KR20170109683A - 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법, 감광성 수지 조성물, 감광성 엘리먼트, 터치패널의 제조 방법 및 터치패널용 전극의 보호막 - Google Patents

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이쿠오 무카이
마유미 사토
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Abstract

본 발명의 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법은, 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물을 포함하는, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 설치하고, 그 감광층의 소정 부분을 활성 광선의 조사에 의해 경화시킨 후에 소정 부분 이외를 제거하고, 상기 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 상기 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 보호막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법, 감광성 수지 조성물, 감광성 엘리먼트, 터치패널의 제조 방법 및 터치패널용 전극의 보호막{METHOD FOR FORMING PROTECTIVE FILM FOR TOUCH PANEL ELECTRODE, PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, PHOTOSENSITIVE ELEMENT, TOUCH PANEL MANUFACTURING METHOD, AND PROTECTIVE FILM FOR TOUCH PANEL ELECTRODE}
본 발명은, 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법에 관한 것으로, 특히로는 정전용량 방식 터치패널의 전극의 보호에 적합한 보호막의 형성 방법, 이것에 사용되는 감광성 수지 조성물 및 감광성 엘리먼트, 및 터치패널의 제조 방법 및 터치패널용 전극의 보호막에 관한 것이다.
PC나 텔레비전의 대형 전자기기로부터 카 내비게이션, 휴대 전화, 전자 사전 등의 소형 전자기기나 OA·FA기기 등의 표시기기에는 액정표시소자나 터치패널(터치센서)이 사용되고 있다. 이들 액정표시소자나 터치패널에는 투명 도전 전극재로 이루어지는 전극이 설치되어 있다. 투명 도전 전극재로서는, ITO(Indium-Tin-Oxide), 산화인듐이나 산화주석이 알려져 있고, 이들 재료는 높은 가시광 투과율을 나타내므로 액정표시소자용 기판 등의 전극재로서 주류(主流)가 되고 있다.
터치패널은 이미 각종의 방식이 실용화되고 있지만, 최근, 정전용량 방식의 터치패널의 이용이 진행되고 있다. 정전용량 방식 터치패널에서는, 도전체인 손가락 끝이 터치 입력면에 접촉되면, 손가락 끝과 도전막 사이가 정전용량 결합되어, 콘덴서를 형성한다. 이 때문에, 정전용량 방식 터치패널은, 손가락 끝의 접촉 위치에 있어서의 전하의 변화를 파악하는 것에 의해, 그 좌표를 검출하고 있다.
특히, 투영형 정전용량 방식의 터치패널은, 손가락 끝의 다점검출이 가능하기 때문에, 복잡한 지시를 실시할 수 있다고 하는 양호한 조작성을 갖추며, 그 조작성이 좋다는 점으로부터, 휴대 전화나 휴대형 음악 플레이어 등의 소형의 표시장치를 갖는 기기에 있어서의 표시면 위의 입력장치로서 이용되고 있다.
일반적으로, 투영형 정전용량 방식의 터치패널에서는, X축과 Y축에 의한 2 차원 좌표를 표현하기 위해서, 복수의 X전극과, 그 X전극에 직교되는 복수의 Y전극이, 2층 구조를 형성하고 있고, 그 전극으로서는 ITO(Indium-Tin-Oxide)가 사용된다.
그런데, 터치패널의 액자 영역은 터치 위치를 검출할 수 없는 영역이기 때문에, 그 액자 영역의 면적을 좁게 하는 것이 제품 가치를 향상시키기 위한 중요한 요소이다. 액자 영역에는, 터치 위치의 검출 신호를 전하기 위해서, 금속 배선이 필요하지만, 액자 면적의 협소화를 도모하기 위해서는, 금속 배선의 폭을 좁게 할 필요가 있다. ITO의 도전성은 충분히 높지 않기 때문에, 일반적으로 금속 배선은 구리에 의해 형성된다.
그러나, 상술한 바와 같은 터치패널은, 손가락 끝에 접촉될 때에 수분이나 염분 등의 부식 성분이 센싱 영역으로부터 내부로 침입하는 경우가 있다. 터치패널의 내부에 부식 성분이 침입하면, 금속 배선이 부식되고, 전극과 구동용 회로간의 전기저항의 증가나, 단선의 우려가 있었다.
금속 배선의 부식을 방지하기 위해서, 금속 위에 절연층을 형성한 정전용량 방식의 투영형 터치패널이 개시되어 있다(예를 들면, 특허문헌 1). 이 터치패널에서는, 이산화규소층을 플라즈마 화학 기상 성장법(플라즈마 CVD법)으로 금속 위에 형성하여, 금속의 부식을 방지하고 있다. 그러나, 이 방법은 플라즈마 CVD법을 사용하기 때문에, 고온 처리가 필요하게 되고 기재(基材)가 한정되는, 제조 비용이 높아지는 등의 문제가 있었다.
그런데, 필요한 개소(箇所)에 레지스터막을 설치하는 방법으로서, 소정의 기재 위에 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 설치하여 이 감광층을 노광, 현상하는 방법이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2∼4).
