KR101391225B1 - 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 - Google Patents

비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 Download PDF

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KR101391225B1
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meth
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장원영
전지민
조승현
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 펄 안료를 포함하는 착색제(A), 알칼리 가용성 바인더 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용매(E)를 포함하며, 상기 펄 안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함됨으로써, 패턴성, 시인성, 공정성 및 내열성이 우수한 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물{PHOTO-SENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR FORMING NON-DIPLAY PART LIGHT-SHIELDING PATTERN}
본 발명은 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 시인성, 공정정 및 내열성이 우수한 비전도성 차광 패턴 형성용 조성물에 관한 것이다.
근래 들어오면서 급속하게 발전하고 있는 반도체 기술을 중심으로 하여, 소형화 및 경량화되면서 성능이 더욱 향상된 디스플레이 장치의 수요가 폭발적으로 늘어나고 있다.
정보화 추세에 따라 정보를 시각적으로 전달하기 위한 전자 디스플레이가 다양한 형태로 등장하고 있으며, 최근 휴대 통신의 발달로 휴대성이 요구되는 디스플레이의 개발이 강하게 대두되고 있다.
이러한 디스플레이 장치는 브라운관 방식에서 액정표시장치(LCD:Liquid Crystal Display), 플라즈마 디스플레이 패널(PDP:Plasma Display Panel), 유기 발광 표시장치(OLED: organic light-emitting diode) 등의 방식으로 변화되었다. 특히, 액정 디스플레이(liquid crystal display, LCD)는 기존의 브라운관 방식에 비해 소비 전력이 낮고, 소형화 및 경량박형화가 가능하며, 유해 전자파를 방출하지 않는 장점이 있다. 이로 인해 차세대 첨단 디스플레이로 주목받아 오고 있으며, 현재에는 디스플레이 장치가 필요한 거의 모든 정보처리 기기에 장착 되어 사용되고 있다. 아울러, 최근 스마트폰의 보급으로 인해 이러한 디스플레이 장치를 터치 센서와 결합한 터치 스크린 패널의 사용이 급격하게 늘고 있는 실정이다.
도 1에 도시된 바와 같이 휴대폰을 예로 들면, 최외면에 커버 윈도우 기판이 배치되고, 커버 윈도우 기판은 전면에 화상이 표시되고 필요에 따라 터치 입력을 받아들이는 부분인 표시부와, 이 영상센서의 표시부를 둘러싼 비표시부로 구분된다.
비표시부에는 비표시부 차광 패턴이 형성되어 불투명한 도전성 배선 패턴 및 각종 회로들을 은폐하는 기능을 하며, 필요에 따라 휴대폰 메이커의 상표나 로고 등을 인쇄하게 된다. 종래에 비표시부는 배선이나 회로를 은폐하는 것이 주목적이었으므로 단순한 색상층으로 형성되는 것이 일반적이다. 한국공개특허 제2013-56598호에는 열경화성 블랙 잉크 조성물을 사용하여 베젤 패턴을 형성하는 기술이 개시되어 있다.
한편 최근에는 소비자의 다양한 기호 및 디스플레이의 미감을 고려하여 다양한 칼라를 갖는 코팅 조성물이 사용되고 있는데, 비표시부의 코팅 소재로 광차폐율이 낮은 백색, 핑크색 등의 밝은 칼라의 코팅 조성물이 사용될 경우, 비표시부를 통하여 디스플레이의 내부가 노출되기 쉬우므로, 상기 밝은 칼라의 코팅 조성물로 형성되는 코팅층 아래에 그레이나 블랙 칼라의 코팅층을 더 형성하는 방식으로 비표시부를 형성하고 있다.
그러나, 이와 같이 비표시부를 다층의 코팅층으로 형성하는 경우, 아래층의 회색이나 검정색의 코팅층에 의해 광학밀도(Optical Density)가 높아지므로
광차폐율은 개선되나, 위층 밝은 칼라의 코팅층의 투과율이 높아서, 아래층의 회색이나 검정색의 코팅층이 보이게 되는 문제가 발생한다. 따라서, 이러한 점을 개선하기 위한 방법이 다양하게 연구되고 있다. 또한, 디스플레이의 미감을 고려하여 상기 비표시부 코팅에 높은 반사휘도를 구현하기 위한 노력도 이루어지고 있다.
