KR20160104458A - 절연막 형성을 위한 광경화성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

제1 및 제2 전극 사이에서 이들을 절연시키는 절연막을 형성하기 위한 광경화성 수지 조성물은 바인더 수지, 다기능성 단량체, 광개시제 및 여분의 용매를 포함한다. 상기 바인더 수지는 30 내지 50 중량%로 포함되며, 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 포함한다. 상기 다기능성 단량체는 10 내지 20 중량% 포함된다. 상기 광개시제는 0.5 내지 5 중량% 포함된다.

Description

절연막 형성을 위한 광경화성 수지 조성물{PHOTOCURABLE RESIN COMPOSITION FOR FORMING INSULATION LAYER}
본 발명은 광경화성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 터치 스크린 패널(Touch Screen Panel; TSP)의 표면에 패터닝된 제1 및 제2 투명 전극들 사이에서 이들을 절연시키는 절연막을 형성하기 위한 광경화성 수지 조성물에 관한 것이다.
현재, 각종 전자 제품에 적용되는 대부분의 스크린 패널, 예를 들어 모바일 기기 및 소형 태블릿 PC 등의 전자 제품에 적용되는 스크린 패널은 정전용량 방식의 터치 스크린 패널(TSP)이 사용되고 있다.　
이에, 상기 터치 스크린 패널(TSP)은 영상이 표시되는 표시 패널의 표면에 x축 방향을 따라 패터닝되어 전류가 항상 공급되는 제1 투명 전극, 상기 제1 투명 전극 상에 형성된 절연막 및 상기 절연막 상에 y축을 따라 패터닝된 제2 투명 전극을 포함하여, 사용자가 상기 제2 투명 전극의 어느 한 위치를 터치하면 이 터치한 위치에서 정전용량에 따른 전류가 발생하면서 그 위치가 인식되는 방식으로 구동된다.
이와 같은 터치 스크린 패널(TSP)의 절연막은 상기 제1 및 제2 투명 전극들을 서로 완벽하게 절연시키면서 상기 제2 투명 전극이 정상적으로 패터닝되도록 하는 것이 무엇보다 중요할 뿐만 아니라, 주변 환경이 악조건 상태에 놓이더라도 장시간 안정하게 사용할 수 있도록 하는 것도 매우 중요하다.
이에, 최근에는 상기 터치 스크린 패널(TSP)이 LCD 또는 OLED와 같은 대부분의 평판표시장치에 모두 적용되고 있음에 따라, 상기의 중요성을 만족할 수 있는 물질의 개발이 활발하게 진행되고 있다.
(특허 문헌1)한국공개특허공보(제10-2014-0138437; 공개일 2014.12.14, 투명 수지 적층체 및 이를 포함하는 터치 스크린 패널)
본 발명의 목적은 절연성, 증착성 및 주위 환경이 악조건 상태에 놓이더라도 장시간 안정적으로 터치 스크린 패널(TSP)의 제1 및 제2 투명 전극들을 서로 절연시킬 수 있는 절연막을 형성하기 위한 광경화성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 일 특징에 따른 제1 및 제2 전극 사이에서 이들을 절연시키는 절연막을 형성하기 위한 광경화성 수지 조성물은 바인더 수지, 다기능성 단량체, 광개시제 및 여분의 용매를 포함한다.
상기 바인더 수지는 30 내지 50 중량%로 포함되며, 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 포함한다. 상기 다기능성 단량체는 10 내지 20 중량% 포함된다. 상기 광개시제는 0.5 내지 5 중량% 포함된다.
일 실시예에 따른 상기 바인더 수지는 비닐 실란(Vinyl Silane)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 다기능성 단량체는 아크릴(Acryl)계 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 광경화성 수지 조성물은 실란 커플링제를 상기 바인더 수지를 기준으로 0.1 내지 10 중량% 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 광경화성 수지 조성물은 레벨링제, 열중합 금지제, 광증감제 및 소포제 중 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 0.1 내지 15 중량% 더 포함할 수 있다.
