KR100529371B1 - 촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파차폐재 제조방법 - Google Patents

촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파차폐재 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파 차폐재 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 (a) 반응성 저중합체(reactive oligomer); (b) 반응성 단위체(reactive monomer); (c) 광경화 개시제(photoinitiator); (d) 무전해도금 촉매 전구물질; 및 (e) 용매를 포함하는 촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파 차폐재 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 기재와의 접착성이 우수한 자외선 경화형 수지를 포함하고 있어, 전자파 차폐재 제조시 별도의 전처리 작업이 필요하지 않아 전자파 차폐재 제조가 용이하다.

Description

촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파 차폐재 제조방법{CATALYST PRECURSOR RESIN COMPOSITION AND PREPARATION METHOD OF LIGHT-PENETRATING ELECTRO-MAGNETIC INTERFERENCE SHIELDING MATERIAL USING THE SAME}
[산업상 이용 분야]
본 발명은 촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파 차폐재 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 기재와의 접착성이 우수한 자외선 경화형 수지를 포함하고 있어, 전자파 차폐재 제조시 별도의 전처리 작업이 필요하지 않아 전자파 차폐재 제조가 용이한 촉매전구체 수지조성물 및 이를 이용한 투광성 전자파 차폐재 제조방법에 관한 것이다.
[종래 기술]
플라즈마 디스플레이 패널은 전면 유리의 전체면에 신호 및 전원을 공급하는 전극이 위치해 있어, 구동 시 다른 디스플레이에 비하여 많은 양의 전자파가 발생한다.
따라서 플라즈마 디스플레이 패널 구동 시 발생하는 전자파 등의 유해 파장을 차단하기 위하여 필터 설치가 필수적이며, 그 필터는 유리 위에 여러 장의 필름(반사방지 필름(AR 필름)), 근적외선 차폐층(NIR 필름), 네온-컷층, 전자파 차폐 필름(EMI 필름) 등)이 적층된 구조를 가진다.
전자파 차폐재는 가시광을 통과시키는 것으로 투광성이 우수한 것이 바람직하고, 투명한 기재에 구리, 은, 니켈 등과 같은 전도성이 우수한 금속을 격자상의 패턴으로 부착시킴으로써 제조할 수 있다. 기재 위에 금속을 부착시키는 방법에는 스퍼터링 또는 진공 증착과 같은 건식법과 무전해도금과 같은 습식법이 있다. 그 중 건식법은 기본적으로 고가의 진공 장비를 필요로 하므로, 보다 저렴한 습식법인 무전해도금을 금속 부착 방법으로 널리 사용한다.
무전해도금 반응은 용액이 촉매와 접촉함으로써 개시되며, 반응에 의해 생성된 금속은 촉매 위에만 부착된다. 따라서 투명한 기재에 촉매를 격자상의 패턴으로 도포한 후 무전해도금을 실시함으로써 투광성 전자파 차폐재를 제조할 수 있다.
일반적인 무전해도금 촉매는 물을 매질로 하여 제조되므로 표면이 매끄러우며 소수성인 상기 기재에 쉽게 부착되지 않는다. 이런 기재에 무전해도금을 실시하기 위해서는 표면의 거칠기를 증가시키고 친수성화하는 에칭 등의 전처리 작업이 필수적이다. 그러나 전처리 작업은 기재 표면에 불균일성을 유발하여 시인성을 저하시키는 문제점이 있어 디스플레이 장치의 전면부에 설치되는 전자파 차폐재 제조에는 바람직하지 않다.
일본 특허공개 제2000-311527호에는 무전해도금 촉매를 포함한 수지조성물을 기재에 패턴 형태로 인쇄한 후 무전해도금을 실시하여, 투광성 전도막을 형성하는 방법을 개시하고 있다. 이 방법은 다양한 형태의 금속 패턴을 용이하게 얻을 수 있는 장점이 있으나, 복잡한 공정을 통해 무전해도금 촉매를 제조해야 하고, 기재 표면을 수지조성물 수용층으로 전처리 해야 하는 공정상의 난점이 있다.
일본 특허공개 제2001-177292호에는 무전해도금 촉매가 혼합된 소수성 투명 수지를 기재에 도포한 후 무전해도금을 실시함으로써, 투광성 전도막을 제조하는 방법을 개시하고 있다. 투광성 금속 패턴은 수지층 위에 도금 레지스트를 도포한 후 무전해도금을 실시하거나, 무전해도금면 위에 포토레지스트를 도포하고 포토마스크를 통해 노광한 후 에칭하여 형성한다. 그 표면이 대개의 경우 소수성인 기재와의 부착을 위해 소수성 수지를 사용하였으나, 여전히 부착력이 충분히 강하지 않아 높은 내구성을 갖는 투광성 전도막을 얻을 수 없다는 문제점이 있다. 아울러 금속 패턴 형성을 위한 공정이 복잡하고 포토마스크 같은 고가의 장비를 필요로 할 뿐만 아니라 비수계 무전해도금액을 사용함으로써 제조비용이 높아진다는 문제점이 있다.