한편, 근래에 들어서 터치 방식으로 구동되는 디스플레이 장치의 수요와 공 급이 크게 확대되고 있다. 터치패널은 구동 방식에 따라 저항방식, 정전방식, SAW 방식, 적외선방식 등이 있는데, 정전방식은 사람의 몸에서 발생하는 정전기를 감지 해 구동하는 방식인 정전방식이 주로 사용되고 있다. 과거에는 제품의 전면부 표면 에 해당하는 강화유리 외에 상기 강화유리 내부에 ITO 패턴을 진공증착하기 위한 별도의 내부유리판 또는 투명필름을 1매 내지 2매 삽입하여 상기 ITO 패턴을 상기 내부유리판 또는 투명필름의 양측면 혹은 사이에 각각 형성시킨 후 어셈블리하여 터치 패널을 완성하였다. 그러나 터치 패널의 두께가 두꺼워지는 관계로 근래에는 강화유리에 직접 상기 ITO 패턴을 진공증착하는 공정을 포함하여 터치패널을 제조하는 방식이 많이 채용되고 있다. 상기 방식에서는 강화유리 상에 비표시부를 형성하고, 직접 ITO 패턴도 형성하게 된다. 따라서, 강화유리에 형성된 비표시부는 ITO 전극의 패턴 형성을 위한 리소그래피 등의 공정에서 화학약품에 노출되게 되며, ITO 전극의 열처리시에 고온에도 노출되게 된다. 그러므로, 터치패널의 비표시부 코팅 소재에는 내화학성 및 내열성이 특히 중요하게 요구되고 있다.
특히, 고온의 후처리 공정 이후에 비표시부 코팅에 황변이 발생하여 미감을 해치고, 제품의 사용을 제한하게 되므로, 이러한 문제를 해결하기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
특허문헌 1: 한국공개특허 제2013-56598호
본 발명은 미감이 뛰어나며 시인성이 우수한 비표시부 차광 패턴 형성용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 고온에서 열처리되더라도 우수한 내열성을 나타내므로 신뢰성이 우수하며, 패턴 형성성 및 잔막율이 우수한 비표시부 차광 패턴 형성용 조성물을 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 감광성이 우수하고, 경화 후 입체감 및 질감 표현이 뛰어나며 비표시부 차광 패턴 형성용 조성물을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
1. 펄 안료를 포함하는 착색제(A), 알칼리 가용성 바인더 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용매(E)를 포함하며, 상기 펄안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함되는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 펄 안료는 평균입경이 5 내지 15㎛인, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 펄 안료는 반사층 코어부 및 상기 코어부를 코팅하는 고굴절률층을 포함하는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
4. 위 3에 있어서, 상기 반사층 코어부는 운모, 세리사이트, 활석, 카올린, 스멕타이트계 점토 광물, 판상 이산화티탄, 판상 실리카, 판상 산화알루미늄, 질화붕소, 황산바륨 및 판상 티타니아·실리카 복합 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
5. 위 3에 있어서, 상기 고굴절률층은 TiO2, ZrO2, Sb2O3, ZnS, SnO2 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
6. 위 1 내지 5 중 어느 한 항의 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물로 형성된 비표시부를 구비하는 윈도우 기판.
7. 위 6의 윈도우 기판을 구비하는 터치 스크린 패널.
8. 위 7의 터치 스크린 패널을 구비하는 화상 표시 장치.
본 발명의 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물은 펄안료를 특정 함량 범위로 포함함으로써 우수한 시인성 및 입체감 및 질감을 나타내며, 고온에서 열처리되더라도 우수한 내열성을 나타내므로 우수한 신뢰성을 나타낸다. 또한, 우수한 공정성 및 패턴 형성성을 나타낸다.
도 1은 터치 스크린 패널이 적용된 휴대폰의 개략적인 사시도 이다.
본 발명은, 펄 안료를 포함하는 착색제(A), 알칼리 가용성 바인더 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용매(E)를 포함하며, 상기 펄 안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함됨으로써, 패턴성, 시인성, 공정성 및 내열성이 우수한 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명하도록 한다.
착색제(A)
본 발명에 따른 착색제는 펄(pearl) 안료를 포함한다.
본 발명에 따른 펄 안료는 다중색상의 진주 광택 안료로서, 진주빛, 무지개빛, 금속빛 등을 나타내는 안료를 통칭하는 것이다. 본 발명에서 사용되는 펄 안료는 미감이 우수할 뿐만 아니라 반사율이 높고 입체감 및 질감의 구현 성능이 우수하다. 또한, 경화시 조사되는 광을 조성물 내부로 균일하게 산란시킴으로써 양호한 패턴이 형성되도록 한다.
