KR101779189B1 - 내지문성 필름의 제조 방법 - Google Patents

내지문성 필름의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 흑색 안료를 포함하고 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖는 블랙 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하고, 이를 노광 및 현상하여 미세 돌기를 포함한 표면을 형성하는 단계를 통하여 내지문성 필름을 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

내지문성 필름의 제조 방법{PREPARATION METHOD FOR FINGERPRINT RESISTANT FILM}
본 발명은 내지문성 필름의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제품 표면에 지문이 전사되는 것을 최소화할 수 있으면서도 전사된 지문을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가지며, 초발수성 및 초발유성을 함께 구현할 수 있는 내지문성 필름을 제공할 수 있는 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치 등의 전자 제품의 사용 과정에서는 지문이 외관에 묻게 되는데, 이러한 지문의 전사에 따라서 외관이 오염되며, 디스플레이 장치의 경우 화면의 선명도가 저하되는 문제점이 있다.
지문은 대부분 땀과 피지로 구성되며, 여기에 피부에서 떨어져 나온 각질 및 외부에서 묻어온 먼지 등의 오염 물질이 포함되어 있다. 전자 제품에 전사되는 지분의 주요 성분은 피지이며, 이러한 피지는 트리글리세리드, 왁스 모노에스테르, 지방산, 스쿠알렌, 미량의 콜레스테롤과 콜레스테릴 에스테르 등의 액상 성분을 포함하는 것으로 알려져 있다. 그리고, 피지의 구성 성분은 물(표면 장략 72mN/m)에 비해 표면 장력이 매주 낮아서(표면 장력 30 내지35 mN/m), 지문은 어떠한 물질의 표면이든지 쉽게 묻는 성질이 있다.
디스플레이 장치 등의 전자 제품에 내지문성을 부여하기 위하여, 제품의 외부 표면에 특정한 패턴을 형성하는 방법이나, 친유성 코팅를 통해 지문의 기름 성분을 넓게 퍼지게 하여 가시성을 낮추는 방법 등이 알려져 있다.
구체적으로, 제품의 외부 표면에 특정한 패턴을 형성하여 내지문성을 확보하는 방법에서는, 마이크로 사이즈의 입자나 패턴을 제품의 외부에 형성함으로서 표면 요철을 만들어서 헤이즈를 높게 하고, 이에 따라 지문이 제품에 묻어도 눈에 쉽게 띄지 않도록 한다. 예를 들어, 한국공개특허 제2007-0084369호는 그물망 형태로 연결된 돌출구조물을 표면으로 구비한 초소수성 기판이 개시되어 있으며, 한국공개특허 제2010-0105241호에는 특정의 높이 및 넓이를 갖는 내지문 패턴에 관하여 개시하고 있으며, 한국공개특허 제2011-7003244호에는 원기둥, 피라미드형 각뿔대, 원뿔대, 복합포물선, 복합타원형, 폴리오브젝트(polyobject), 또는 입체로 된 원뿔 곡선 회전체 형태의 돌기로 이루어진 패턴이 개시되어 있다.
그러나, 이전에 알려진 특정한 패턴이나 돌기를 형성하는 방법에 따르면 헤이즈가 10% 이상이 되어 디스플레이 장치 등에서는 화면의 선명도를 저하시키거나, 과량의 지문이 전사되었을 때에는 지문이 표면의 요철 내부로 침투하여 제거가 오히려 어려워지는 한계가 있었다.
그리고, 친유성 코팅은 불량한 외관 특성을 유발하는 주요 인자인 피지가 묻었을 때 얇고 넓게 퍼지게 함으로써 가시성을 확보할 수 있게 한다. 다만, 친유성 코팅은 높은 투과도와 낮은 헤이즈 특성을 갖는데 반하여, 지문이 묻는 양을 감소시키기 보다는 묻은 지문이 잘 보이지 않게 하는 지문 은닉 방법으로서, 지문 전사량 자체를 줄일 수 없으며, 지문이 과량으로 전사 및 적층되는 경우 완전히 제거하기가 용이하지 않은 한계가 있다.
한편, 불소계 화합물을 포함하는 코팅 재료를 사용하여, 제품 외부의 표면 에너지를 낮추어 내오염 특성을 확보하는 방법도 알려져 있다. 그러나, 불소계 화합물을 포함하는 코팅 재료의 코팅에 따라서, 물과 기름에 대한 접촉각이 커져서 발수 및 발유 특성을 높일 수 있으나, 지문의 전사를 방지할 정도의 특성, 예를 들어 초발수 및 초발유 특성을 확보하는데에는 부족하였다. 또한, 상기 방법에 의해서도 지문이 전사되는 양을 충분히 줄이기 어려웠으며, 부착된 지문의 제거가 용이하지 않은 한계가 있었다.
제품 표면에 지문이 전사되는 것을 최소화할 수 있으면서도, 전사된 지문을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 갖는 내지문 제품 및 이를 구현할 수 있는 방법에 대한 개발이 필요한 실정이다.
한국공개특허 제2007-0084369호 한국공개특허 제2010-0105241호 한국공개특허 제2011-7003244호
본 발명은, 제품 표면에 지문이 전사되는 것을 최소화할 수 있으면서도 전사된 지문을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가지며, 초발수성 및 초발유성을 함께 구현할 수 있는 내지문성 필름을 제공할 수 있는 제조 방법을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은, 흑색 안료를 포함하고 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖는 블랙 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하는 단계; 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하여 나노 또는 마이크로 스케일의 미세 돌기를 포함한 표면을 형성하는 단계; 및 상기 표면 상에 상기 불소계 고분자 수지층을 형성하는 단계;를 포함하는 내지문성 필름의 제조 방법을 제공한다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 내지문성 필름의 제조 방법에 관하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 흑색 안료를 포함하고 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖는 블랙 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하는 단계; 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하여 나노 또는 마이크로 스케일의 미세 돌기를 포함한 표면을 형성하는 단계; 및 상기 표면 상에 상기 불소계 고분자 수지층을 형성하는 단계;를 포함하는 내지문성 필름의 제조 방법이 제공될 수 있다.
