KR100902550B1 - 패턴 형성용 몰드 필름 조성물 및 이에 의해 제조된 패턴형성용 몰드 필름 - Google Patents

패턴 형성용 몰드 필름 조성물 및 이에 의해 제조된 패턴형성용 몰드 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 전체 조성물 100중량부에 대해, 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 실리콘계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머 및 에폭시 아크릴레이트계 올리고머 각각 또는 이들 중 선택된 2종 이상의 반응성 올리고머 30 내지 70중량부, 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머 30 내지 70중량부, 및 광개시제 1 내지 10중량부를 포함하는 패턴 형성용 몰드 필름 조성물 및 이에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름을 제공한다.
몰드 필름 조성물, 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 실리콘계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머

Description

패턴 형성용 몰드 필름 조성물 및 이에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름{MOLD FILM COMPOSITION FOR FORMING PATTERN AND MOLD FILM COMPOSITION MANUFACTURED BY USING THE SAME}
반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자, 미세 전자기계 소자, 프리즘 시트나 렌티큘라렌즈 시트와 같은 광학용 렌즈시트 등을 제조하는 경우, 기판 상에 패턴을 형성하는 공정에 사용하는 패턴 형성용 몰드 필름의 조성물 및 이에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름에 관한 것이다.
일반적으로, 반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자, 미세 전자기계 소자, 프리즘 시트나 렌티큘라렌즈 시트와 같은 광학용 렌즈시트 등을 제조할 때 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 공정을 수행하게 되는데, 이와 같이 기판 상에 미세 패턴을 형성하는 방법으로는 빛을 이용하는 포토리소그래피(photolithography)법이 있다.
그러나, 종래의 포토리소그래피법의 경우, 기판 세정, 기판 표면처리, 감광성 고분자 코팅, 저온 열처리, 노광, 현상, 세정, 및 고온 열처리와 같은 여러 단계의 공정을 거쳐야만 하기 때문에, 공정이 복잡하고 많은 공정 시간이 소요될 뿐만 아니라 고가의 공정 장비를 필요로 한다. 따라서, 제조 원가의 상승 및 생산성 저하가 초래될 수 있다.
포토리소그래피법이 갖는 한계를 극복하기 위한 방편으로서, 비전통적 방식에 의한 리소그래피법들이 제안되고 있다.
이러한 비전통적 방식에 의한 리소그래피법으로, 나노 임프린트 리소그래피(nanoimprintlithography)법, 미세 접촉 인쇄(uCP: micro contact printing)법, 미세 모세관 몰딩(MIMIC: micro-molding in capillaries)법, 미세 전이 몰딩(uTM: micro-transfer molding)법, 연성 성형 몰딩(soft molding)법, 및 모세관 힘 리소그래피(CFL: capillary force lithography)법을 예로 들 수 있다.
상술한 패턴 형성 방법 이외에 금속 몰드를 이용하여 패턴을 형성하는 방법이 있으나, 이러한 금속 재질의 몰드를 이용할 경우 형상의 정확한 전사는 가능하나, 박판형 몰드의 취급이 어렵고, 그 제작기간이 길뿐 아니라 제조 비용 또한 높다.
미세 패턴을 형성하기 위해서 패턴 형성용 몰드 필름을 사용할 수 있는데, 이러한 패턴 형성용 몰드 필름을 제조하기 위한 조성물에 요구되는 여러 특성 중, 온도에 따른 물성변화가 적어야 하는 것은 중요 특성 중 하나이다.
따라서, 본 발명에서는 패턴 형성용 몰드 필름을 사용하여 최종 제품을 제조하는 공정에서 패턴 형성용 몰드 필름이 반복적으로 장시간 동안 자외선에 노출되게 되는 경우에도, 패턴 형성용 몰드 필름에 의해 형성된 패턴에 변형이 없고, 이 몰드 필름을 이용하여 제조한 최종 제품에도 품질이 저하되지 않는 패턴 형성용 몰드 필름을 제공하고자 하는 것이다.
본 발명은, 전체 조성물 100중량부에 대해 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 실리콘계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머 및 에폭시 아크릴레이트계 올리고머 각각 또는 이들 중 선택된 2종 이상의 반응성 올리고머 30 내지 70중량부, 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머 30 내지 70중량부, 및 광개시제 1 내지 10중량부를 포함하는 패턴 형성용 몰드 필름 조성물을 제공한다.
본 발명은, 패턴 형성용 몰드 필름 조성물에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름을 제공한다.