특허문헌 1 : 일본 특허공개 2011-28594호 공보 특허문헌 2 : 일본 특허공개 평7-253666호 공보 특허문헌 3 : 일본 특허공개 2005-99647호 공보 특허문헌 4 : 일본 특허공개 평11-133617호 공보
감광성 수지 조성물에 의한 보호막의 제작은, 플라즈마 CVD법에 비해 비용의 삭감을 기대할 수 있다. 그러나, 터치패널용 전극 위에 보호막을 형성하는 경우, 보호막의 두께가 크면, 막이 있는 개소(箇所)와 막이 없는 개소에 단차(段差)가 눈에 두드러지는 경우가 있다. 그 때문에, 보호막은 가능한 한 얇게 할 필요가 있다. 그러나, 두께 10㎛ 이하의 레벨에 있어서, 감광성 수지 조성물로 형성되는 막의 방청성에 대하여 검토된 예는 없었다.
터치패널의 제조 공정에 있어서는, 터치패널 자체에 부하가 걸리는 경우가 있다. 특히, 보호막이 플렉서블 디스플레이 기판에 설치되는 경우에 있어서는, 기판의 만곡에 따라 보호막에 대한 부하도 커져, 균열이 발생되기 쉬워진다.
본 발명은, 소정의 터치패널용 전극 위에, 박막이어도 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있는 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법, 그러한 보호막을 형성할 수 있는 감광성 수지 조성물 및 감광성 엘리먼트, 및 터치패널의 제조 방법 및 터치패널용 전극의 보호막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명자들은 예의 (銳意) 검토한 결과, 특정의 바인더 폴리머, 특정의 광중합성 화합물, 및 광중합 개시제를 함유하는 감광성 수지 조성물이 충분한 현상성을 가짐과 동시에, 광경화에 의해 형성된 막이 10㎛ 이하의 두께이라도 충분한 방청성을 나타내고, 구리 등의 금속의 부식을 충분히 방지할 수 있고, 인장시험에 있어서의 탄성률이 충분히 작은 막이 될 수 있다는 것을 찾아내서, 본 발명을 완성하기에 이르렀다.
본 발명에 관련되는 터치패널용 전극의 보호막의 제1의 형성 방법은, 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에, 카르복실기를 갖고, 산가(酸價)가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물을 포함하는, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 설치하고, 그 감광층의 소정 부분을 활성 광선의 조사에 의해 경화시킨 후에 소정 부분 이외를 제거하고, 상기 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 상기 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 보호막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 터치패널용 전극의 보호막의 제1의 형성 방법에 의하면, 상기 특정의 감광성 수지 조성물을 이용함으로써, 충분한 현상성을 확보하면서, 10㎛ 이하의 두께로 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있다. 본 발명에 의하면, 감광성 수지 조성물을 사용하여 미관, 방청성 및 내크랙성이 충분한 보호막을 형성할 수 있으므로, 터치패널의 제조에 있어서의 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
방청성과 내크랙성을 보다 향상시키는 관점으로부터, 상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물이, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물, 및 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명에 관련되는 터치패널용 전극의 보호막의 제2의 형성 방법은, 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 설치하고, 그 감광층의 소정 부분을 활성 광선의 조사에 의해 경화시킨 후에 소정 부분 이외를 제거하고, 상기 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 상기 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 보호막을 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 관련되는 터치패널용 전극의 보호막의 제2의 형성 방법에 의하면, 상기 특정의 감광성 수지 조성물을 이용함으로써, 충분한 현상성을 확보하면서, 10㎛ 이하의 두께로 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있다. 본 발명에 의하면, 감광성 수지 조성물을 사용하여 미관, 방청성 및 내크랙성이 충분한 보호막을 형성할 수 있으므로, 터치패널의 제조에 있어서의 제조 비용의 저감을 도모하는 것이 가능해진다.
보호막의 전극 부식의 억제력을 더욱 향상시키는 관점으로부터, 상기 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물은, 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 감광성 수지 조성물은, 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물 이외의 제2의 광중합성 화합물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
보호막의 전극 부식의 억제력을 더욱 향상시키는 관점으로부터, 상기 제2의 광중합성 화합물은, 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명에 관련되는 터치패널용 전극의 보호막의 제1 및 제2의 형성 방법에 있어서, 터치패널의 시인성(視認性)을 충분히 확보하는 관점으로부터, 상기 감광층은 400∼700nm에 있어서의 가시광 투과율의 최소치가 90% 이상인 것이 바람직하다. 이 경우, 센싱 영역의 전극을 피복하는 보호막의 형성에 적합하다.
광중합 개시제가, 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 광개시제로서, 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물을 함유시킴으로써, 감광층이 얇은 경우이라도, 충분한 해상도로 패턴을 형성할 수 있다.