상기 발명의 일 구현예의 내지문성 필름의 제조 방법에서, 광투과 저해 작용을 할 수 있는 흑색 안료를 포함한 블랙 감광성 수지 조성물을 도포하고, 포토리소그래피 공정을 진행하면, 노광시 깊이 방향으로 빛 투과도가 낮아져 깊이 방향으로 갈수록 경화도가 감소하게 될 수 있으며, 상기 노광된 블랙 감광성 수지 조성물을 현상하면 특정 형상을 갖는 나노 또는 마이크로 스케일의 미세 돌기를 형성할 수 있다. 상기 미세 돌기가 표면에 형성된 내지문성 필름은 제품 표면에 지문이 전사되는 것을 최소화할 수 있으면서도 전사된 지문을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가지며, 초발수성 및 초발유성을 함께 구현할 수 있다.
상기 흑색 안료를 포함하고 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖는 블랙 감광성 수지 조성물을 사용함에 따라서, 디퓨저를 사용하여 빛을 분산시키거나 특정의 형상을 갖는 포토 마스크를 따로 사용하여야 하거나 감광성 수지 조성물을 도포한 이후에 기재면 뒤쪽에서 노광을 하는 등의 추가적인 공정 등이 없이도, 후술하는 특정 구조의 미세 돌기를 보다 용이하게 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 블랙 감광성 수지 조성물은 흑색 안료를 포함하며, 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5, 또는 3 내지 4의 광학밀도(Optical Density)를 가질 수 있다.
상기 광학 밀도는 해당 파장에서의 –log10 (I/I0)으로 정의될 수 있다. 이때, I0는 해당 파장에서 시편이 없을 때의 투과 광량이며, I는 해당 파장에서 시편을 통과할 때의 투과 광량을 의미한다.
상기 블랙 감광성 수지 조성물은, i) 흑색 안료 50중량% 내지 90중량%; 바인더 수지 5 내지 40 중량%; 광가교제 1 내지 30중량%; 및 광중합 개시제 0.1 내지 20 중량%을 포함하는 고형분과, ii) 상기 고형분 100중량부에 대하여 50 내지 1000중량부의 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 블랙 감광성 수지 조성물의 고형분 중 흑색 안료의 함량이 50중량% 내지 90중량%, 바람직하게는 55 중량% 내지 75중량% 임에 따라서, 상기 블랙 감광성 수지 조성물은 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5, 또는 3 내지 4의 광학밀도(Optical Density)를 가질 수 있다.
상기 흑색 안료로는 통상적으로 사용되는 흑색 안료 또는 착색제를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 카본 블랙 기반의 흑색 안료, 흑색 유기 염료, 산화 금속 흑색 안료 등을 1종 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 카본 블랙으로는 사용 가능한 사용 제품의 일 예로는, 동해카본(주)의 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS, 및 시스토 SSRF; 미쯔비시화학(주)의 다이어그램 블랙 Ⅱ, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA7, MA77, MA8, MA11, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B, 및 OIL31B; 대구사(주)의 PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 및 LAMP BLACK-101; 콜롬비아 카본(주)의 RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN-790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, 및 RAVEN-1170 등을 사용할 수 있다.
상기 감광성 수지의 바인더로 사용될 수 있는 바인더 수지로는, 폴리아믹산, 폴리이미드, 폴리우레탄, 폴리우레탄 (메타)아크릴레이트, (메타)아크릴레이트계 고분자 수지, 이들의 2종 이상의 혼합물 또는 이들의 2종 이상의 공중합체를 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트는 (메타)크릴레이트와 아크릴레이트를 모두 포함하는 의미이다.
상기 블랙 감광성 수지 조성물의 고형분에 포함되는 바인더 수지는 1,000 내지 300,000, 바람직하게는 5,000 내지 150,000의 중량평균분자량를 가질 수 있다.
상기 광가교제는 블랙 감광성 수지 조성물에 사용될 수 있는 화합물을 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머를 사용할 수 있다.
이러한 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머의 예로는, 폴리에틸렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 또는 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 등의 단관능성 모노머, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 또는 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 등의 다관능성 모노머 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 구체적인 예로, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인메틸 에테르, 벤조인에틸 에테르, 벤조인이소부틸 에테르, 벤조인부틸 에테르, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오)페닐-2-몰폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄-1-온, 또는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로판-1-온 등의 아세토페논계 화합물; 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(3,4,5-트리메톡시페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 또는 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4,5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등의 비이미다졸계 화합물; 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉 산, 1,1,1,3,3,3-헥사플로로이소프로필-3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오네이트, 에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 2-에폭시에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 시클로헥실-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 벤질-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 3-{클로로-4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉 산, 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피온아미드, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(1-p-디메틸아미노페닐)-1,3,-부타디에닐-s-트리아진, 또는 2-트리클로로메틸-4-아미노-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진 등의 트리아진계 화합물; 및 일본 시바사의 CGI-242, CGI-124 등의 옥심계 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 블랙 감광성 수지 조성물은 상기 고형분 100중량부에 대하여 50 내지 1000중량부의 유기 용매를 포함할 수 있다.