상기에서 언급한 실시예들에 따라, 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 포함하는 바인더 수지, 다기능성 단량체, 광개시제 및 여분의 용매를 포함하는 광경화성 수지 조성물을 이용하여 터치 스크린 패널(TSP)의 제1 및 제2 투명 전극들 사이에 절연막을 형성함으로써, 상기 광경화성 수지 조성물의 특성에 따라 상기 절연막의 절연성, 상기 제2 투명 전극의 증착성 및 주위 환경이 악조건 상태에 놓이더라도 장시간 안정적으로 활용할 수 있는 신뢰성을 확보할 수 있다.
따라서, 상기 광경화성 수지 조성물에 의해서 상기 절연막이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)의 품질 향상을 기대할 수 있음에 따라, 이에 따른 제품의 판매 증가 효과도 기대할 수 있다.
도 1은 본 발명의 광경화성 수지 조성물을 통해 제조된 터치 스크린 패널의 단면을 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 수지 조성물에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
광경화성 수지 조성물
도 1은 본 발명의 광경화성 수지 조성물을 통해 제조된 터치 스크린 패널의 단면을 나타낸 도면이며, 도 2는 도 1의 A부분을 확대한 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광경화성 수지 조성물은 터치 스크린 패널(100)의 영상이 표시되는 표시 기판(110)의 표면에 형성되어 사용자의 터치를 감지하는 터치 감지층(120)에서, 제1 및 제2 투명 전극(130, 140)들의 사이에서 이들을 절연시키는 절연막(150)을 형성하는데 사용된다.
이에, 상기 터치 스크린 패널(100)의 상기 터치 감지층(120)을 형성하는 방법을 간단하게 언급하면, 우선 상기 표시 기판(110) 상에 x축 방향으로 패터닝된 상기 제1 투명 전극(130)을 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 통해 증착하여 형성한다. 이어서, 상기 제1 투명 전극(130) 상부에 상기 절연막(150)을 그 상부에 패터닝될 제2 투명 전극(140)의 형상 또는 상기 제1 투명 전극(130)의 형상에 따라 상기 광경화성 수지 조성물을 통해 증착하여 형성한다. 구체적으로, 상기 제1 투명 전극(130) 상부에 상기 광경화성 수지 조성물을 전체적으로 약 10㎛의 두께로 스핀(spin), 슬릿(slit) 또는 롤투롤(roll-to-roll) 방식으로 도포하여 박막을 형성하고, 상기 제1 또는 제2 투명 전극(130, 140)에 따른 마스크를 통해 자외선(UV) 광을 조사하여 상기 마스크의 패턴에 따라 경화시킨 다음 수산화칼륨(KOH) 0.042 중량%의 수용액으로 25℃에서 60초간 현상하는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행하여, 순수로 1분간 세정한 후, 150℃에서 30분간 가열함으로써 상기 약 1.5 내지 5㎛의 두께(t)의 절연막(150)을 형성할 수 있다. 이어서, 상기 절연막(150)의 상부에 y축 방향으로 패터닝된 제2 투명 전극(140)을 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 통해 증착하여 형성한다. 이에, 상기 절연막(150)은 상기 제1 및 제2 투명 전극(130, 140)들이 서로 안전하게 절연될 수 있도록 하기 위하여 약 1013Ω/㎠의 저항값을 가질 필요성이 있다. 또한, 상기 절연막(150)은 상기 제2 투명 전극(140)을 상기 절연막(150)의 상부에 증착하는 과정에서 단선 등의 불량이 발생하지 않도록 하기 위하여 그의 에지 부분에 상기 증착되는 인듐-틴-옥사이드(ITO)가 이 부분으로 타고 올라가면서 증착될 수 있도록 약 30ㅀ이상의 테이퍼 앵글(taper angle)이 형성될 필요성이 있다.
이와 같은 절연막(150)의 특성을 구현하기 위하여, 본 발명에 따른 광경화성 수지 조성물은 바인더 수지, 다기능성 단량체, 광개시제 및 여분의 용매를 포함한다.