본 발명에서 사용되는 펄 안료는 반사층 코어부 및 상기 코어부를 코팅하는 고굴절률층을 포함할 수 있다. 상기 반사층 코어부와 고굴절률층의 구체적인 소재는 목적하는 색상, 반사율 등에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
반사층 코어부로는 예를 들면, 운모, 세리사이트, 활석, 카올린, 스멕타이트계 점토 광물, 판상 이산화티탄, 판상 실리카, 판상 산화알루미늄, 질화붕소, 황산바륨, 판상 티타니아·실리카 복합 산화물 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
고굴절률층은 TiO2, ZrO2, Sb2O3, ZnS, SnO2, ZnO 등을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
펄 안료로 시판되는 것으로는 CQV社의 R-900D, R-900F, R-901D, R-901F 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
고굴절률층의 굴절률은 2.4 내지 3.0인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 펄 안료의 우수한 반사율, 입체감 및 질감을 나타낼 수 있다.
본 발명에서 사용되는 펄 안료는 평균입경이 5 내지 15㎛인 것이 바람직하다. 상기 범위의 평균입경을 갖는 펄 안료를 사용하게 되면 조성물이 우수한 저장안정성을 갖는다.
평균입경이 5㎛ 미만이면 시인성이 저하될 수 있고, 15㎛ 초과이면 조성물의 도포 시 노즐이 막히거나, 도포면의 균일성이 저하되어 패턴형성이 용이하지 못할 수 있다.
본 발명에 따른 펄 안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함된다. 함량이 0.2 중량% 미만이면 시인성이 저하될 수 있고, 2중량% 초과이면 공정성이 저하될 수 있다.
본 발명에 따른 착색제는 전술한 펄 안료 외에 본 발명의 범위 내에서 당분야에 알려진 착색제, 예를 들면 염료 및 안료를 더 포함할 수 있다.
알칼리 가용성 바인더 수지(B)
알칼리 가용성 바인더수지는 본 발명의 용매에 용해될 수 있고, 상기 착색제에 대한 결착 수지의 기능을 하며 알칼리성 현상액에 용해 가능한 수지라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다.
상기 바인더수지는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리 카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수있다.
상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤모노 메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 바인더 수지가 카르복실기 함유 단량체 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 경우, 상기 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 구성 단위의 함량비율은 상기 공중합체를 구성하는 구성 단위들의 총 함량에 대하여 질량분율로 10 내지 50중량%이고, 바람직하게는 15 내지 40중량%이며, 보다 바람직하게는 25 내지 40중량%이다. 상기 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 구성 단위의 함량비율이 상기의 기준으로 10 내지 50중량%이면 현상액에 대한 용해성이 양호하고, 현상시 패턴이 정확하게 형성되기 때문에 바람직하다.
상기 바인더 수지로서는, 예를 들면 (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시)/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸)/스티렌/알릴(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리세롤모노(메타)아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
이들 중에서 (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타) 아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/스티렌공중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 바인더 수지는 특별히 제한되지는 않지만, 그의 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있는 것이 바람직하고, 3,000 내지 50,000, 특히 5,000 내지 50,000의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 바인더 수지의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있으면 착색제 분산이 용이하며, 점도가 낮고, 저장안정성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 바인더 수지는 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 3 내지 80중량%, 바람직하게는 5 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더 수지의 함량이 상기의 기준으로 3 내지 80중량%이면 착색제의 분산이 용이하며 저장안정성이 우수하기 때문에 바람직하다.
광중합성 화합물(C)
광중합성 화합물은 광 및 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 사용할 수 있다.
단관능 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
2관능 단량체의 구체적인 예로는 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 티펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있다.
상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있으며, 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테류 및 우레탄(메타)아크릴레이트가 중합성이 우수하며 강도를 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다. 상기에서 예시한 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 60중량%, 바람직하게는 5 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물이 상기의 범위로 포함되면 화소부의 강도나 평활 성이 양호하게 될 수 있다.
광중합 개시제 (D)
상기 광중합 개시제로는 당분야에서 알려진 광중합 개시제가 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 옥심 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종 이 사용될 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로는 구체적으로 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시 페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물로는 구체적으로 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시) 페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로는 구체적으로 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라 페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 옥심 화합물은 구체적으로 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 OXE01, OXE02가 대표적이다.