상기 유기 용매로는 감광성 수지 조성물에 사용될 수 있는 것으로 알려진 것이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다. 상기 유기 용매의 구체적인 예로는, N-메틸-2-피롤리돈, N-아세틸-2-피롤리돈, N-벤질-2-피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸술폭시드, 헥사메틸포스포르트리아미드, N-아세틸-ε-카프로락탐, 디메틸이미다졸리디논, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, γ-부틸로락톤, 디옥산, 디옥솔란, 테트라히드로푸란, 클로로포름 및 염화메틸렌으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종 이상의 혼합물을 들 수 있으나. 이들에 한정되는 것은 아니다.
한편, 상기 블랙 감광성 수지 조성물의 고형분은 상기 흑색 안료에 추가하여 착색제를 더 포함할 수 있다. 상기 착색제를 더 포함하는 경우에도, 상기 흑색 안료와 착색제의 함량은 상기 고형분 중 50 중량% 내지 90중량%일 수 있다.
상기 흑색 안료와 혼합하여 사용 가능한 착색제로는 카민 6B(C.I. 12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 미쓰비시 카본 블랙 MA100, 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I. 21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우 4T-564D, 미쓰비시 카본 블랙 MA-40, 빅토리아 퓨어 블루(C.I. 42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등이 있으며, 이 밖에 백색 안료, 형광 안료 등을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 착색제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 색상이 흑색이 되도록 하여 이용할 수도 있다.
또한, 상기 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 광가교 증감제, 경화촉진제, 인계 난연제. 소포제, 레벨링제 또는 겔 방지제 등의 첨가제를 더 포함할 있다.
상기 블랙 감광성 수지 조성물의 도포 방법은 특별히 한정되지 않고, 예를들어 스프레이법, 롤코팅법, 회전도포법, 슬릿코팅법, 압출코팅법, 커튼코팅법, 다이코팅법, 와이어바코팅법 또는 나이프코팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 블랙 감광성 수지 조성물의 도포 두께는 최종 제조되는 내지문성 필름의 특성 및 적용 분야에 따라 결정되며, 예들 들어 1㎛ 내지 500 ㎛ 일 수 있다.
한편, 상기 흑색 안료를 포함하고 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장 대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖는 블랙 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하는 단계 이후에, 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 50 내지 150℃의 온도에서 열처리하는 단계를 선택적으로 진행할 수 있다. 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 상기 온도 범위에서 열처리 함에 따라서, 상기 수지 조성물이 일정 수준 이상으로 건조 또는 경화될 수 있으며, 이에 따라 상기 도포된 감광성 수지 조성물의 표면 특성, 균일도 또는 기계적 물성이 향상될 수 있다.
상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상함으로서, 나노 또는 마이크로 스케일의 미세 돌기를 포함한 표면을 형성할 수 있다.
노광량은 UV 노광에 사용되는 광원의 종류와 막의 두께에 따라 다르지만, 일반적으로 100 내지 2,000 mJ/㎠ 가 바람직하고, 100 내지 1,000 mJ/㎠ 가 더욱 바람직하다. 활성광선으로는 전자선, 자외선, X-ray 등이 가능하지만, 바람직하게는 자외선이며, 고압 수은등, 저압 수은등 또는 할로겐 램프 등을 광원으로 사용할 수 있다.
상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하여 나노 또는 마이크로 스케일의 미세 돌기를 포함한 표면을 형성하는 단계는, 1㎛ 내지 200㎛의 최장 직경을 갖는 원형, 구형 또는 1 내지 30의 내각을 갖는 다각형의 패턴이 1이상 형성된 포토 마스크를 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물 상에 위치시키고 노광하는 단계; 및 상기 노광된 블랙 감광성 수지 조성물을 알카리 용액으로 현상하는 단계;를 더 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 사용하는 블랙 감광성 수지 조성물이 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장 대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖음에 따라서 경화도가 감소하게 되며, 상술한 1㎛ 내지 200㎛의 최장 직경을 갖는 원형, 구형 또는 1 내지 30의 내각을 갖는 다각형의 패턴이 1이상 형성된 포토 마스크를를 사용함에 따라서, 상기 내지문성 필름의 표면에 특정한 형태 및 크기를 갖는 미세 돌기가 형성될 수 있다. 상기 미세 돌기의 형태는 크기에 관한 구체적인 내용은 후술하는 바와 같다.
상기 노광 후 현상시에는 일반적으로 침지법을 사용하여 현상액에 담그게 되는데 현상액으로는 수산화 나트륨 수용액 혹은 탄산 나트륨 수용액 등의 알칼리 수용액을 사용하며 알칼리 수용액으로 현상 후 물로 세척하게 된다.
한편, 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하여 형성되는 미세 돌기는, 상기 내지문성 필름의 필름과의 접촉면; 상기 접촉면과 대면하는 상면; 및 상기 접촉면과 상면을 연결하는 측벽을 가질 수 있으며, 상기 측벽과 필름과의 접촉면이 이루는 내각은 둔각인 형상을 가질 수 있다. 즉, 상기 미세 돌기는 필름의 접촉면에서 상면으로 올라감에 따라서 측벽의 단면 직경이 점점 커질 수 있다.
상기 미세 돌기는 상기 내지문성 필름 외부로 돌출되도록 형성되며 ㎚ 또는 ㎛ 단위의 높이나 폭을 갖는 구조체를 의미한다.
상기 미세 돌기의 높이는 돌출 방향으로의 최장 길이를 의미하며, 상기 미세 돌기의 폭은 돌출 방향과 수직 방향으로의 최장 직경을 의미한다. 그리고, 이러한 미세 돌기의 높이와 폭은 상기 미세 돌기가 단일 물질로 되거나 2이상의 물질로 이루어지거나, 또는 복수의 적층 구조 또는 구조제를 포함하는 경우에도 하나로 인식될 수 있는 외부 구조나 형태의 높이 및 폭으로 정의될 수 있다.