상기 바인더 수지는 상기 마스크의 패턴에 따라 네거티브 형태로 자외선(UV) 광에 의한 광경화성 특성을 제공한다. 또한, 상기 바인더 수지는 상기 절연막(150)을 형성하는 과정에서 상기 절연막(150)의 에지 부분에 상기 테이퍼 앵글(taper angle)이 형성되도록 한다. 이를 위하여, 상기 바인더 수지는 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 포함할 수 있다. 이때, 상기 바인더 수지는 실질적으로 실란(Silane)계 물질과 아크릴레이트(Acrylate)계 물질이 그 물질의 특성 상 서로 직접 결합되기 어려우므로, 기본적으로 비닐 실란(Vinyl Silane)을 포함할 수 있다. 이에, 상기 바인더 수지는 상기 비닐 실란(Vinyl Silane)과 그릴시딜 메타아크릴레이트(Glycidyl Methacrylate), 디사이크로펜타닐 메타아크릴레이트(Dicyclopentanyl Methacrylate) 및 메틸메타 아크릴레이트(Methyl Methacrylate)로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질이 서로 결합된 화합물을 포함할 수 있다. 이러한 바인더 수지는 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 약 30 내지 50 중량% 포함되는 것이 바람직하며, 이에 대해서는 이하에서 설명할 실시예 1 내지 3과 비교예 1 및 2를 통해 확인할 수 있다.
상기 다기능성 단량체는 상기 바인더 수지와 연결되어 상기의 광경화성 특성이 나타나도록 할 뿐 아니라, 상기 광경화된 형태가 안정하게 유지되도록 충분한 강도를 제공한다. 이에, 상기 다기능성 단량체는 상기의 특성을 제공하기 위하여 아크릴(Acryl)계 물질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 다기능성 단량체는 그 관능 수에 대해서는 특별히 한정되지는 않지만, 2관능 또는 3관능 (메타)아크릴산 에스테르류를 사용함으로써 중합성이 양호하면서 강도를 향상시킬 수 있다. 이에, 상기 다기능성 단량체는 상기와 같은 특징을 더 기대하기 위하여 3관능 (메타)아크릴산 에스테르류를 포함하는 것이 바람직하다.
이에, 상기 2관능 (메타)아크릴산 에스테르류로는 에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 1,9-노난디올디메타크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디아크릴레이트 및 비스페녹시에탄올플루오렌디메타크릴레이트 군으로부터 이루어진 선택된 단독 또는 혼합 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 3관능 이상의 (메타)아크릴산 에스테르류로는 일 예로, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트, 트리(2-아크릴로일옥시에틸)포스페이트 및 트리(2-메타크릴로일옥시에틸)포스페이트 군으로부터 이루어진 선택된 단독 또는 혼합 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 다기능성 단량체는 단관능, 2관능 또는 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테르류는 단독 또는 적어도 2종 이상 조합할 수 있다. 이에, 단관능 (메타)아크릴산 에스테르류로는 일 예로, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 디에틸렌 글리콜모노에틸에테르아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜모노에틸에테르메타크릴레이트, 이소보로닐아크릴레이트, 이소보로닐메타크릴레이트, 3-메톡시부틸아크릴레이트, 3-메톡시부틸메타크릴레이트, 2-아크릴로 일옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트, 2-메타크릴로일옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트, 폴리(옥시-1,2-에타네디일) 및 알파-하이드로-w-[(1-옥소-2-프로페닐)옥시]-, 2,2'-[옥시비스(메틸렌)]비스(2-(하이드록시메틸)-1,3-프로파네디올] 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질을 포함할 수 있다.
상기에서와 같은 다기능성 단량체는 상기 바인더 수지와 같이 충분한 광경화성 특성이 나타나도록 하면서 상기 광경화후 그 형태가 안정적으로 유지될 수 있도록 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 약 10 내지 20중량% 포함되는 것이 바람직하다.
