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플라스틱 기재 가스 배리어막의 저온 형성기술과 성능평가

전문가 제언: ○ 플라스틱필름은 가볍고 유연성이 풍부한 재료로서 얇고 잘 찢어지지 않고 구부러지는 등 유리와 비교하여 우수한 특징을 가지고 있으나 가스 투과성이 크기 때문에 그 용도가 제한된다. 우수한 가스 배리어성을 부여하기 위한 연구개발이 진전되고 있으며 어느 정도 실용화되고 있다.

○ 대기 중의 산소나 수증기의 차단재로서 각종 산화물 박막을 플라스틱 필름에 코팅한 투명 가스 배리어필름을 사용한 레토르트식품이나 PET병에 가스 배리어막을 형성한 청량음료가 판매되고 있다. 유기 EL이나 전자 페이퍼, 태양전지 등의 차세대 디바이스는 정밀한 구조나 재료를 이용하기 때문에 극미량의 수분이나 산소의 영향으로 열화되고 성능이 저하한다. 이에 따라 전자 디바이스용 가스 배리어 기능이 부여된 플라스틱 기판이나 태양전지, FPD용 가스 배리어필름 등도 개발되고 있다.

○ 포장재료의 배리어 성능은 O2 투과율 1cc/m2?day?atm, H2O 투과율 1g/m2?day 이하인 반면에 LCD용, 태양전지용 플라스틱 필름은 더욱 높은 수준의 배리어성이 요구된다. 유기 EL용은 특히 H2O에 대해서 10-6g/m2?day 이하의 초 배리어성을 요구하기 때문에 막 재료, 막 구성, 막 형성법이 중요하다.

○ 배리어막을 플라스틱 기재로 제조하기 위해서는 저온 박막성형이 필요하며 진공프로세스가 필수적이다. 진공 프로세스에 의한 배리어막 제조법에는 증착, 스퍼터링, CVD 등이 있다. 스퍼터법이나 플라스마 CVD법은 성막속도가 증착법에 비하여 낮지만 치밀한 막이 얻어지기 때문에 배리어성은 높아진다. 플라스마 CVD법은 입자의 방향성이 적기 때문에 필름기재의 요철에도 대응할 수 있는 가능성을 가진다.

○ 본고는 플라스틱 기재에 우수한 가스 배리어성을 부여하기 위한 박막 형성기술과 적용 사례, 요구 성능과 평가기술을 개설한 것으로 이 분야 연구에 주요한 참조자료가 될 것으로 믿는다.

저자: Soichi Ogawa
자료유형: 학술정보