 더 좋은 것이 확인되었다.In addition, the scratch resistance of the manufactured film was confirmed and shown in Table 2 and Figure 12. As a result, it was confirmed that the final Rd (nm) indentation depth of 3 layer (b) and 5 layer (c) was smaller than that of PI layer (a), showing better scratch resistance.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described with limited drawings as described above, those skilled in the art can apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or components of the described system, structure, device, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components are used. Alternatively, appropriate results may be achieved even if substituted or substituted by an equivalent.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents of the claims also fall within the scope of the following claims.
[이 발명을 지원한 국가연구개발사업][National research and development project that supported this invention]
[과제고유번호]2020123100[Assignment number]2020123100
[과제번호]GRRC dankook 2016-B13[Assignment number]GRRC dankook 2016-B13
[부처명]경기도[Ministry Name] Gyeonggi-do
[과제관리(전문)기관명]경기도[Project management (professional) organization name] Gyeonggi-do
[연구사업명]GRRC[Research Project Name]GRRC
[연구과제명](대응)고차구조를 위한 유무기 복합소재 가공기술개발(GRRC-유무기 3응용,6차년도)[Research project name] (Response) Development of organic/inorganic composite materials processing technology for higher order structures (GRRC-organic/inorganic 3 applications, 6th year)
[기여율]1/1[Contribution rate]1/1
[과제수행기관명]단국대학교[Name of project carrying out institution] Dankook University
[연구기간]2021.07.01 ~ 2022.06.30[Research period]2021.07.01 ~ 2022.06.30
Claims (9)
상기 폴리이미드 층 상에 광학적 투명 소재(OCR)를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 OCR층을 형성하는 단계(S2); 및
상기 OCR층 상에 폴리이미드를 포함하는 용액을 스핀코팅하여 폴리이미드층을 형성하는 단계(S3)를 포함하고,
상기 S1 및 S3 단계에서 스핀코팅은,
60 ℃ 이상의 온도에서 2000 rpm 이상의 속도로 수행되는 것이고,
상기 S2 단계에서 스핀코팅은,
60 ℃ 이상의 온도에서 9000 rpm 이상의 속도로 수행되는 것이고,
상기 폴리이미드를 포함하는 용액은, 폴리이미드 및 용매가 5:5 내지 5:1의 중량비율로 혼합된 용액인 것이고,
상기 OCR을 포함하는 용액은, 용매를 50 내지 70 중량% 포함하는 것인,
플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법.Forming a polyimide layer by spin coating a solution containing polyimide (S1);
Forming an OCR layer by spin coating a solution containing an optically transparent material (OCR) on the polyimide layer (S2); and
A step (S3) of forming a polyimide layer by spin-coating a solution containing polyimide on the OCR layer,
Spin coating in steps S1 and S3,
It is carried out at a speed of 2000 rpm or more at a temperature of 60 ℃ or more,
Spin coating in step S2 is,
It is carried out at a speed of 9000 rpm or more at a temperature of 60 ℃ or more,
The solution containing the polyimide is a solution in which polyimide and solvent are mixed in a weight ratio of 5:5 to 5:1,
The solution containing the OCR contains 50 to 70% by weight of solvent,
Method for manufacturing flexible polyimide film.
상기 S1 단계 및 S2 단계는 복수회 반복되는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법.According to paragraph 1,
A method of manufacturing a flexible polyimide film, characterized in that steps S1 and S2 are repeated multiple times.
상기 폴리이미드층은, 10 내지 1000 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법.According to paragraph 1,
A method of manufacturing a flexible polyimide film, wherein the polyimide layer has a thickness of 10 to 1000 nm.
상기 OCR층은, 10 내지 1000 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는, 플렉서블 폴리이미드 필름의 제조방법.According to paragraph 1,
A method of manufacturing a flexible polyimide film, characterized in that the OCR layer has a thickness of 10 to 1000 nm.
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