상기 광개시제는 상기 바인더 수지 및 상기 다기능성 단량체의 자외선(UV) 광에 따른 중합 반응을 개시하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 상기 광개시제는 자외선(UV) 광에 조시되는 순간 스스로 분해되어 상기 바인더 수지와 상기 다기능성 단량체를 서로 연결시킴으로써 상기 중합 반응이 개시되도록 한다. 이를 위하여, 상기 광개시제는 미노케톤계, 메탈로센계, 디옥심계 또는 옥심계 등이 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 광개시제는 IRGACURE 369(2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-4-4-(몰포린일)페닐-1-부타논), IRGACURE 907(2-메틸-1-4-(메틸티오)페닐-2-(4-몰포린일)-1-프로판) 및 IRGACURE 784(비스(에타5-2,4-사이클로펜타디엔-1-일)비스(2,6-디플루오로-3-(1H-피롤-1-일)페닐)티타늄)로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질을 포함할 수 있고, 비스-1-메틸-1-아세틸-에타논 옥심 1.3-프탈레이트, 비스-1-(6-(2-메틸벤조일-9-에틸-9,H-카르바졸-3-일)-에타논 옥심 숙시네이트와 비스-1-(6-(2-메틸벤조일-9-에틸-9,H-카르바졸-3-일)-프로판-2,3-디온 2-옥심 테레프탈레이트, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 에타논-1-[9-에틸-6-[2-메틸-4-(2,2-디메틸-1,3-디옥솔라닐)메톡시벤조일]-9.H.-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), 1-[9-에틸-6-벤조일-9.H.-카르바졸-3-일]-1,2-노난-2-옥심-O-벤조에이트, 1-[9-에틸-6-벤조일-9.H.-카르바졸-3-일]-1,2-노난-2-옥심-O-아세테이트, 1-[9-에틸-6-벤조일-9.H.-카르바졸-3-일]-1,2-펜탄-2-옥심-O-아세테이트, 1-[9-에틸-6-벤조일-9.H.-카르바졸-3-일]-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9.H.-카르바졸-3-일]-에탄-1-온옥심-O-벤조에이트, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9.H.-카르바졸-3-일]-에탄-1-온옥심-O-아세테이트 및 1-[9-n-부틸-6-(2-에틸벤조일)-9.H.-카르바졸-3-일]-에탄-1-온옥심-O-벤조에이트로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질을 포함할 수 있다.
이와 달리, 상기 광개시제는 벤질, 디아세틸, 벤조인, o-톨루오인, p-톨루오인, 아니소인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인i-프로필에테르, 아세토페논, p-디메틸아미노아세토페논, α,α'-디메톡시아세톡시벤조페논, 4,4-비스-(디에틸아니노)-벤조페논, 2,2'-디메톡시-2-페닐아세토페논, p-메톡시아세토페논, 2-메틸-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-1-프로파논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 페나실클로라이드, 트리브로모메틸페닐술폰, 트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀옥시드, 벤조일퍼옥시드 및 디-t-부틸퍼옥시드로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질을 포함할 수 있다.
상기에서와 같은 광개시제는 자외선 광(UV)에 의한 중합 반응 개시가 적합하게 진행되도록 함으로써 제조 수율이 저하되지 않도록 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 약 0.5 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하다.
상기 용매는 상기에서 설명한 바인더 수지, 다관능성모노머 및 광개시제를 용해할 수 있는 유기 용매로써, 예를 들어 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate), 에틸-3-에톡시프로피오네이트(EEP, Ethyl-3-Ethoxy Propionate) 및 메톡시 부틸 아세테이트(MBA, Methoxy Butyl Acetate)으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 광경화성 수지 조성물은 상기 제1 투명 전극(130) 또는 상기 제2 투명 전극(140)과의 접착력을 향상시키기 위한 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다. 상기 실란 커플링제는 일 예로, 카르복실기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 관능기를 갖는 실란 커플링제를 들 수 있고, 보다 구체적으로는 트리메톡시실릴벤조산, γ-메타크릴로옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이트 프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 및 2-(3',4'-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 혼합 물질을 포함할 수 있다. 이러한 실란 커플링제는 그 기능을 수행하기 위하여 상기 바인더 수지를 기준으로 약 0.1 내지 10 중량% 첨가되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 광경화성 수지 조성물에 의해 형성된 절연막(150)의 평탄화 특성을 통해 도포성을 향상시키기 위한 레벨링제, 열에 의한 중합 반응을 방지하기 위한 열중합 금지제, 자외선 광(UV)에 의한 감도를 증진시키기 위한 광증감제 및 기포의 생성을 억제하는 소포제와 같은 첨가제가 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제는 상기의 기능들을 수행하기 위하여 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 약 0.1 내지 15 중량% 포함될 수 있다.