또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 정도이면 이 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 그 밖의 광중합 개시제 등을 추가로 병용할 수도 있다. 아울러 상기 광중합 개시제는 이 분야에서 일반적으로 사용되는 광중합 개시 보조제를 조합하여 사용할 수도 있다.
구체적으로 아민 화합물, 카르복실산 화합물을 예시할 수 있다. 상기 아민 화합물의 구체적인 예로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물; 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산 에틸, 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭: 미힐러케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다. 바람직하게 상기 아민 화합물은 방향족아민 화합물일 수 있다.
상기 카르복실산 화합물의 구체적인 예로는 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 40중량%, 바람직하게는 3 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 광중합 개시제가 상기 함량 범위로 포함되어야, 감도의 상승에 의해 노출 시간이 단축 및 생산성이 향상이 이루어질 수 있다.
용매(E)
상기 용매는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는 에테르류, 방향족 탄화 수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 또는 아미드류 등이 사용될 수 있다.
상기 용매는 구체적으로 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 에테르류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아밀아세테이트, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 부틸락테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시-1-부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 에틸렌글리콜디아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 또는 γ-부티로락톤 등의 에스테르류 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 용매 중에서 도포성 및 건조성면을 고려할 때 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 들 수 있다. 상기 예시한 용매는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 30 내지 90중량%, 바람직하게는 50 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.
용매가 상기의 범위로 포함되면 조성물의 도포시 도포성이 양호해지기 때문에 바람직하다.
첨가제(E)
본 발명의 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물에는 필요에 따라 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 안료 분산제. 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제가 더 포함될 수 있다.
상기 충진제의 구체적인 예로는 유리, 실리카, 알루미나 등을 들 수 있다.
다른 고분자 화합물로는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지; 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등이 사용 될 수 있다.
상기 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한 에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그의 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레트 (공)중합체, 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 옥세탄 화합물로는, 예를 들면, 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산디카르복실산 비스옥세탄 등을 들 수 있다.
상기 경화제에는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물이 포함될 수 있다. 경화 보조 화합물로는, 예를 들면, 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류, 산발생제 등을 들 수 있다.
상기 카르본산 무수물류로는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 상기 에폭시 수지 경화제로는, 예를 들면, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기 경화제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 실리콘계 계면활성제는 예를 들면 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH8400 등이 있고 GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452 등이 있다. 상기 불소계 계면활성제는 예를 들면 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482, F-489 등이 있고 DIC사의 TF-1535 등이 있다.
상기 예시된 계면활성제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 계면활성제는 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 통상 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%로 포함될 수 있다.
상기 안료 분산제는 착색제인 안료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것이다. 상기 분산제는 바람직하게 BMA(부틸메타아크릴레이트) 또는 DMAEMA(N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제를 함유할 수 있다. 이때, 상기 아크릴계 분산제는 한국 공개특허 제2004-0014311호에서 제시된 바와 같은 리빙 제어방법에 의해 제조된 것을 적용하는 것이 바람직한데, 상기 리빙 제어방법을 통해 제조된 아크릴계 분산제의 시판품으로는 DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070, DISPER BYK-2150 등을 들 수 있다. 또한 상기 분산제는 공지된 수지 타입의 안료 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 또는 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염과 같은 유질의 분산제; (메트)아크릴산-스티렌코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물 및 포스페이트 에스테르를 포함할 수 있다.
상기한 수지 타입의 안료 분산제의 시판품으로는 양이온계 수지 분산제로서 는, 예를 들면, BYK(빅) 케미사의 상품명: DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162, DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-180, DISPER BYK-182,DISPER BYK-184; BASF사의 상품명: EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48, EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800; Lubirzol사의 상품명: SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204 /10; 카와켄 파인 케미컬사의 상품명: 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노 액트T-8000; 아지노모토사의 상품명: 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823; 쿄에이샤 화학사의 상품명: 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44 등을 들 수 있다.
상기 분산제는 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 특히 0.05 내지 2 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 분산제가 상기의 함량으로 포함되는 경우 착색제인 안료의 분산성이 특히 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 밀착 촉진제로는, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
이들 밀착 촉진제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있으며, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 통상 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%로 포함될 수 있다.