일본 특허공개 제2002-185184호에는 무전해도금 촉매를 포함한 수지조성물을 패턴 형태로 기재에 인쇄한 후 무전해도금을 실시하여, 투광성 전자파 차폐재를 제조하는 방법을 개시하고 있다. 이 경우 인쇄 방법으로 투광성 패턴을 형성하므로 포토마스크와 같은 고가의 장비는 필요로 하지 않으나, 기재와 수지조성물의 부착을 용이하게 하기 위하여 기재를 수지조성물 수용층 또는 앵커층으로 전처리해야 하는 문제를 갖고 있다. 특히 2액형 앵커층을 경화하는데 3일 가량의 시간이 소요되는 점은 이 방법을 실제 생산에 적용함에 있어 큰 단점으로 작용한다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 기재와의 접착성이 우수한 자외선 경화형 수지를 포함하고 있어, 전자파 차폐재 제조시 별도의 전처리 작업이 필요하지 않아 전자파 차폐재 제조가 용이한 촉매전구체 수지조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 상기 촉매전구체 수지조성물을 이용한 전자파 차폐재 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 상기 방법으로 제조된 전자파 차폐재를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 상기 전자파 차폐재를 포함하는 플라즈마 디스플레이 필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 또한 상기 디스플레이 필터를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 (a) 반응성 저중합체(reactive oligomer); (b) 반응성 단위체(reactive monomer); (c) 광경화 개시제(photoinitiator); (d) 무전해도금 촉매 전구물질; 및 (e) 용매를 포함하는 촉매전구체 수지조성물을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 촉매전구체 수지조성물을 투명기재에 격자상 패턴으로 인쇄하고, 자외선을 조사하여 경화시킨 후 경화물 표면에 무전해도금을 실시하는 것을 특징으로 하는 투광성 전자파 차폐재 제조방법을 제공한다.
본 발명은 또한 상기 방법으로 제조된 투광성 전자파 차폐재를 제공한다.
이하 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명자들은 무전해도금 촉매의 전구물질(precursor)로 ⅧＢ족 또는 ⅠＢ족 금속의 유기 화합물을 용매에 용해시킨 혼합물을 기재에 대해 우수한 부착력을 나타낼 수 있는 자외선 경화형 수지와 혼합하여 촉매전구체 수지조성물을 제조하였고, 이 촉매전구체 수지조성물을 무전해도금 반응의 촉매로 하여 제조된 투광성 전자파 차폐재는 기재와의 부착력이 우수한 자외선 경화형 수지를 사용하므로 별도로 기재를 전처리 할 필요가 없어 전자파 차폐재 제조방법이 간단하고 제조 단가를 줄일 수 있어 경제적이라는 것을 발견하고 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 (a) 반응성 저중합체(reactive oligomer); (b) 반응성 단위체(reactive monomer); (c) 광경화 개시제(photoinitiator); (d) 무전해도금 촉매 전구물질; 및 (e) 용매를 포함한다.
기재에 격자상의 촉매전구체 수지조성물 패턴을 인쇄, 건조하고 자외선을 조사하여 경화시킨 후 무전해도금을 실시하면 투광성 전도막이 형성된다. 이때 촉매전구체 수지조성물에 용해되어 있는 촉매 전구물질은 자외선 조사에 의해 개시되는 반응을 통해 무전해도금에 적합한 촉매 형태로 변환된다.
상기 촉매 전구물질 중에 금속이온(Mn+, M = Co, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, Cu, Ag 또는 Au, '촉매 전구이온'이라고도 한다)의 형태로 존재한다. 촉매전구체 수지조성물에 자외선을 조사하면 자외선 조사에 의하여 생성된 광경화 개시제의 라디칼이 상기 금속이온과 반응하여 무전해도금에 적합한 형태의 원소 상태(M0)로 환원된다.
또한, 본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 기재와의 접착성이 우수한 자외선 경화형 수지를 포함하고 있어, 기재와의 접착성이 우수하므로 무전해도금 전에 기재 표면을 수용층으로 전처리하지 않아도 된다는 장점이 있다.
이하, 상기 촉매전구체 수지조성물에 포함되어 있는 각 성분에 대하여 살펴본다.