이들 중, 상기 레벨링제는 일 예로, 시판품으로 BYK-300, BYK-306, BYK-344(BYK Chemie사 제조)와 R-08, R-475, R-30(DIC사 제조)과, BM-1000, BM-1100(BM CHEMIE사 제조)과, 플로우라이드 FC-135, 동 FC-170C, 동 FC-430, 동 FC-431(스미또모 쓰리엠(주) 제조)과, 서프론 S-112, 동 S-113, 동 S-131, 동 S-141, 동 S-145, 동 S-382, 동 SC-101, 동 SC-102, 동 SC-103, 동 SC-104, 동 SC-105, 동 SC-106(아사히 글라스(주) 제조)과, SH-28 PA, SH-190, SH-193, SZ-6032, SF-8428, DC-57, DC-190(도레이 실리콘(주) 제조)과 등의 불소계 또는 실리콘계 계면 활성제를 들 수 있다. 또한, 상기 레벨링제는 이들을 단독 또는 적어도 2종 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 이러한 레벨링제는 상기 절연막의 표면 거칠기에 따른 현상 공정 불량이 발생되지 않도록 약 0.1 내지 5 중량% 포함되는 것이 바람직하다.
실시예 1
건조관이 달린 냉각관 및 교반기가 구비된 플라스크에 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 형성하기 위하여 테트라에틸오소실리케이트(tetraethyl orthosilicate), 옥틸 머캡탄(octyl mercaptan), 2-카복시에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate), N-페닐 말레이미드(N-Phenyl Male-Imide), 아다맨틸메타아크릴레이트(adamantane methacrylate), 열중합 개시제로서 아조비스 다이메틸펜텐인니트릴(2,2'-azobis(2,4-dimethylpentanenitrile) 및 용매인 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate)를 각각 3.5 중량%, 0.7 중량%, 8.8 중량%, 7.0 중량%, 8.8 중량%, 0.9 중량% 및 70.3 중량% 넣고 상기 플라스크 내의 공기를 질소로 치환한 후, 서서히 교반하면서 용액의 온도를 70℃로 상승시키고, 이 온도를 2시간 유지 및 중합시켜 본 실시예 1에 따른 바인더 수지를 준비하였다.
이어서, 상기에서 준비된 바인더 수지를 30 중량%, 다기능성 단량체로서 DPHA(Miwon Co.) 15 중량%, 광개시제로서 PBG-305(TRONLY Co.) 2 중량%, 첨가제 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.03 중량%, SM-1100 0.03 중량% 및 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 52.94 중량% 혼합한 후 공경 0.2㎛의 밀리포어 필터로 여과하여 본 실시예 1에 따른 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
상기 실시예 1에서 준비된 바인더 수지를 40 중량%, 다기능성 단량체로서 DPHA(Miwon Co.) 15 중량%, 광개시제로서 PBG-305(TRONLY Co.) 2 중량%, 첨가제 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.03 중량%, SM-1100 0.03 중량% 및 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 42.94 중량% 혼합한 후 공경 0.2㎛의 밀리포어 필터로 여과하여 본 실시예 2에 따른 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
상기 실시예 1에서 준비된 바인더 수지를 50 중량%, 다기능성 단량체로서 DPHA(Miwon Co.) 15 중량%, 광개시제로서 PBG-305(TRONLY Co.) 2 중량%, 첨가제 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.03 중량%, SM-1100 0.03 중량% 및 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 32.94 중량% 혼합한 후 공경 0.2㎛의 밀리포어 필터로 여과하여 본 실시예 3에 따른 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
상기 실시예 1에서 준비된 바인더 수지를 20 중량%, 다기능성 단량체로서 DPHA(Miwon Co.) 15 중량%, 광개시제로서 PBG-305(TRONLY Co.) 2 중량%, 첨가제 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.03 중량%, SM-1100 0.03 중량% 및 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 62.94 중량% 혼합한 후 공경 0.2㎛의 밀리포어 필터로 여과하여 본 비교예 1에 따른 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2
상기 실시예 1에서 준비된 바인더 수지를 60 중량%, 다기능성 단량체로서 DPHA(Miwon Co.) 15 중량%, 광개시제로서 PBG-305(TRONLY Co.) 2 중량%, 첨가제 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.03 중량%, SM-1100 0.03 중량% 및 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 22.94 중량% 혼합한 후 공경 0.2㎛의 밀리포어 필터로 여과하여 본 비교예 2에 따른 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3
건조관이 달린 냉각관 및 교반기가 구비된 플라스크에 옥틸 머캡탄(octyl mercaptan), 2-카복시에틸 아크릴레이트(2-carboxyethyl acrylate), N-페닐 말레이미드(N-Phenyl Male-Imide), 아다맨틸메타아크릴레이트(adamantane methacrylate), 2-히드록시에틸메타크릴레이트(2-Hydroxyethylmethacrylate), 스티렌(styrene), 열중합 개시제로서 아조비스 다이메틸펜텐인니트릴(2,2'-azobis(2,4-dimethylpentanenitrile) 및 용매인 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate)를 각각 0.7 중량%, 8.8 중량%, 7.1 중량%, 5.3 중량%, 3.5 중량%, 3.5 중량%, 0.4 중량% 및 70.7 중량% 넣고 상기 플라스크 내의 공기를 질소로 치환한 후, 서서히 교반하면서 용액의 온도를 70℃로 상승시키고, 이 온도를 2시간 유지 및 중합시켜 본 비교예 3에 따른 바인더 수지를 준비하였다.