상기 필름과의 접촉면은 상기 미세 돌기가 상기 내지문성 필름의 기재면과 접하는 하부 면을 의미한다. 또한, 상기 상면은 상기 미세 돌기의 높이 방향 최상부에 위치하고 상기 접촉면과 대면하는 상부 면을 의미한다. 상기 측벽은 상기 미세 돌기가 갖는 입체 형상의 옆면을 이루게 된다.
상기 미세 돌기에서 상기 필름과의 접촉면의 최장 직경은 돌기 상면 최장 직경의 20% 내지 90%, 또는 40 내지 80%일 수 있다. 상기 필름과의 접촉면의 최장 직경이 너무 작으면, 상기 내지문성 필름의 표면의 기계적 물성이 저하될 수 있다. 또한, 상기 필름과의 접촉면의 최장 직경이 너무 크면, 내지문성 필름 외부에 전사되는 표면에 전사된 유기물 성분이나 수분 성분에 대한 접촉각이 낮아지거나 이들에 대한 반발력이 저하될 수 있다.
한편, 상기 미세 돌기의 높이는 0.1 ㎛ 내지 40 ㎛, 1 ㎛ 내지 20 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 15 ㎛일 수 있다. 상기 미세 돌기 높이는 상기 필름의 기재면으로부터 상기 미세 돌기 상면까지의 최장 거리로 정의될 수 있다.
상기 미세 돌기의 높이가 너무 작으면, 상기 미세 돌기와 필름의 기재면으로 정의되는 공간이 공기 주머니(air pocket)를 형성하기에 적절한 부피나 형상을 갖기 어렵거나 형성되는 공기 주머니가 쉽게 붕괴될 수 있으며, 상기 필름 외부 면이 미세 돌기가 형성되지 않은 평면과 실질적으로 차이가 없는 구조적 특징 또는 표면 특징을 갖게 되어 상술한 발수성 및 발유성의 특성을 동시에 확보하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 미세 돌기의 높이가 너무 크면, 상기 필름이나 미세 돌기 자체의 기계적 경도나 물성이 저하될 수 있다.
상기 측벽과 필름과의 접촉면이 이루는 내각이 100° 내지 170°, 또는 110° 내지 150° 일 수 있다. 이에 따라 상기 제조되는 내지문성 필름의 기재면과 수평한 방향으로의 미세 돌기 단면의 폭은 상기 단면의 최초 폭으로부터 일정한 각도의 경사에 따라서 점차 늘어날 수 있다.
상기 측벽과 필름과의 접촉면이 이루는 내각(상기 미세 돌기 입체 내부로 이루는 각도)이 100° 내지 170°임에 따라서, 상기 일 구현예에 따라 제조되는 내지문성 필름 상에서 공기 주머니가 보다 용이하게 형성될 수 있으며, 유기 성분이나 물을 포함한 액체에 대하여 보다 높은 반발력 및 높은 접촉각을 구현할 수 있다.
상기 미세 돌기는 제조 방법에 따라서 상기 미세 돌기의 상면 끝단이 둥근 굴곡을 가질 수 있다. 이와 같이, 상기 미세 돌기의 상면 끝단이 둥근 굴곡을 갖는 경우, 상기 이웃하는 미세 돌기들의 상부 간의 거리는 이웃하는 미세 돌기의 둥근 굴곡 간의 최단 거리로 정의될 수 있다.
한편, 상기 미세 돌기가 상기 상면 보다 넓은 면적을 갖는 판상부를 더 포함할 수 있다. 상기 판상부는 상기 미세 돌기의 상면 위에 형성 또는 적층될 수 있다. 상기 판상부의 존재로 인하여, 표면에 전사된 유기물 성분이나 수분 성분에 대한 접촉각이 매우 커질 수 있으며, 상기 유기물 성분이나 수분 성분이 상기 내지문성 필름에 접하는 면적도 최소화할 수 있다.
또한, 상기 미세 돌기의 판상부는 상기 내지문성 필름의 내부 구조 상에 형성되는 에어 포켓을 감싸는 형태를 취할 수 있어서 에어 포켓의 붕괴를 방지할 수 있으며, 내지문성 필름 표면에 전사된 유기물 성분이나 수분 성분을 일부 지지 하여 이들이 내지문성 필름 내부로 파고드는 현상을 방지할 수 있다.
상기 판상부는 상기 미세 돌기의 상면에 비하여 넓은 면적을 가질 수 있다. 즉, 상기 판상부는 상기 기둥부의 돌출 방향의 상부 최외각면의 전체 면적에 접하면서도, 이러한 상면에 비하여 넓은 면적을 가질 수 있다. 상기 판상부의 넓이가 크게 한정되는 것은 아니나, 상기 미세 돌기의 상면에 비하여 1.2배 내지 10배의 넓이를 가질 수 있다. 상기 판상부의 넓이가 너무 작으면 판상부를 포함함에 따른 효과의 발현이 미미할 수 있다. 또한, 상기 판상부의 넓이가 너무 크면 상기 필름 외부의 기계적 강도가 낮아질 수 있으며, 상기 미세 돌기의 구조가 쉽게 붕괴될 수 있다.
상기 판상부의 형태는 크게 한정되는 것은 아니나, 예들 들어 상기 필름의 기재면 방향에 대한 상기 판상부의 단면이 원, 타원 또는 3 내지 20의 내각을 갖는 다각형일 수 있다. 상기 필름의 기재면 방향에 대한 상기 판상부의 단면은 상기 필름의 기재면과 평행한 방향에서의 상기 판상부 단면을 의미한다.
또한, 상기 기재의 수직 방향에 대한 상기 판상부의 단면은 직사각형, 사다리꼴 또는 역사다리꼴 일 수 있다.