본 발명의 촉매전구체 수지조성물에 있어서, 상기 (a) 반응성 저중합체는 반응성, 점도, 표면 광택, 부착, 내화학성 그리고 내오염성 등 촉매전구체 수지조성물의 기본 물성을 결정하는 물질이다.
본 발명의 촉매전구체 수지조성물에 있어서, 상기 반응성 저중합체는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용기(functional group)를 가지는 물질이 바람직하고, 그 구체적 예로는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 우레탄 디아크릴레이트(urethane diacrylate), 우레탄 트리아크릴레이트(urethane triacrylate), 우레탄 메타크릴레이트(urethane methacrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 에폭시 디아크릴레이트(epoxy diacrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate), 아크릴릭 아크릴레이트(acrylic acrylate), 또는 이들의 혼합물 등이 바람직하다.
이때 상기 예를 든 반응성 저중합체의 분자량은 500 내지 5000 인 것이 바람직하다.
또한 반응성 저중합체의 함량은 인쇄 방법에 따라 결정되며, 전체 촉매전구체 수지조성물에 대하여 5 내지 50 중량%가 바람직하고, 20 내지 45 중량%가 더욱 바람직하다.
또한, 본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 반응성 저중합체의 점도를 낮추어 작업성을 용이하게 하고, 가교 반응에 참여하여 경화물의 일부가 되는 물질로서, (b) 반응성 단위체를 포함한다.
상기 반응성 단위체는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용기를 가지고 있는 물질로서, 그 예로 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 옥틸 아크릴레이트(octyl acrylate), 데실 아크릴레이트(decyl acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate), 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(triethylene glycol diacrylate), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 에톡실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(ethoxylated neopentyl glycol diacrylate), 프로폭실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(propoxylated neopentyl glycol diacrylate), 2-펜옥시에틸 아크릴레이트(2-phenoxyethyl acrylate), 프로폭실레이티드 글리세릴 트리아크릴레이트(propoxylated glyceryl triacrylate), 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate), 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 이들의 혼합물 등이 바람직하다.
이때 상기 반응성 단위체의 분자량은 100 내지 600 이 바람직하다.
또한, 상기 반응성 단위체의 함량 역시 사용하는 인쇄 방법에 따라 적절히 결정되며, 촉매전구체 수지조성물 중 10 내지 55 중량%가 바람직하고, 25 내지 45 중량%가 더욱 바람직하다.
본 발명에서 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용기를 가진 물질을 반응성 저중합체 및 반응성 단위체로 사용하는 이유는, 상기 반응성 저중합체 및 반응성 단위체가 촉매 전구이온(Mn+)의 원소상태(M0)로의 환원 반응을 촉진시키기 때문이다(R. L. Jackson, J. Electrochem. Soc. 1990, 137(1), 95.; Y. Nakao, J. Colloid Interface Sci. 1995, 171, 386.; US Patent No. 5,895,785).
본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 (c) 광경화 개시제를 포함한다. 이 광경화 개시제는 자외선 조사에 의해 라디칼로 분해되어 자외선 경화형 수지의 가교 반응을 개시하는 물질이다.
본 발명에서 광경화 개시제는 본래 기능에 더하여 촉매전구체 수지조성물 중의 촉매 전구이온(Mn+)을 원소 상태(M0)로 환원시키는 역할을 하며 이때 환원된 금속은 무전해도금 반응의 촉매로 작용하게 된다.
상기 광경화 개시제의 예로는 α-하이드록시케톤(α-hydroxyketone), 페닐글리옥시레이트(phenylglyoxylate), 벤질디메틸 케탈(benzildimethyl ketal), α-아미노케톤(α-aminoketone), 모노 아실 포스핀(mono acyl phosphine), 비스 아실 포스핀(bis acyl phosphine), 이들의 혼합물 등이 바람직하다.
본 발명에서 촉매 전구이온(Mn+)의 원소상태(M0)로의 환원 반응 속도는 광경화 개시제의 종류에 의존한다. 사용하는 반응성 저중합체 및 단위체에 따라 다소간 차이를 보이나, 일반적으로 α-하이드록시케톤(α-hydroxyketone) 계통의 광경화 개시제를 사용할 때 가장 빠른 환원 반응 속도를 나타내었다.
본 발명의 촉매전구체 수지조성물 중 상기 광경화 개시제의 함량은 용매를 제외한 전체 촉매전구체 수지조성물 중 1.5 내지 6.0 중량%가 바람직하고, 2.5 내지 4.0 중량%가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 촉매전구체 수지조성물에 있어서, 상기 (d) 무전해도금 촉매 전구물질은 ⅧＢ족 또는 ⅠＢ족 금속의 유기 화합물이 바람직하다.