본 발명에 따르면, 내열성이 우수한 패턴 형성용 몰드 필름 조성물 및 이에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름이 제공된다.
이와 같이, 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름 조성물은 내열성이 우수하고, 이를 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 경우, 반복적으로 장시간 동안 자외선에 노출되어도 변형되거나 함이 없으므로, 기판 위에 형성되는 패턴의 형상이 변형되지 않아 균일성을 향상시킬 수 있게 된다.
본 발명의 하나의 실시 상태에 따른 패턴 형성용 몰드 필름 조성물은, 전체조 성물 100중량부에 대해, 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 실리콘계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머 및 에폭시 아크릴레이트계 올리고머 각각 또는 이들 중 선택된 2종 이상의 반응성 올리고머 30 내지 70중량부, 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머 30 내지 70중량부, 및 광개시제 1 내지 10중량부를 포함한다.
상기 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 실리콘계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머 및 에폭시 아크릴레이트계 올리고머 중 각각 또는 이들 중 선택된 1종 이상의 반응성 올리고머의 경우, 2 내지 6관능성의 아크릴레이트기에 의해 광화학반응이 일어나게 된다.
상기 반응성 올리고머는 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름의 기본적인 물성을 제공하는 성분으로서, 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름에 형성된 음각 패턴의 내열성을 향상시키는 역할을 한다.
상기 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 실리콘계 반응성 올리고머, 아크릴계 반응성 올리고머 및 에폭시 아크릴레이트계 올리고머 중 각각 또는 이들 중 선택된 2종 이상의 반응성 올리고머의 경우, 전체 조성물 100중량부에 대해 30 내지 70중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 반응성 올리고머가 상기 범위의 중량부로 선택되는 경우, 충분한 내열 특성을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 적절한 점도의 제공이 가능하여 공정성을 높일 수 있게 된다.
상기 폴리에스테르계 반응성 올리고머는 분자량이 200 내지 5000 사이의 2 관능성 이상의 것일 수 있다.
또한, 상기 실리콘계 반응성 올리고머는 분자량이 200 내지 5000 사이의 2 관능성 이상의 것일 수 있다.
또한, 상기 아크릴계 반응성 올리고머는 아크릴릭 아크릴레이트계 올리고머로써 분자량 200 내지 5000 사이의 2 관능성 이상의 것일 수 있다.
상기 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머는, 상기 반응성 올리고머의 반응성 관능기와 광화학 반응을 일으켜, 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름에 형성된 음각패턴의 도막 특성을 완성시키는 역할을 한다.
상기 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머는, 첨가되어 상기 반응성 올리고머의 높은 점도를 낮추는 역할을 한다.
상기 반응성 올리고머의 경우 일반적으로 5000cps 이상의 고점도이므로, 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름의 음각패턴을 형성하기 위해서는 상기 반응성 올리고머의 점도를 한 예로 2000cps 정도 이하로 낮추어야 한다. 이에, 상기 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머가 첨가되어 상기 반응성 올리고머의 높은 점도를 낮추게 되는 것이다.
상기 분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머의 경우 전체 조성물 100중량부에 대해 30 내지 70중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머가 상기한 범위를 갖는 경우 적절한 점도를 제공할 수 있어 공정성을 높일 수 있으며, 도막의 내열 특성이 향상된다.
상기 관능성 또는 다관능성 모노머는, 단관능성 (메타)아크릴레이트 또는 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머, 예를 들어 다관능성 (디,트리)(메타)아크릴레이트 모노머일 수 있다.
상기 단관능성 (메타)아크릴레이트 또는 다관능성 (메타)아크릴레이트 모노머로는, 예컨대 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴(메타)아크릴레이트, 부톡시 에틸(메타)아크릴레이트, 에틸디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜타디엔(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메틸트리에틸렌디글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐, 디아세톤아크릴아마이드, 이소부톡시메틸(메타)아크릴아마이드, N,N-디메틸(메타)아크릴 아마이드, t-옥틸(메타)아크릴아마이드, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 아크릴로일몰포린, 디싸이클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리옥시에틸(메타)아크릴레이트, 트리싸이클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로데칸디메탄올디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레 이트, 디싸이클로펜탄디(메타)아크릴레이트, 디싸이클로펜타디엔디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.바람직하게는, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메닐올프로판트리(메타)아크릴레이트 등이 있고, 이들 중 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 그러나 예시된 바로 단관능성 또는 다관능성 모노머의 종류가 한정되는 것은 아니다.