상기 미세 돌기의 판상부의 최대 직경이 0.1㎛ 내지 100 ㎛, 또는 0.2㎛ 내지 50 ㎛일 수 있다. 상기 판상부의 최대 직경이 너무 크면, 상기 필름의 표면에서 판상부가 차지하는 비율이 너무 커지거나, 유기물 성분이나 수분 성분이 상기 필름에 접하는 면적이 지나치게 넓어져서 통상의 평면 필름과 실질적으로 동일한 표면 구조 또는 특성을 갖게 되어 버릴 수 있다. 또한, 상기 판상부의 최대 직경이 너무 작으면, 상기 미세 돌기가 판상부를 포함하지 않은 것과 같은 형상을 갖게 되거나, 상기 유기물 성분이나 수분 성분이 상기 필름에 접할 때에 상기 판상부에 따른 입체 구조적 특성이 발현되기 어려울 수 있다.
상기 미세 돌기의 판상부의 두께가 0.05 ㎛ 내지 10 ㎛, 또는 0.2 ㎛ 내지 2 ㎛일 수 있다. 상기 판상부의 두께가 너무 작으면, 상기 필름 외부의 기계적 물성이 저하될 수 있으며, 상기 판상부가 너무 두꺼우면 상기 기재와 상기 미세돌기로 정의되는 공간 내에 공기 주머니가 형성되기 용이하지 않을 수 있다.
한편, 상기 제조되는 내지문성 필름에는 상술한 형상의 미세 돌기가 2이상 포함될 수 있으며, 서로 이웃하는 2개의 상기 미세 돌기들의 상면 간의 거리(P)에 대한 상기 미세 돌기 중 하나의 상면의 최장 직경(D)의 비율(D/P)이 0.1 내지 0.7 또는 0.2 내지 0.5 일 수 있다.
이전에는 필름 외부에 일정한 패턴이나 돌기가 형성되어 일정 수준의 이상의 발수성을 갖는 재료에 대해서는 일부 알려진 바 있으나, 이러한 종래의 필름에서는 시간에 경과에 따라서, 또는 외부의 압력이나 액체에 작용하는 중력, 또는 모세관 현상 등에 의하여 에어 포켓이 붕괴되어 표면에 전사된 유기물 성분이나 수분 성분이 내부로 파고들게 되어 버리는 현상이 나타났다.
그러나, 상기 내지문성 필름에 포함되는 미세 돌기의 형태적 특징과 상기 이웃하는 미세 돌기들의 상부 간의 거리에 대한 미세 돌기의 높이의 비율에 따른 표면 특성으로 인하여, 상술한 시간의 경과나 외부 압력, 액체에 작용하는 중력, 모세관 현상 등의 요인에 의한 에어 포켓 붕괴를 방지할 수 있으며, 필름 외부에 전사되는 유기물 성분이나 수분 성분이 내부로 파고들거나 스며드는 현상을 방지할 수 있다.
상기 하나의 미세 돌기의 상면과 이와 이웃하는 미세돌기의 상면 간의 거리는 상기 이웃하는 2개의 미세 돌기 상면의 상호간의 최단 거리를 의미한다.
한편, 상기 미세 돌기는 상기 내지문성 필름 상에 형성된 독립적인 입체일 수도 있으며, 전체가 연결된 연속상의 패턴일 수도 있다. 구체적으로 상기 미세 돌기는 전체가 연결되어 직선 형태, 물결 형태, 격자 형태 등의 연속상 패턴을 형성할 수 있다.
즉, 상기 미세 돌기가 연속상의 패턴인 경우, 상기 내지문성 필름 외부로 돌출된 부분의 높이와 상기 연속상 패턴의 단면의 폭이 ㎚ 또는 ㎛ 단위이다.
구체적으로, 상기 미세 돌기가 전체가 연결된 연속상의 패턴인 경우, 미세 돌기의 높이는 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛, 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 30 ㎛ 일 수 있다. 상기 미세 돌기가 전체가 연결된 연속상의 패턴인 경우, 상기 미세 돌기의 상면의 최장 직경은 패턴의 선폭일 수 있으며, 예를 들어 상기 미세 돌기의 상면의 최장 직경은 0.1 ㎛ 내지 100 ㎛, 1 ㎛ 내지 50 ㎛, 또는 5 ㎛ 내지 30 ㎛일 수 있다.
전체가 연결된 연속상의 패턴인 상기 미세 돌기 또한 상기 내지문성 필름의 필름과의 접촉면; 상기 접촉면과 대면하는 상면; 및 상기 접촉면과 상면을 연결하는 측벽을 가지며, 상기 측벽과 필름과의 접촉면이 이루는 내각은 둔각인 형상을 가질 수 있다. 또한 상기 연속상 패턴의 상면 상에는 상기 상면 보다 넓은 면적을 갖는 판상부가 적층되어 있을 수 있다. 상기 전체가 연결된 연속상의 패턴의 일예는 도 3 내지 5에 나타낸 바와 같다.
상기 제조되는 내지문성 필름은 올레산 또는 증류수에 대하여 높은 접촉각을 가질 수 있으며, 예를 들어 3ul의 올레산(oleic acid) 및 3ul의 증류수에 대하여 각각 120°이상의 접촉각, 또는 130°내지 150°의 접촉각을 가질 수 있다. 즉, 상기 내지문성 필름은 유기물 성분 및 수분 성분에 모두 대하여 Cassie-Baxter state를 구현할 수 있으며, 초발수성 및 초발유성을 함께 가질 수 있다.