상기 유기 화합물군 중 특히 바람직한 물질군은 팔라듐 2가 양이온(Pd2+)과 카르보닐기 또는 올레핀기를 포함하고 있는 유기 화합물의 염(salt)이며, 그 구체적 예로는 팔라듐 아세테이트(palladium acetate), 팔라듐 트리플루오로아세테이트(palladium trifluoroacetate), 팔라듐 옥살레이트(palladium oxalate), 팔라듐 아세틸아세토네이트(palladium acetylacetonate) 등이 있다.
일정한 범위 내에서 무전해도금 반응의 속도는 사용하는 촉매의 양에 비례한다. 그러나 ⅧＢ족 또는 ⅠＢ족 금속의 유기 화합물은 대부분 고가이므로 최적의 함량을 선택하여 사용하는 것이 무엇보다 중요하며, 구체적으로는 무전해도금 반응의 종류에 따라 다소 차이가 있으나, 용매를 제외한 전체 촉매전구체 수지조성물 중 0.2 내지 6.0 중량%가 바람직하고, 0.4 내지 3.0 중량%가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명의 촉매전구체 수지조성물 중 (e) 용매는 일반 공업용 용매로 그 범위가 특별히 제한되지 않으며, 자외선 조사에 의한 가교 반응에 참여하지 않고 실온 대기압 하에서 액체 상태인 유기 화합물이 바람직하다. 점도 또는 표면 장력 등의 물성에는 특별한 제한이 없으나, 촉매 전구물질 및 광경화 개시제에 대한 용해도가 우수하고 반응성 저중합체 및 단위체와 용이하게 혼합되며 대기압 하에서 끓는점이 60 내지 85 ℃ 사이에 있는 용매가 바람직하다. 끓는점이 60 ℃ 미만인 용매를 이용하는 것도 가능하지만 안전성에 문제가 있다.
이런 조건을 만족하는 용매 중 대표적인 것은 클로로포름(chloroform), 아세토니트릴(acetonitrile), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 이들의 혼합물 등을 예로 들 수 있다.
이때 그 용매의 함량은 전체 촉매전구체 수지조성물 중 20 내지 45 중량%가 바람직하고, 30 내지 40 중량%가 보다 바람직하다.
이상 설명한 본 발명의 촉매전구체 수지조성물로 전자파 차폐재를 제조하는 방법은 촉매전구체 수지조성물 격자상 패턴 인쇄-가열-자외선 조사-무전해도금 공정으로 요약될 수 있으며, 상세하게는 다음과 같다.
먼저, 촉매 전구 물질인 ⅧＢ족 또는 ⅠＢ족 금속의 유기 화합물과 광경화 개시제를 용매에 완전히 용해시켜 혼합 용액을 만들고 이 용액을 교반하면서, 반응성 단위체와 반응성 저중합체를 차례로 혼합하여 촉매전구체 수지조성물을 제조한다. 촉매전구체 수지조성물 배합 용기로는 파이렉스 유리 재질의 둥근 바닥 3구 플라스크가 바람직하다. 교반시 금속 재질의 젓개는 촉매 전구물질에 의해 부식될 수 있으므로 테프론 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
촉매전구체 수지조성물을 제조한 다음 적절한 인쇄방법을 이용하여 기재에 촉매전구체 수지조성물을 인쇄한다. 인쇄 방법은 특별히 한정되지 않으나, 잉크젯 인쇄, 그라비어 인쇄, 플렉소 인쇄 그리고 스크린 인쇄 등이 바람직하다. 촉매전구체 수지조성물의 점도에 따라 최적의 인쇄방법을 선택할 수 있다. 25 ℃에서 널리 알려진 인쇄용 잉크의 적정 점도 범위는 잉크젯 인쇄의 경우 1 내지 100 cps, 그라비어 인쇄의 경우 30 내지 200 cps, 플렉소 인쇄의 경우 50 내지 500 cps 그리고 스크린 인쇄의 경우 1,000 내지 5,000 cps 이다.
기재로는 가시 광선에 대하여 충분한 투광성을 가지며 그 표면에 촉매전구체 수지조성물의 인쇄가 용이한 재료로서, 종래 방법에서 이용되었던 것으로 한정되지는 않는다. 기재가 반드시 평면상일 필요는 없고 곡면상의 것도 가능하다. 기재의 두께는 특별히 제한되지 않는다. 기재의 예로는 유리, 폴리에스테르(polyester), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리(메틸)메타크릴레이트(poly(methyl) methacrylate), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리프로필렌(polypropylene) 또는 폴리술폰(polysulfone) 등이 바람직하고, 촉매전구체 수지조성물 인쇄 후 기재가 가열 및 무전해도금 과정을 거치게 되므로, 내열성이 높고 흡습율이 적은 재료로서 폴리에스테르(polyester)가 보다 바람직하다.