상기 광개시제는 광에 의해 상기 반응성 올리고머와 상기 단관능성 또는 다관능성 모노머의 광화학반응을 개시하는 역할을 한다. 여기서, 광은 자외선 및 전자선 중 어느 하나 일 수 있다.
상기 광개시제는 전체 조성물 100중량부에 대해 1 내지 10중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광개시제가 상기 범위를 갖는 경우, 반응 속도를 적절하게 조절할 수 있어, 제조된 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름에 형성된 음각패턴의 유연성을 높일 수 있고, 따라서 음각패턴의 부서짐 현상 및 기판으로부터의 부착력 저하현상을 방지할 수 있다.
상기 광개시제는 벤질 케탈류, 벤조인 에테르류, 아세토페논 유도체, 케톡심 에테르류, 벤조페논, 벤조 또는 티옥산톤계 화합물 중 선택된 1종 이상의 자유라디칼 개시제, 오늄 염(onium salts), 페로세늄 염(ferrocenium salts), 및 디아조늄 염(diazonium salts) 중 선택된 1종 이상의 양이온성 개시제, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
특히, 조사되는 광이 자외선인 경우 하기 광개시제를 사용하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 1-하이드록시싸이클로헥실페닐 케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논, 잔톤, 벤즈알데히드, 안트라퀴논, 3-메틸아세토페논, 4-클로로벤조페논, 4,4'-디메톡시 벤조페논, 4,4'-디아미노벤조페논, 벤조인 프로필 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 1-(4-이소프로필-페놀)-2-히드록시-2-메틸 프로판-1-온, 티옥잔톤 등을 사용할 수 있다. 상업용으로 공급되는 제품 중에는 Irgacure 184, 369, 651, 819, 907, 1700, 1800(시바스페셜티케미칼사) 등과 Darocure 1173, 1116(머크사), Ubecyl-936(유씨비사) 등을 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다
한편, 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름 조성물은, 전체 조성물 100중량부에 대해 첨가제 0.01 내지 3중량부를 더 포함할 수 있다. 상기 첨가제가 상기 범위로 사용되는 경우, 본 발명의 몰드 필름으로부터의 최종 제품의 박리성이 우수하게 되고, 기재로의 부착력이 우수할 뿐만 아니라, 고온고습에 노출될 경우에도 백화현상 등이 발생되지 않는다.
상기 첨가제는 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제중 적어도 어느 하나일 수 있다.
상기 불소계 첨가제 및 실리콘계 첨가제로는 실리콘기(silicon group)를 가지는 반응성 모노머 혹은 반응성 올리고머, 예를 들면 실리콘기 함유 비닐 화합물 또는 실리콘기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물, (메타)아크릴옥시기 함유 오가노실록산 또는 실리콘 폴리아크릴레이트, 불소기(fluorine group)를 가지는 반응성 모 노머 혹은 반응성 올리고머, 예를 들면 플루오로알킬기 함유 비닐 화합물 또는 플루오로알킬기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물, 또는 불소 폴리아크릴레이트, 실리콘기 혹은 불소기를 가지는 수지, 예를 들면 폴리디메틸실록산, 불소 중합체, 및 실리콘기 혹은 불소기를 가지는 계면활성제 또는 오일, 예를 들면 디메틸 실리콘 오일 등을 예로 들 수 있다. 그러나 이에 첨가제의 종류가 한정되는 것은 아니다.
상기 첨가제로서, 유동성, 슬립성, 레벨링성 부대전 방지제 더 첨가할 수 있있다.
본 발명의 다른 하나의 실시 상태에 따른 패턴 형성용 몰드 필름은, 전술한 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름 조성물에 의해 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름 조성물에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름에는, 기판에 패턴을 형성하기 위한 음각패턴이 균일한 선폭을 가지거나, 랜덤한 형태로 형성되어 있으며, 이 패턴 형성용 몰드 필름을 이용하여 반도체, 전자, 광전, 자기, 표시 소자, 미세 전자기계 소자, 프리즘 시트나 렌티큘라렌즈 시트와 같은 광학용 렌즈시트 등을 제조하게 되면, 기판 상에 우수한 균일성을 갖는 미세 패턴을 형성할 수 있게 된다.