이어서, 상기에서 준비된 바인더 수지를 30 중량%, 다기능성 단량체로서 DPHA(Miwon Co.) 15 중량%, 광개시제로서 PBG-305(TRONLY Co.) 2 중량%, 첨가제 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(Glycidoxypropyltrimethoxysilane) 0.03 중량%, SM-1100 0.03 중량% 및 용매로서 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA, Propylene Glycol Methyl Ether Acetate) 52.94 중량% 혼합한 후 공경 0.2㎛의 밀리포어 필터로 여과하여 본 비교예 3에 따른 광경화성 수지 조성물을 제조하였다.
평가
상기 실시예 1 내지 3과 상기 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 아래의 각 항목에 따른 실험 방법을 개별적으로 진행하여 그 성능을 평가하였다.
(1) 내열성 평가
상기 실시예 1 내지 3과 상기 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포하여 두께 1.5㎛의 박막을 형성한 다음 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행한 후, 150℃에서 30분간 가열하여 그 전후의 박막 두께의 변화에 따른 잔막율을 통해 평가하였다.
기준은 상기 잔막율이 90% 이상인 경우 양호로 판정하고, 90% 미만인 경우 불량으로 판정한다.
(2) 보관 안정성 평가
상기 실시예 1 내지 3과 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 40℃의 항온조에 1주일간 방치했을 때의 점도 변화율을 통해 평가하였다.
기준은 상기 점도의 증가율이 5% 미만인 경우 양호로 판정하고, 5% 이상인 경우 불량으로 판정한다.
(3) 감도의 평가
상기 실시예 1 내지 3과 상기 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포하여 두께 1.5㎛의 박막을 형성한 다음 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행한 후, 220℃에서 20분간 포스트 베이킹 공정을 진행하고 150℃에서 30분간 추가 가열하여 절연막 두께가 균일해지는 노광량을 감도로 평가하였다.
기준은 상기 노광량이 80mJ/㎠ 이하일 경우 양호로 판정하고, 80mJ/㎠를 초과할 경우 불량으로 판정하였다.
(4) 신뢰성 평가
상기 실시예 1 내지 3과 상기 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포하여 두께 1.5㎛의 박막을 형성한 다음 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행한 후, 150℃에서 30분간 추가 가열하여 형성한 절연막을 항온항습 실험기(상품명:EC-85MHHP, 냉열(주))를 통해 85℃의 온도/85%의 습도 환경 또는 65℃의 온도/95%의 습도 환경에서 각 4주 동안 방치하여 그 형태 변화를 통해 평가하였다.
기준은 상기 절연막 표면에 크로스 커팅 후 규격화된 테이프로 뜯었을 경우 뜯기지 않으면 양호로 판정하고, 뜯기면 불량으로 판정하였다.
(5) 저항 평가
상기 실시예 1 내지 3과 상기 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포하여 두께 1.5㎛의 박막을 형성한 다음 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행한 후, 저항 측정기(상품명:MCP-HT450, Mitsubishi사)를 통해 저항값을 측정하였다.
기준은 상기 저항값이 1013Ω/㎠ 이상일 경우 양호로 판정하고, 1013Ω/㎠ 미만이면 불량으로 판정하였다.
(6) 투과율 평가
상기 실시예 1 내지 3과 상기 비교예 1 내지 3 각각으로부터 제조된 광경화성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포하여 두께 1.5㎛의 박막을 형성한 다음 마스크 없이 포토리소그래피(photolithography) 공정을 진행하여 형성된 절연막에 광투과 측정기(UV-1650PC, Shimadzu)를 이용하여 투과율을 측정하였다.