인쇄와 동시에 또는 인쇄 후 즉시 기재를 가열하여 촉매전구체 수지조성물 중의 용매를 증발시킨다. 증발 과정에서 용매에 용해되어 있는 촉매 전구이온(Mn+)의 상당량은 촉매전구체 수지조성물 층 표면으로 이동하게 된다.
촉매전구체 수지조성물을 가열한 다음 또는 가열하면서 기재에 자외선을 조사한다. 조사된 자외선에 의해 광경화 개시제는 라디칼로 분해되어 반응성 단위체 및 반응성 저중합체와의 가교 반응을 일으킨다. 가교 반응의 진행과 함께 촉매 전구이온(Mn+)은 무전해도금 반응의 촉매로 작용할 수 있는 원소상태(M0)로 환원된다. 촉매전구체 수지조성물의 조성에 따라 차이가 있으나 1 내지 3분 가량 자외선을 조사하며, 이때의 에너지 밀도는 70 내지 130 J/cm2가 바람직하다.
촉매 전구이온(Mn+)이 원소상태(M0)로 성공적으로 환원되면 사용한 ⅧＢ족 또는 ⅠＢ족 금속 고유의 색깔이 기재 표면에 나타난다. 팔라듐을 사용한 경우에는 은회색을 띈다.
자외선을 조사한 다음 기재를 무전해도금 용액에 침지한다. 무전해도금 방법으로는 일반적인 무전해도금 방법이 사용가능하나 니켈 도금과 구리 도금이 보다 바람직하다. 특히 니켈 도금 용액으로는 황산니켈(NiSO4) 16.5-18.5 g/L, 구연산나트륨(NaC6H5O7) 29-31 g/L, 아세트산나트륨(NaC2H3 O2) 8.9-9.1 g/L, 차아인산나트륨(NaH2PO2) 87-89 g/L, 수산화칼륨(KOH) 3.7-3.9 g/L를 포함하는 것이 바람직하고, 또한 구리 도금 용액으로는 황산구리(CuSO4) 4.5-5.5 g/L, 수산화나트륨(NaOH) 7-8 g/L, 포르말린(HCHO) 2-3.5 g/L, EDTA 30-36 g/L를 포함하는 것이 바람직하다.
무전해도금 용액의 종류에 따라 다소의 차이는 있으나, 보통 침지 후 2 내지 5분 이내에 무전해도금 반응이 개시된다. 기재를 무전해도금 용액에 30분 가량 침지하면 수 mm 두께의 금속층이 격자상 패턴 위에 형성된다. 무전해도금 반응은 촉매가 존재하는 부분에서만 발생하므로 무전해도금된 금속은 촉매전구체 수지조성물이 인쇄된 부분에만 부착된다. 부착된 금속층은 격자상 패턴이므로 투광성과 전도성을 갖는다.
본 발명의 투광성 전자파 차폐재의 구조는 아래서부터 기재, 자외선 경화물층 및 도금층으로 적층된 구조를 가진다. 상기 기재로는 일반적으로 플라즈마 디스플레이 필터에 널리 사용되는 유리 등과 같은 투명기재가 바람직하게 사용될 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 기재와의 접착성이 우수한 자외선 경화형 수지를 포함하고 있어, 전자파 차폐재 제조시 별도의 전처리 작업이 필요하지 않아 전자파 차폐재 제조가 용이하다.
본 발명은 또한 이상의 방법으로 제조된 본 발명의 전자파 차폐 필름(EMI 필름) 이외 근적외선 흡수필름, 반사방지필름(AR 필름), 네온-컷층(Neon-cut), 색보정층, 흑화면 처리층이 더욱 적층된 플라즈마 디스플레이 필터를 제공한다.
플라즈마 디스플레이 필터는 근적외선 흡수뿐만 아니라 패널을 보호하고, 반사를 방지하고, 색보정, 색재현성을 향상시키고, 콘트라스트를 향상시키고, 전자파를 차단하고 플라즈마 방전시 발생하는 특유의 오렌지빛인 네온을 차단하는 기능을 한다.
본 발명은 또한 상기 플라즈마 디스플레이 필터를 포함하는 플라즈마 디스플레이 패널을 제공한다.