상기 내지문성 필름에 지문이나 액체가 전사되는 경우, 상기 미세 돌기와 상기 내지문성 필름의 기재면이 그 내부에 형성되는 소정의 공간에 공기 주머니(air pocket)을 형성하여 지문에 포함되는 성분 또는 물에 대하여 높은 반발력과 높은 접촉각을 갖도록 할 수 있다.
또한, 상기 내지문성 필름은 액체들이나 유기 물질에 대하여 반응성이 낮기 때문에, 액체류에 대한 슬라이딩 각도가 상대적으로 작다. 예들 들어, 상기 내지문성 필름에 30 ul의 올레산(oleic acid)을 올리고 수평면에 대하여 경사각을 만들면서 상기 올레산이 흐리기 시작하는 각도, 즉 슬라이딩 각도(sliding angle)가 20°이하, 또는 10°이하 20°일 수 있다.
즉, 상기 내지문성 필름은 지문에 포함될 수 있는 유기 성분이나 수분 성분에 대하여 낮은 반응성을 보이면서 상기 성분들에 대한 슬라이딩 각도 또한 낮게 나타나기 때문에, 표면에 전사되는 지문의 양을 크게 줄일 수 있을 뿐만 아니라 전사된 지문이 필름 표면에 잔류하는 현상을 방지할 수 있고, 전사된 지문 자체를 쉽게 제거할 수 있는 특성을 갖는다.
한편, 상기 내지문성 필름의 제조 방법은 상기 표면 상에 상기 불소계 고분자 수지층을 형성하는 단계을 포함할 수 있다. 상기 불소계 고분자 수지층은 미세 돌기를 포함한 상기 내지문성 필름의 표면 상에 형성될 수 있으며, 이러한 불소계 고분자 수지층은 지문에 포함되는 유기물 성분이나 수분 성분에 대한 접촉각과 반발력을 보다 높일 수 있고, 상기 성분들이 상기 내지문성 필름 외부에 접촉하는 면적을 보다 작게 할 수 있다. 즉, 상기 불소계 고분자 수지층은 상기 미세 돌기의 특정 구조로 인하여 구현되는 발수성 및 발유성을 보다 높일 수 있다.
또한, 상기 불소계 고분자 수지층은 상기 내지문성 필름에 전사되는 지문 성분, 유기물 성분 또는 수분 성분 등에 대하여 높은 반발력을 가지며, 이에 따라 시간에 경과나, 외부의 압력이나 액체에 작용하는 중력, 도는 모세관 현상 등에 의하여 에어 포켓이 붕괴되어 필름 표면에 전사된 상기 성분 들이 내부로 파고드는 현상을 방지할 수 있다.
상기 불소계 화합물층은 5㎚ 내지 5 ㎛, 또는 10㎚ 내지 1 ㎛의 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 미세 돌기가 상술한 판상부를 포함하는 경우, 상기 판상부의 상면(미세 돌기 돌출 방향으로 최외각면)에서는 상기 불소계 화합물층이 30㎚ 내지 5 ㎛, 또는 50 ㎛ 내지 1 ㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 판상부의 상면과 대향하는 하면에서는 상기 불소계 화합물층이 5㎚ 내지 1 ㎛, 또는 10㎚ 내지 300nm의 두께를 가질 수 있다. 또한, 상기 미세 돌기의 기둥부 상에는 5㎚ 내지 1 ㎛, 또는 10㎚ 내지 300nm의 두께를 갖는 불소계 화합물층이 형성될 수 있다.
상기 불소게 화합물층은 불소계 단분자 화합물, 불소계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 불소계 단분자 화합물은 불소가 치환된 지방족, 지환족 또는 방향족의 작용기를 포함하는 실록산계 분자이거나, 퍼플루오로폴리에테르계 화합물일 수 있으며, 이러한 화합물 또는 분자는 상기 미세 돌기 또는 일 구현예의 필름의 표면과 결합 가능한 에폭시 실란, 메톡시 실란, 클로로 실란 등의 작용기를 말단에 포함할 수 있다.
상기 불소계 고분자 화합물은 불소를 포함한 작용기를 포함하는 반응성 단량체를 이용하여 합성되는 중합체 또는 공중합체를 포함할 수 있다.
구체적으로, 상기 불소계 고분자 화합물은 불소계 작용기가 치환된 (메타)아크릴레이계 고분자 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 불소계 작용기가 치환된 (메타)아크릴레이계 고분자 화합물은 탄소수 2 내지 12의 퍼플루오로알킬 (메타)아크릴레이트, 펜타플루오로페닐 (메타)아크릴레이트, 펜타플로오로벤질 (메타)아크릴레이트 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 중합 또는 공중합하여 얻어질 수 있다.
또한, 상기 불소계 고분자 화합물은 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluoroethylene), 폴리테트라플루오로에틸렌 옥사이드(Polytetrafluoroethylene oxide), 폴리테트라플루오로프로필렌 옥사이드(polyhexafluoropropylene oxide) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 불소계 화합물층은 다양한 코팅 방법이나 증착 방법을 통하여 상기 미세 돌기의 외면에 형성될 수 있으며, 상기 미세 돌기뿐만 아니라 상기 필름의 기재면에 적층될 수 도 있다.
상기 불소계 화합물층은 다양한 코팅 방법이나 증착 방법을 통하여 상기 미세 돌기의 외면에 형성될 수 있으며, 상기 미세 돌기뿐만 아니라 상기 필름의 기재면에 적층될 수 도 있다.
상기 불소계 화합물층의 형성 또는 적층에는 다양한 코팅 방법 및 증착 방법이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 불소계 고분자 수지를 직접 도포하는 방법, 스퍼터링 방법, 진공 증발법, 플라즈마화학 기상 증착법, 광화학기상 증착법 또는 화학기상증착법을 이용할 수 있으며, 보다 균일하고 적절한 두께를 갖는 불소계 화합물층을 형성을 위해서는 열적 증착 방법, 열선화학기상증착(HW-CVD) 방법 또는 라디칼 중합법을 사용할 수 있다.