상기 산화 방지제로는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제로는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제로는 폴리아크릴산나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물은 윈도우 기판 상의 비표시부 영역 상에 도공되어 비표시부의 차광 패턴을 형성한다. 차광 패턴은 스크린 인쇄, 포토리소그래피, 옵셋 인쇄 등 당분야에 공지된 방법으로 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 차광 패턴이 형성된 윈도우 기판은 터치 스크린 패널의 윈도우 기판으로 사용될 수 있으며, 이러한 터치 스크린 패널은 액정 디스플레이, OLED, 플렉서블 디스플레이 등의 화상 표시 장치와 결합되어 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 1
조성물 고형분 총 중량 100%를 기준으로 평균입경이 7㎛인 펄 안료(R-901F, CQV社) 0.2중량%, 메타크릴산과 벤질 메타크릴레이트와의 공중합체(중량평균분자량(Mw): 15,000) 46.8중량%, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(TOAGOSEI ㈜ 제조) 46.8중량%, 광중합 개시제로 I-819(BASF) 5.5중량%, 계면활성제로 TF-1535 (DIC제조) 0.1중량%, 분산제로 BYK-180(BYK) 0.5중량%, 밀착촉진제로 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 0.1중량%를 혼합하고,
용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 조성물 총 중량에 대하여 50중량%가 되도록 혼합하여 상기 혼합물을 2시간 교반하여 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
펄 안료 1중량%를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
실시예 3
펄 안료 2중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
실시예 4
평균 입경이 14㎛m인 펄 안료(R-901D, CQV社)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
실시예 5
평균 입경이 14㎛m인 펄 안료(R-901D, CQV社) 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
실시예 6
평균 입경이 14㎛인 펄 안료(R-901D, CQV社) 2중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
실시예 7
평균 입경이 17㎛인 펄 안료(R-901D, CQV社) 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
비교예 1
평균 입경이 7㎛인 펄 안료 0.1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
비교예 2
평균 입경이 7㎛인 펄 안료 5중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
비교예 3
평균 입경이 14㎛인 펄 안료 0.1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
비교예 4
평균 입경이 14㎛인 펄 안료 5중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
비교예 5
평균 입경이 300nm인 백색 안료 TiO2 1중량%를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 조성물을 제조하였다.
실험예 1
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물하여 차광 패턴을 제조하였다. 즉, 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5의 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 3㎛ 내지 100㎛의 라인 패턴을 가지는 포토마스크를 올려놓고 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 g, h, i 선을 모두 함유하는 1KW의 고압 수은등을 사용하여 100mJ/㎠의 조도로 조사하였다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 100초 동안 침지하여 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 사용하여 건조하고, 230℃의 가열 오븐에서 20분간 가열하여 차광 패턴층을 제조하였다. 상기에서 제조된 차광 패턴층의 두께는 15.0㎛ 이었다.
실험예 2
(1) 제조예 1: 착색제 분산 조성물의 제조
C.I. 피그먼트 화이트 6으로서 평균입도가 200nm인 착색제 35.0g, 바인더 수지(메타크릴산과 벤질메타크릴레이트와의 공중합체로서 메타크릴산 단위와 벤질메타크릴레이트 단위와의 비는 몰 비로 31：69, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 20,000) 4.94g, 분산제로 BYK-180(BYK社 제조) 4.32g 및 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 55.74g을 비드밀에 의해 2 시간 동안 혼합 및 분산하여 착색제 분산 조성물을 제조하였다.
(2) 제조예 2: 차광층 형성용 감광성 수지 조성물
상기 제조예 1에서 제조한 착색제 분산 조성물 50.2g, 메타크릴산과 벤질메타크릴레이트와의 공중합체(메타크릴산 단위와 벤질메타크릴레이트 단위와의 비는 몰 비로 31：69, 폴리스티렌 환산중량평균분자량은 20,000) 29.5g, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조) 11.1g, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-몰폴리노-1-프로판-1-온(Irgacure 907-; BASF 사 제조) 2.2g, 2,4-디에틸티옥산톤(Speedcure DETX; LAMBSON 제조) 1.1g, 3-메타크릴록시프로필트리메톡실란(KBM-503; Shin-Etsu 제조) 0.4g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 5.5g을 혼합하여 디스플레이 장치의 전면 차광층 형성용 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
(3) 차광 패턴의 형성
상기 실험예1에서 제조된 패턴 형성용 감광성 수지 조성물을 이용하여 전면 차광층을 형성하였다. 즉, 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 5의 제작된 전면 차광층 형성용 감광성 수지 조성물을 하부막으로 사용하여 그 상부에 스핀 코팅법으로 제조예 2에서 제조된 조성물을 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 3㎛ 내지 100㎛의 라인 패턴을 가지는 포토마스크를 올려놓고 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 g, h, i 선을 모두 함유하는 1KW의 고압 수은등을 사용하여 100mJ/㎠의 조도로 조사하였다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 100초동안 침지하여 현상하였다. 상기 막이 입혀진 기판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 사용하여 건조하고, 230℃의 가열 오븐에서 20분간 가열하여 차광 패턴층을 형성하였다. 상기에서 제조된 차광 패턴층의 두께는 20.0㎛ 이었다.