최근, 디지털 텔레비전을 비롯한 고품위/대화면의 텔레비전에 대한 기대가 높아지고 있는 추세에 음극선관(CRT), 액정 디스플레이(LCD), 플라즈마 디스플레이(PDP) 등의 분야별로 개발이 진행되고 있다. 기존에 텔레비전의 디스플레이로 널리 사용되고 있는 음극선관은 해상도 및 화질에 대해서는 우수하지만 화면의 크기에 따라 길이 및 중량이 커지는 단점으로 인해 40 인치 이상의 대화면에는 적합하지 않다는 문제점이 있다. 또한, 액정 디스플레이의 경우에는 소비전력이 적고, 구동전압도 우수한 장점이 있으나, 대화면을 제작하는데 기술상의 난점을 갖고 있으며, 시야각의 한계를 갖는 단점이 있다.
한편, 플라즈마 디스플레이의 경우에는 대화면을 실현할 수 있으며, 이미 70 인치 정도의 제품도 개발되어 있는 상태이다. 도 1은 플라즈마 디스플레이 패널 구조를 나타낸 도면이다. 도 1에서 각 도면부호에 대한 명칭은 케이스(11), 구동 회로 기판(12), 패널 조립체(13), 플라즈마 디스플레이 필터(14), 커버(15)이다.
또한 상기 플라즈마 디스플레이 패널 중 패널 조립체(13)의 단면도를 도 3에 보다 상세히 나타내었다. 플라즈마 디스플레이 패널 조립체는 하판상에 구획된 격벽을 형성한 다음 격벽의 홈에 적색, 녹색 및 청색의 형광체층을 형성하고, 상기 하판의 전극과 상판의 전극이 마주보는 상태로 평행하게 배치될 수 있도록 상판이 겹쳐지게 하고, Ne, Ar, xe 등의 방전가스를 봉입하여 형성하며, 양극과 음극의 전극에 전압을 인가하여 기체를 방전시킬 때 발생하는 플라즈마로부터 방사되는 네온 광을 이용하여 영상을 제공하는 차세대 디스플레이다.
본 발명의 플라즈마 디스플레이 패널은 상기 도 2의 패널 조립체 상부에 무전해도금 방식으로 제조된 전자파 차폐재를 포함하는 전자파 차폐 필터를 부착한 것으로서, 그 전자파 차폐 제조가 용이하므로 플라즈마 디스플레이 필터 제조 비용을 절감할 수 있다는 장점이 있다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 기재한다. 하기 실시예 및 비교예는 본 발명을 보다 명확히 표현하기 위한 목적으로 기재될 뿐 본 발명의 내용이 하기 실시예 및 비교예에 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
가. 촉매전구체 수지조성물 제조
15 g의 팔라듐 아세테이트(palladium acetate)와 35 g의 Irgacure 184를 400 g의 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone)에 용해시켜 용액을 만들었다. 이 용액을 교반하면서 반응성 단위체로 300 g의 트리프로필렌 글리콜 다아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate)와 100 g의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate)를 가하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물이 균일해진 후 반응성 저중합체로 600 g의 알리파틱 우레탄 아크릴레이트(aliphatic urethane acrylate(Ebecryl 264, SK-ucb))를 상기 혼합물에 가하였다. 균일한 혼합물이 생성될 때까지 교반하여 촉매전구체 혼합물을 제조하였다. 제조된 촉매전구체 수지조성물의 점도는 실온에서 298 cps 였다.
나. 촉매전구체 수지조성물 인쇄
제조된 촉매전구체 수지조성물을 그라비어 인쇄 방법을 이용하여 폴리에스테르 기재(SH34, SKC)에 격자상 패턴으로 인쇄하였다. 인쇄된 격자는 선폭 30 mm, 선 사이의 간격 300 mm의 정사각형 패턴이었다. 적외선 램프로 기재를 80 ℃에서 1분 가량 가열하여 용매를 건조시킨 후, 즉시 자외선을 조사하였다. 2분 가량 경과 후 촉매전구체 수지조성물은 경화되어 고체상으로 되었고, 경화된 고체상은 팔라듐의 은회색을 띄었다.
다. 무전해도금
자외선을 조사한 기재를 50 ℃의 무전해 니켈 도금 용액에 침지하였다. 5분 가량 경과 후 인쇄된 패턴 표면에서 수소 기체가 발생하였다. 이것으로 무전해 니켈 환원 반응이 개시됨을 알 수 있었다. 30분 정도 더 경과한 후 6 mm 두께의 니켈이 패턴 표면에 선택적으로 부착되었다. Nichiban tape test 결과 무전해 니켈 도금층과 기재는 99/100의 부착력을 보였다. 완성된 투광성 전자파 차폐재의 표면 저항은 120/sq, 전광선 투과율은 78% 이었다.