상기 열선화학기상증착(HW-CVD) 방법을 사용하면, 상기 기둥부 및 판상부를 포함하는 2미세 돌기의 전체 영역에 걸쳐 균일한 두께를 갖는 불소계 화합물층을 형성할 수 있으며, 특히, 상기 미세 돌기의 판상부의 하면이나 상기 기둥부와 판상부가 접하는 부분에도 균일한 두께의 불소계 화합물층을 형성할 수 있다.
이에 따라, 상기 불소계 화합물층은 열선 기상 화학 증착 방법을 사용하여 상기 불소계 고분자 수지 또는 이의 전구체를 상기 2미세 돌기 외부에 적층함으로서 형성될 수 있다.
한편, 상기 내지문성 필름의 제조 방법에서는, 제조된 내지문성 필름을 주형으로 하여 필름의 재료가 되는 고분자 재료를 주입함으로서, 상기 주형으로 사용한 필름의 패턴과 역상의 패턴이 형성된 내지문성 필름을 얻을 수 있다.
또한, 상기 내지문성 필름의 제조 방법에서는, 제조된 내지문성 필름에 주형의 재료가 되는 성분 또는 화합물을 주입하여, 상기 내지문성 필름의 패턴과 역상의 패턴이 형성된 주형을 얻을 수 있다. 그리고, 이러한 주형에 필름의 재료가 되는 고분자 재료를 주입함으로서 내지문성 필름을 얻을 수 있다.
본 발명에 따르면, 제품 표면에 지문이 전사되는 것을 최소화할 수 있으면서도 전사된 지문을 용이하게 제거할 수 있는 특성을 가지며, 초발수성 및 초발유성을 함께 구현할 수 있는 내지문성 필름이 제공될 수 있다.
도1은 블랙 감광성 수지 조성물을 이용하여 내지문성 필름을 제조하는 방법을 개략적으로 나타낸 것이다.
도는 실시예1에서 얻어진 미세 돌기의 형태를 나타낸 것이다.
도3은 실시예2에서 얻어진 미세 돌기의 형태를 나타낸 것이다.
도4은 실시예2에서 얻어진 미세 돌기의 형태를 나타낸 것이다.
도5은 실시예2에서 얻어진 미세 돌기의 형태를 나타낸 것이다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
[ 실시예 : 내지문성 필름의 제조]
1. 실시예1 및 2
(1) 블랙 매트릭스 감광성 수지 조성물의 제조
착색제로 카본 블랙 분산액 750 중량부(미쿠니사, 카본 블랙 함량 20%), 알칼리 가용성 수지 바인더로 벤질(메타)아크릴레이트/스티렌/N-페닐말레이미드/(메타)아크릴산의 공중합체에 글리시딜메타아크릴레이트를 부가하여 생성된 알코올기를 일부 숙신산무수물로 개환 반응한 화합물[몰비42(벤질(메타)아크릴레이트)/8(스티렌)/6(N-페닐말레이미드)/20(글리시딜 부가물)/24(무수숙신산 부가물), Mw =12,000, 산가 62 KOH ㎎/g, 이중결합 당량 494] 60 중량부, 관능성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트70 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 10 중량부, 2,2’-비스(o-클로로페닐)-4,4,5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸 10 중량부, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논 10 중량부, 및 머캅토벤조티아졸 5 중량부, 밀착촉진제인 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 5 중량부, 및 레벨링제 1 중량부, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 510 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 510 중량부를 혼합하였다. 그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 블랙 매트릭스 감광성 수지 조성물을 제조 하였다. 상기 블랙 매트릭스 감광성 수지 조성물은 300 ㎚의 파장대에서 3의 광학밀도(Optical Density)을 갖는 것으로 측정되었다.
(2) 미세 돌기의 패턴의 형성
유리 기판 상에 상기 제조된 블랙 매트릭스 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅 한 후, 약 100℃로 2분 동안 전열 처리하여 3.5 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 그리고, 최대 직경 700㎚의 원형의 패턴이 격자 무늬로 배열된 포토마스크(실시예1) 및 사각형 형태의 패턴[가로: 20㎛ X 세로: 20㎛ ]이 격자 무늬로 배열된 포토마스크(실시예2)를 각각 이용하여 고압 수은 램프 하에서 40 mJ/㎠의 에너지로 노광하였다.
상기 노광 기판을 25℃의 온도에서 0.04%의 KOH의 수용액으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조하였다. 그리고, 상기 건조된 기판을 220℃의 오븐에서 30분간 열처리하여 미세 돌기가 형성된 필름을 얻었다.
실시예1에서 얻어진 미세 돌기의 형태는 도2에 나타낸 바와 같으며, 실시예2에서 얻어진 미세돌기의 형태는 도3 내지 5에 나타낸 바와 같다.
(3) 불소계 고분자층의 형성
상기 얻어진 필름을 진공 챔버에 넣고 2*10-6 Torr 조건에서 펠렛 타입의 Perfluoropolyether(PFPE)를 400℃의 온도에서 저항 방식으로 가열하고 진공 증방법으로 상기 미세 돌기가 형성된 필름의 표면에 20㎚ 두께의 불소계 화합물층을 형성하여 내지문성 필름을 제조하였다.
2. 실시예3
상기 실시예1에서 얻어진 내지문성 필름 표면에 불소계 이형제를 스핀 코팅하여 이형 처리를 하였다. 그리고, 이형 처리된 내지문성 필름 상에 PDMS(DowCoring, Sylgard 184)를 주입하여 스핀 코팅 한 후, 90℃ 오븐에서 1시간 경화하고 상온에서 냉각한 후, PDMS를 떼어내어 실시예1의 패턴의 역상이 표면에 형성된 내지문성 필름을 제조하였다.