1. 차광 패턴의 패턴성 확인
실험예 1에서 제조된 차광 패턴을 제조하는 과정에서의 현상 속도를 측정하였으며, 아울러 아래와 같이 패턴성을 확인하고 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
* 패턴성 : 250㎛ 길이의 정사각형 형태의 패턴을 기준으로
◎ : 패턴의 뜯김 없이 정사각형 형태를 갖는다.
○ : 패턴의 일부 뜯김 현상이 발생하였으나, 대략 사각형 형태를 갖는다.
△ : 패턴의 경계면에서 뜯김 현상이 많이 발생하여 사각형의 형태를 갖지 않는다.
× : 패턴이 대부분 뜯겨 형태가 남아 있지 않아 패턴의 형태를 확인 할 수 없다.
2. 차광 패턴의 시인성 확인
실험예 2에서 제조된 차광 패턴을 유리면에서 각 패턴간의 시인성을 확인하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
* 시인성 : 250㎛ 길이의 정사각형 형태의 패턴을 기준으로
◎ : 패턴의 경계선이 분명하여, 패턴 형태로 확인된다.
○ : 패턴의 경계선이 분명하지 않으나, 대략 패턴형태로 확인된다.
△ : 패턴의 경계선이 분명하지 않고 패턴형태가 확인되지 않는다.
× : 패턴의 경계가 남아 있지 않아 패턴의 형태를 확인 할 수 없다.
3. 내열성 평가
실시예와 비교예의 조성물을 코팅하여 도막을 형성한 뒤, 미놀타社의 SPECTROPHOTOMETER CM-3700d를 사용하여 230도 오븐에서 30분 Bake 하여 측정한 분광값과 230℃ 오븐에서 2시간 bake하여 측정한 분광값의 △E*ab로 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
패턴성 시인성 내열성
실시예1 ◎ ◎ 0.36
실시예2 ◎ ◎ 0.35
실시예3 ◎ ◎ 0.41
실시예4 ◎ ◎ 0.40
실시예5 ◎ ◎ 0.38
실시예6 ◎ ◎ 0.36
실시예7 ○ ◎ 0.42
비교예1 ◎ △ 0.36
비교예2 △ ○ 0.35
비교예3 ○ △ 0.39
비교예4 △ ○ 0.41
비교예5 ○ X 1.8
표 1을 참고하면, 실시예들의 차광 패턴은 비교예들과 유사한 내열성을 보이면서도 비교예들에 비해 패턴성과 시인성이 전반적으로 우수한 것을 확인할 수 있다.
하지만, 비교예들의 경우 시인성이 실시예보다 현저하게 저하되는 것을 확인할 수 있다. 특히 백색 안료를 사용한 비교예 5의 경우에는 시인성이 가장 좋지 않았다.

Claims (8)

  1. 펄 안료를 포함하는 착색제(A) 알칼리 가용성 바인더 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용매(E)를 포함하며,
    상기 펄안료는 고형분 기준으로 조성물 총 중량에 대하여 0.2 내지 2 중량%로 포함되는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 펄 안료는 평균입경이 5 내지 15㎛인, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 펄 안료는 반사층 코어부 및 상기 코어부를 코팅하는 고굴절률층을 포함하는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 반사층 코어부는 운모, 세리사이트, 활석, 카올린, 스멕타이트계 점토 광물, 판상 이산화티탄, 판상 실리카, 판상 산화알루미늄, 질화붕소, 황산바륨 및 판상 티타니아·실리카 복합 산화물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나인, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 고굴절률층은 TiO2, ZrO2, Sb2O3, ZnS, SnO2 및 ZnO로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 비표시부 차광 패턴 형성용 감광성 수지 조성물로 형성된 비표시부를 구비하는 윈도우 기판.
  7. 청구항 6의 윈도우 기판을 구비하는 터치 스크린 패널.
  8. 청구항 7의 터치 스크린 패널을 구비하는 화상 표시 장치.
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