기준은 상기 투과율이 550㎚에서 97% 이상일 경우 양호로 판정하고, 97% 미만일 경우 불량으로 판정하였다.
상기 항목 (1) 내지 (6)들 각각에 대한 상기 실시예 1 내지 3 및 상기 비교예 1 내지 3 각각의 평가 결과는 아래의 표 1로 나타내었다.
구분 내열성 보관 안정성 감도 신뢰성 저항 투과율
실시예1 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예2 양호 양호 양호 양호 양호 양호
실시예3 양호 양호 양호 양호 양호 양호
비교예1 양호 양호 양호 불량 양호 양호
비교예2 양호 양호 양호 불량 양호 양호
비교예3 불량 양호 양호 불량 양호 불량
상기 표 1을 참조하면, 상기 항목들 중 보관 안정성, 감도 및 저항에 대해서는 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3 모두 양호로 판정되어 이 항목들에 대해서는 비교예 1 내지 3도 충분한 성능을 나타내고 있는 것을 확인할 수 있었다.
하지만, 본 발명에 따른 바인더 수지에서 실란(Silane)계 물질이 포함되지 않는 비교예 3의 경우에는 이와 동일한 비율로 상기 바인더 수지가 혼합된 실시예 1과 비교하여 내열성, 신뢰성 및 투과율 측면에서 불량으로 판정되어 본 발명의 바인더 수지가 실란(Silane)계 물질을 포함함에 따라 상기의 내열성, 신뢰성 및 투과율 성능이 안정적으로 향상되었음을 확인할 수 있었다.
또한, 본 발명에 따른 바인더 수지가 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 실시예 1 내지 3에서와 같이 30 내지 50 중량% 포함되었을 경우에는 모든 항목들에 대해 안정적인 성능을 보이는 것으로 확인되었으나, 상기 비교예 1 및 2에서와 같이 각각 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 20 중량% 및 60 중량% 포함되었을 경우에는 신뢰성 항목이 불량으로 판정됨에 따라, 본 발명의 바인더 수지는 상기 광경화성 수지 조성물을 기준으로 약 30 내지 50 중량% 포함되는 것이 바람직함을 확인할 수 있었다.
상기와 같은 평과 결과에 따라, 본 발명의 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 포함하는 바인더 수지, 다기능성 단량체, 광개시제 및 여분의 용매를 포함하는 광경화성 수지 조성물을 이용하여 상기 터치 스크린 패널(100)의 상기 제1 및 제2 투명 전극(130, 140)들 사이에 상기 절연막(150)을 형성하게 되면, 상기 광경화성 수지 조성물의 특성에 따라 상기 절연막(150)의 절연성, 상기 제2 투명 전극(140)의 증착성 및 주위 환경이 악조건 상태에 놓이더라도 장시간 안정적으로 활용할 수 있는 신뢰성을 확보할 수 있음을 확인할 수 있었다.
따라서, 상기 광경화성 수지 조성물에 의해서 상기 절연막(150)이 형성된 터치 스크린 패널(TSP)의 품질 향상을 기대할 수 있음에 따라, 이에 따른 제품의 판매 증가 효과도 기대할 수 있다.
앞서 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100 : 터치 스크린 패널 110 : 표시 기판
120 : 터치 감지층 130 : 제1 투명 전극
140 : 제2 투명 전극 150 : 절연막

Claims (5)

  1. 제1 및 제2 전극의 사이에서 이들을 절연시키는 절연막을 형성하기 위한 광경화성 수지 조성물에 있어서,
    30 내지 50 중량%로 포함되며, 실란(Silane)계 아크릴레이트(Acrylate) 화합물을 포함하는 바인더 수지;
    10 내지 20 중량% 포함된 다기능성 단량체;
    0.5 내지 5 중량% 포함된 광개시제; 및
    여분의 용매를 포함하는 광경화성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 비닐 실란(Vinyl Silane)을 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 다기능성 단량체는 아크릴(Acryl)계 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 실란 커플링제를 상기 바인더 수지를 기준으로 0.1 내지 10 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 레벨링제, 열중합 금지제, 광증감제 및 소포제 중 적어도 하나를 포함하는 첨가제를 0.1 내지 15 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광경화성 수지 조성물.
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