폴리카보네이트 필름 표면 처리가 증착 SiOx베리어층 접착에 미치는 영향

Abstract

폴리카보네이트(PC) 필름을 유연기판으로 사용하기 위해서는 <TEX>$SiO_x$</TEX> 증착에 의한 베리어 특성 개선이 필요하며 이때 베리어 층과 PC 계면 접착력이 매우 중요하다. 본 연구에서는 언더 코팅, UV/<TEX>$O_3$</TEX> 및 저온 플라즈마와 같은 다양한 표면 처리 방법에 의하여 PC 필름 표면을 개질하여 표면의 물리적 화학적 변화가 증착된 베리어 층 계면 접착력에 미치는 영향을 살펴보았다. 표면 처리 전의 PC 필름은 표면 거칠기 및 표면 에너지가 매우 낮아 <TEX>$SiO_x$</TEX> 베리어 층과의 접착력이 현저히 떨어짐을 알 수 있었다. PC 필름을 저온 플라즈마로 표면 처리한 결과, 표면의 거칠기 증가와 극성 관능기 생성에 의하여 극성 표면 에너지가 향상되는 반면 UV/<TEX>$O_3$</TEX> 처리의 경우, 표면 거칠기 변화 없이 표면에 생성된 극성 관능기에 의해 극성 표면 에너지가 증가됨을 알 수 있었다. 이러한 표면의 변화는 베리어층과 PC 기판의 계면 접착력 증가에 기여함을 알 수 있었다. 표면 처리 방법으로 언더 코팅을 사용하는 경우 표면에 에너지를 가하지 않아도 코팅제의 아크릴산과 <TEX>$SiO_x$</TEX>의 접착력 향상에 의하여 PC 필름과의 계면 접착력이 증가되며 유무기 하이브리드 다층 구조에 의한 베리어 특성 개선이 함께 일어남을 알 수 있었다. The interfacial adhesion strength is very important in <TEX>$SiO_x$</TEX> deposited PC film for the barrier enhanced polycarbonate (PC) flexible substrate. In this study, PC films were treated by undercoating, UV/<TEX>$O_3$</TEX> and low temperature plasma and then the effect of physical and chemical surface modifications on the interfacial adhesion strength between PC film and <TEX>$SiO_x$</TEX> barrier layer were studied. It was found that untreated PC film shows significantly low interfacial adhesion strength due to the smooth surface and low surface free energy of PC. Low temperature plasma treatments resulted in the increase of both surface roughness and surface free energy due to etching and the appearance of polar molecules on the PC surface. However, UV/<TEX>$O_3$</TEX> treatment only shows the increase of surface free energy by developed polar molecules on the surface. These surface modifications caused the enhancement of surface interfacial strength between PC film and <TEX>$SiO_x$</TEX> barrier. In the case of undercoating, it was found that the increase of surface interfacial strength was achieved by adhesion between various acrylic acid on acrylate coated surface and <TEX>$SiO_x$</TEX> without increase of polar surface energy. In addition, the barrier property is also improved by organic-inorganic hybrid multilayer structure.