3. 실시예4
상기 실시예3에서 얻어진 내지문성 필름 표면에 불소계 이형제를 스핀 코팅하여 이형 처리를 하였다. 그리고, 이형 처리된 내지문성 필름 상에 PDMS(DowCoring, Sylgard 184)를 주입하여 스핀 코팅 한 후, 90℃ 오븐에서 1시간 경화하고 상온에서 냉각한 후, PDMS를 떼어내어 실시예2의 패턴의 역상이 표면에 형성된 내지문성 필름을 제조하였다.
[ 실험예 : 정접촉각 , 동접촉각 및 상호 작용 에너지( Interaction Energy ) 측정]
상기 실시예1 및 2 에서 얻어진 내지문성 필름 표면이 갖는 정접촉각 및 동접촉각을 측정하였으며, 이러한 측정 결과를 바탕으로 상호 작용 에너지를 구하였다.
(1) 정접촉각 측정
탄젠트 방법(Tangent method)에 의하여 물과 올레산(oleic acid) 각각 3㎕를 상기 실시예1 및 2 에서 얻어진 필름 표면에 올리고, DSA 100 측정 장치를 이용하여 정접촉각을 측정하였다.
(2) 동접촉각 측정
상기 실시예1 및 2 에서 얻어진 필름 표면에 30㎕의 올레산(oleic acid) 올린 이후에, 상기 필름을 한쪽을 올려서 경사각을 만들면서 상기 올레산이 흘러내리는 시점의 각도[슬라이딩 각도, sliding angle]를 틸팅 테이블 방법(Tilting table method)으로 DSA 100 측정 장치를 이용하여 측정하였다.
3ul의 올레산에 대한 정접촉각의 평균 [°] 3ul의 증류수에 대한 정접촉각의 평균 [°] 3ul의 올레산에 대한 슬라이딩 각도
[°]
유리기판 78.0 113.2 14.0
실시예1 139.2 141.3 12.4
실시예2 101.7 124.1 19.6
상기 표1에 나타난 바와 같이, 실시예의 필름은 물 및 올레산에 대하여 높은 정촉각을 가져서, 유기물 성분 및 수분 성분 양쪽 모두에 대하여 극히 높은 접촉각과 높은 반반력을 가질 수 있으며, 표면에 지문에 포함되는 유기물 성분이나 수분 성분이 전사되는 경우에도 그 접촉하는 면적 또한 극히 작다는 점이 확인되었다.
또한, 실시예의 필름은 물 및 올레산에 대한 슬라이딩 각도가 매우 작은 것으로 나타났다. 즉, 실시예의 필름은 전사되는 지문 등의 유기물 또는 수분의 양을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 상기 전사된 성분을 보다 용이하게 해리 또는 제거할 수 있다는 점이 확인되었다.
1: 노광부
2: 비노광부
3: 기재
4: 포토마스크

Claims (13)

  1. 흑색 안료를 포함하고 100㎚ 내지 400 ㎚의 파장대에서 2 내지 5의 광학밀도(Optical Density)를 갖는 블랙 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하는 단계;
    상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하여 나노 또는 마이크로 스케일의 미세 돌기를 포함한 표면을 형성하는 단계; 및
    상기 표면 상에 불소계 고분자 수지층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 미세 돌기는, 내지문성 필름의 필름과의 접촉면; 상기 접촉면과 대면하는 상면; 및 상기 접촉면과 상면을 연결하는 측벽을 가지며,
    상기 측벽과 필름과의 접촉면이 이루는 내각은 둔각인 형상을 가지며,
    상기 미세 돌기가 상기 상면 보다 넓은 면적을 갖는 판상부를 더 포함하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 블랙 감광성 수지 조성물은
    i) 흑색 안료 50중량% 내지 90중량%; 바인더 수지 5 내지 40 중량%; 광가교제 1 내지 30중량%; 및 광중합 개시제 0.1 내지 20 중량%을 포함하는 고형분과,
    ii) 상기 고형분 100중량부에 대하여 50 내지 1000중량부의 유기 용매를 포함하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 고형분은 착색제를 더 포함하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물을 50 내지 150℃의 온도에서 열처리하는 단계를 더 포함하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물의 노광은 100 내지 2,000 mJ/㎠ 의 노광량으로 진행하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    1㎛ 내지 200㎛의 최장 직경을 갖는 원형, 구형 또는 1 내지 30의 내각을 갖는 다각형의 패턴이 1이상 형성된 포토 마스크를 상기 도포된 블랙 감광성 수지 조성물 상에 위치시키고 노광하는 단계; 및
    상기 노광된 블랙 감광성 수지 조성물을 알카리 용액으로 현상하는 단계;를 더 포함하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서,
    상기 미세 돌기가 전체가 연결된 연속상의 패턴인, 내지문성 필름의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    30 ㎕의 올레산(oleic acid)에 대하여 갖는 슬라이딩 각도(sliding angle)가 20°이하인 내지문성 필름의 제조 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    3㎕의 올레산(oleic acid) 및 3㎕의 증류수에 대하여 각각 120°이상의 정접촉각을 갖는 내지문성 필름의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 불소계 고분자 수지층은 불소계 단분자 화합물, 불소계 고분자 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 표면 상에 상기 불소계 고분자 수지층을 형성하는 단계는,
    불소계 고분자 수지를 직접 도포하는 방법, 스퍼터링 방법, 진공 증발법, 플라즈마화학 기상 증착법, 광화학기상 증착법 또는 화학기상증착법을 이용하는, 내지문성 필름의 제조 방법.
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