(실시예 2)
가. 촉매전구체 수지조성물 제조
20 g의 팔라듐 아세틸아세토네이트(palladium acetylacetonate)와 30 g의 Irgacure 184 및 5 g의 Irgacure TPO를 400 g의 클로로포름(chloroform)에 용해시켜 용액을 제조하였다. 이 용액을 교반하면서 반응성 단위체로 200 g의 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 250 g의 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate0, 150 g의 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(triethylene glycol diacrylate) 그리고 300 g의 옥틸/데실 아크릴레이트(octyl/decyl acrylate)를 가하였다. 균일하게 혼합된 후 반응성 저중합체로 100 g의 폴리에스테르 아크릴레이트(CN2200, Sartomer)를 첨가하여 혼합물을 제조하였다. 이 혼합물이 균일해질 때까지 교반하여 촉매전구체 수지조성물을 제조하였다. 제조된 촉매전구체 수지조성물의 점도는 실온에서 4.1 cps 이었다.
나. 촉매전구체 수지조성물 인쇄
내부가 비어있는 잉크젯용 잉크 카트리지에 조제된 촉매전구체 수지조성물을 주입한 후, 잉크젯 프린터에 장착하였다. 사용한 프린터와 잉크 카트리지는 Epson 사의 Stylus 980 프린터와 T003 잉크 카트리지였다. 격자상 패턴은 Autodesk사의 AutoCAD 2002 를 사용하여, 컴퓨터 상에서 선폭 40 mm, 선 사이의 간격 400 mm의 정사각형 형태로 만들었다. 컴퓨터를 촉매전구체 수지조성물가 주입돼 있는 프린터와 연결한 후 폴리에스테르(polyester) 기재에 격자상 패턴을 인쇄하였다. 인쇄 후 적외선 램프로 기재를 65 ℃에서 1분 가량 가열하여 용매를 건조시킨 후, 즉시 자외선을 조사하였다. 자외선은 광섬유를 사용하여 조사하였다. 1분 가량 경과한 후 촉매전구체 수지조성물을 경화되어 고체상으로 변했고, 경화된 고체상 표면은 팔라듐의 은회색을 띄었다.
다. 무전해도금
자외선을 조사한 폴리에스테르 기재를 46 ℃ 의 무전해 구리 도금 용액에 침지하였다. 5분 가량 경과한 후 패턴 표면에서 도금 반응이 개시되었다. 30분 정도 더 경과한 후 1.5 mm 두께의 구리가 패턴 표면에 선택적으로 부착되었다. Nichiban tape test 를 실시한 결과 무전해 구리 도금층과 기재는 99/100의 부착력을 나타냈다. 완성된 투광성 전자파 차폐재의 표면 저항은 15/sq., 전광선 투과율은 78% 이었다.
제조된 촉매전구체 수지조성물의 점도는 Brookfield 사의 DV-II+ viscometer를 사용하여 측정하였다. 제조된 전자파 차폐재의 표면 저항과 전광선 투과율은 각각 Guardian 사의 Guardian232-1000 Surface Resistivity Meter와 Murakami Color Research Laboratory의 HR-100 Transmittance Reflectance Meter를 사용하여 측정하였다. 기재와 무전해도금층 사이의 부착력은 JIS D0202 규격에 의거, Nichiban tape test 를 실시하여 측정하였다.
실시한 무전해도금 방법은 니켈 도금과 구리 도금이다. 무전해 니켈 도금 용액은 직접 조제하여 사용하였고, 무전해 구리 도금 용액은 Shipley 사의 Cuposit 250을 구매하여 사용하였다. 각 도금 용액의 조성 및 조건은 다음과 같다.
무전해 니켈 도금
황산니켈(NiSO4) 16.5-18.5 g/L; 구연산나트륨(NaC6H5O7) 29-31 g/L; 아세트산나트륨(NaC2H3O2) 8.9-9.1 g/L; 차아인산나트륨(NaH2PO 2) 87-89 g/L; 수산화칼륨(KOH) 3.7-3.9 g/L; 온도 47-53 ℃
무전해 구리 도금(Shipley Cuposit 250)
황산구리(CuSO4) 4.5-5.5 g/L; 수산화나트륨(NaOH) 7-8 g/L; 포르말린(HCHO) 2-3.5 g/L; EDTA 30-36 g/L; 온도 43-49 ℃
이상의 실시예로부터 본 발명의 촉매전구체 수지조성물을 기재 위에 인쇄하여 패턴을 형성하고, 건조한 후 자외선을 조사하고 무전해도금을 실시하면 니켈이나 구리와 같은 패턴 형성 금속이 패턴 위에서만 무전해도금되고, 별도 전처리 작업이 필요하지 않아 간편하게 전자파 차폐재를 제조할 수 있었다. 또한 제조된 전자파 차폐재는 표면 저항, 전광성 투과율 등에 있어서도 양호한 것으로 나타났다.