특히, 디스플레이장치에 장착되는 시트에 본 발명에 따른 패턴 형성용 몰드 필름을 이용하여 패턴을 형성하는 경우, 시트 위에 미세한 패턴을 균일하게 형성할 수 있음에 따라, 해당 시트를 디스플레이장치에 장착하였을 때, 시트에 형성된 패턴의 형상 변화에 따른 휘도 저하 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
이하에서는 실시예를 통해 본 발명에 대해 더욱 상세히 설명하기로 한다. 여 기서, 실험예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명의 범위가 이들에 의하여 한정되는 것은 아니다.
실험예
패턴 형성용 몰드 필름을 제조하기 위하여 188um 의 폴리에스테르 필름상에 다음과 같은 본 발명의 몰드 필름 형성용 조성물을 사용하여 약 35um의 두께를 갖는 렌티큘라 형상의 몰드 필름을 제조하였다. 이때 사용된 자외선은 고압수은등으로 500mJ/sq.m의 광량을 조사하였다.
중량부
폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머(분자량 1000) 50
단관능성 아크릴레이트 모노머 10
(2-하이드록시에틸아크릴레이트)
3관능성 아크릴레이트 모노머 37
(트리메틸올프로판트리아크릴레이트)
광개시제 2.9
(2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논)
첨가제 0.1
(폴리디메틸실록산 오일)
비교예
패턴 형성용 몰드 필름을 제조하기 위하여 188um 의 폴리에스테르 필름상에 다음과 같은 몰드 필름 형성용 조성물을 사용한 것 이외에는 실험예 1과 동일한 방법으로 약 35um의 두께를 갖는 렌티큘라 형상의 몰드 필름을 제조하였다.
중량부
폴리우레탄 아크릴레이트 올리고머(분자량 1000) 50
단관능성 아크릴레이트 모노머 10
(2-하이드록시에틸아크릴레이트)
3관능성 아크릴레이트 모노머 37
(트리메틸올프로판트리아크릴레이트)
광개시제 2.9
(2,2-디메톡시-2-페닐-아세토페논)
첨가제 0.1
(폴리디메틸실록산 오일)
발명의 효과
실험예 1 및 비교예 1에서와 같이 제조된 몰드 필름을 사용하여 최종 제품을 제조하기 위하여 약 500mJ/sq.m의 자외선을 상기 몰드 필름을 회전하면서 반복적으로 사용할 경우 비교예 1에서 제조된 몰드 필름은 약 50회 정도 반복 사용하게 되면, 몰드 필름의 패턴이 변형되어 최종 제품의 휘도가 1% 이상으로 저하되기 시작하는 현상이 발생하였으나, 본 발명의 실험예 1에서 제조된 몰드 필름의 경우에는 동일한 조건에서 약 300회 이상까지 반복적으로 사용하여도 내열성이 우수하여 몰드 필름의 형상이 변화되지 않아 최종 제품의 휘도가 저하되지 않는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (9)

  1. 전체 조성물 100중량부에 대해,
    2 관능성 이상의 아크릴레이트기를 포함하는 분자량 200 내지 5000 사이의 폴리에스테르계 반응성 올리고머, 2 관능성 이상의 아크릴레이트기를 포함하는 분자량 200 내지 5000 사이의 실리콘계 반응성 올리고머 및 2 관능성 이상의 아크릴레이트기를 포함하는 분자량 200 내지 5000 사이의 아크릴릭 아크릴레이트계 반응성 올리고머 각각 또는 이들 중 선택된 2종 이상의 반응성 올리고머 30 내지 70중량부;
    분자 내에 적어도 하나의 불포화기를 갖는 단관능성 또는 다관능성 모노머로서, 단관능성 (메타)아크릴레이트 또는 다관능성 (디,트리)(메타)아크릴레이트 모노머 30 내지 70중량부;
    광개시제로서, 벤질 케탈류, 벤조인 에테르류, 아세토페논 유도체, 케톡심 에테르류, 벤조페논, 및 벤조 또는 티옥산톤계 화합물 중 선택된 1종 이상의 자유라디칼 개시제, 오늄 염, 페로세늄 염, 및 디아조늄 염(diazonium salts) 중 선택된 1종 이상의 양이온성 개시제, 또는 이들의 혼합물 1 내지 10중량부; 및
    첨가제로서, 폴리디메틸실록산 오일 0.01 내지 3중량부를 포함하는 패턴 형성용 몰드 필름 조성물.
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  9. 청구항 1에 따른 패턴 형성용 몰드 필름 조성물에 의해 제조된 패턴 형성용 몰드 필름.
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