본 발명의 촉매전구체 수지조성물은 기재와의 접착성이 우수한 자외선 경화형 수지를 포함하고 있어, 전자파 차폐재 제조시 별도의 전처리 작업이 필요하지 않아 전자파 차폐재 제조가 용이하다.
도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 패널 조립체의 단면도이다.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
11 --- 케이스
12 --- 구동 회로 기판
13 --- 패널 조립체
14 --- 플라즈마 디스플레이 필터
15 --- 커버

Claims (13)

  1. (a) 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용기를 가지고, 분자량이 500 내지 5000인 것을 특징으로 하는 반응성 저중합체(reactive oligomer);
    (b) 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트 작용기를 가지고, 분자량이 100 내지 600인 것을 특징으로 하는 반응성 단위체(reactive monomer);
    (c)α-하이드록시케톤(α-hydroxyketone), 페닐글리옥시레이트(phenylglyoxylate), 벤질 디메틸 케탈(benzil dimethyl ketal), α-아미노케톤(α-aminoketone), 모노 아실포스핀(mono acylphosphine) 및 비스 아실 포스핀(bis acylphosphine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 광경화 개시제(photoinitiator);
    (d) Ⅷ족 또는 ⅠB 족 금속의 유기화합물인 것을 특징으로 하는 무전해도금 촉매 전구물질; 및
    (e) 클로로포름(chloroform), 아세토니트릴(acetonitrile), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone) 및 에틸 아세테이트(ethyl acetate)로 이루어지는 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 용매
    를 포함하는 촉매전구체 수지조성물.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 (a) 반응성 저중합체는 우레탄 아크릴레이트(urethane acrylate), 우레탄 디아크릴레이트(urethane diacrylate), 우레탄 트리아크릴레이트(urethane triacrylate), 우레탄 메타크릴레이트(urethane methacrylate), 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate), 에폭시 디아크릴레이트(epoxy diacrylate), 폴리에스테르 아크릴레이트(polyester acrylate) 및 아크릴릭 아크릴레이트(acrylic acrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 촉매전구체 수지조성물.
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 (b) 반응성 단위체는 이소보닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 옥틸 아크릴레이트(octyl acrylate), 데실 아크릴레이트(decyl acrylate), 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate), 디프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate), 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트(tripropylene glycol diacrylate), 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(triethylene glycol diacrylate), 테트라에틸렌 글리콜 디아크릴레이트(tetraethylene glycol diacrylate), 에톡실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(ethoxylated neopentyl glycol diacrylate), 프로폭실레이티드 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트(propoxylated neopentyl glycol diacrylate), 2-펜옥시에틸 아크릴레이트(2-phenoxyethyl acrylate), 프로폭실레이티드 글리세릴 트리아크릴레이트(propoxylated glyceryl triacrylate), 에톡실레이티드 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(ethoxylated trimethylolpropane triacrylate) 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 촉매전구체 수지조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 (d) 무전해도금 촉매 전구물질은 팔라듐 2가 양이온(Pd2+)과 카르보닐기 또는 올레핀기를 포함하는 유기 화합물의 염(salt)인 것을 특징으로 하는 촉매전구체 수지조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 팔라듐 2가 양이온(Pd2+)과 카르보닐기 또는 올레핀기를 포함하는 유기 화합물의 염(salt)은 팔라듐 아세테이트(palladium acetate), 팔라듐 트리플루오로아세테이트(palladium trifluoroacetate), 팔라듐 옥살레이트(palladium oxalate) 및 팔라듐 아세틸아세토네이트(palladium acetylacetonate)로 이루어진 군으로부터 선택된 것을 특징으로 하는 촉매전구체 수지조성물.
  10. 삭제
  11. (a) 반응성 저중합체(reactive oligomer); (b) 반응성 단위체(reactive monomer); (c) 광경화 개시제(photoinitiator); (d) 무전해도금 촉매 전구물질; 및(e) 용매를 포함하는 촉매전구체 수지조성물을 투명기재에 격자상 패턴으로 인쇄하고, 자외선을 조사하여 경화시킨 후 경화물 표면에 무전해도금을 실시하는 투광성 전자파 차폐재 제조방법.
  12. 제11항 기재의 방법으로 제조된 투광성 전자파 차폐재.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 투광성 전자파 차폐재는 아래서부터 기재, 자외선 경화물층 및 도금층으로 적층된 것을 특징으로 하는 투광성 전자파 차폐재.
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