터치패널의 시인성이나 미관을 고려하면, 보호막의 투명성은 보다 높은 것이 바람직하다. 그러나, 그 한편으로, 투명성이 높은 박막의 감광층을 패터닝하는 경우, 해상성이 저하되는 경향이 있다는 것을 본 발명자들은 찾아냈다. 이 원인에 관하여 본 발명자들은, 감광층의 두께가 작아지면, 기재로부터의 광산란의 영향을 받기 쉬워, 할레이션이 발생하기 때문이라고 생각하고 있다.
이에 대하여, 본 발명에 있어서는 상기 광중합 개시제가 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물을 함유함으로써, 충분한 해상도로 패턴 형성이 가능해진다.
또한, 상기의 효과를 얻을 수 있는 이유를, 옥심에스테르 화합물에 포함되는 옥심 부위 또는 포스핀옥사이드 화합물에 포함되는 포스핀옥사이드 부위가, 비교적 높은 광분해 효율을 가지면서도 약간의 누광(漏光)으로는 분해되지 않는 적당한 역치(threshold value)를 갖기 때문에, 누광에 의한 영향이 억제된 결과이라고, 본 발명자들은 추측한다.
본 발명에 관련되는 터치패널용 전극의 보호막의 제1 및 제2의 형성 방법에 있어서는, 지지 필름과, 이 지지 필름 위에 설치된 상기 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 구비하는 감광성 엘리먼트를 준비하고, 그 감광성 엘리먼트의 감광층을 상기 기재 위에 전사하여 상기 감광층을 설치할 수 있다. 이 경우, 감광성 엘리먼트를 이용함으로써, 롤 투 롤 프로세스(roll-to-roll process)가 용이하게 실현될 수 있는, 용매 건조 공정을 단축할 수 있는 등, 제조 공정의 단축이나 비용 저감에 크게 공헌할 수 있다.
본 발명은 또한, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물을 포함하는, 터치패널용 전극의 보호막 형성에 사용되는 제1의 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 제1의 감광성 수지 조성물에 의하면, 소정의 터치패널용 전극 위에, 박막이어도 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있다.
방청성과 내크랙성을 보다 향상시키는 관점으로부터, 상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물이, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물, 및 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 또한, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물을 포함하는 터치패널용 전극의 보호막 형성에 사용되는 제2의 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 제2의 감광성 수지 조성물에 의하면, 소정의 터치패널용 전극 위에, 박막이어도 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있다.
보호막의 전극 부식의 억제력을 더욱 향상시키는 관점으로부터, 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물은, 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이 바람직하다.
우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물 이외의 제2의 광중합성 화합물을 더 갖는 것이 바람직하다.
보호막의 전극 부식의 억제력을 더욱 향상시키는 관점으로부터, 제2의 광중합성 화합물은, 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이 바람직하다.
터치패널의 시인성을 충분히 확보하는 관점으로부터, 본 발명의 제1 및 제2의 감광성 수지 조성물은, 보호막을 형성하였을 때의 가시광선 투과율의 최소치가 90% 이상인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 제1 및 제2의 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 광중합 개시제가 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 이 경우, 충분한 해상도를 갖는 패턴으로, 투명성이 높은 박막의 보호막을 형성하는 것이 가능해진다.
본 발명은 또한, 지지 필름과, 이 지지 필름 위에 설치된 상기 본 발명에 관련되는 제1 또는 제2의 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 구비하는 감광성 엘리먼트를 제공한다.
본 발명의 감광성 엘리먼트에 의하면, 소정의 터치패널용 전극 위에, 박막이어도 충분한 방청성을 갖는 보호막을 형성할 수 있다.
상기 감광층의 두께는 10㎛ 이하로 할 수 있다.
본 발명은 또한, 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에, 상기 본 발명에 관련되는 보호막의 제1 또는 제2의 형성 방법에 의해 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 보호막을 형성하는 공정을 구비하는 터치패널의 제조 방법을 제공한다.
본 발명은 또한, 상기 본 발명의 제1 또는 제2의 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 터치패널용 전극의 보호막을 제공한다. 또한, 본 발명의 보호막은, 본 발명의 제1 또는 제2의 감광성 수지 조성물을 광 및/또는 열에 의해 경화시켜 얻을 수 있다. 따라서, 상기 경화물은, 상기 제1 또는 제2의 감광성 수지 조성물의 반응성기가 광 및/또는 열경화에 의해, 일부 또는 모두 반응에 의해 소실되어 있다.
본 발명에 의하면, 소정의 터치패널용 전극 위에, 박막이어도 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있는 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법, 그러한 보호막을 형성할 수 있는 감광성 수지 조성물 및 감광성 엘리먼트, 및 터치패널의 제조 방법 및 터치패널용 전극의 보호막을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 정전용량식 터치패널의 금속 전극을 보호할 수 있다. 또한, 본 발명에 의하면, 수분이나 염분에 의해 녹이 발생되기 쉬운 구리 등의 금속층을 형성하여 도전성을 향상시킨 터치패널의 액자 영역에 있어서의 전극을 보호할 수 있다.
도 1은 본 발명의 감광성 엘리먼트의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다.
도 2는 본 발명의 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
도 3은 정전용량식의 터치패널의 일례를 나타내는 모식 상면도이다.
도 4는 정전용량식의 터치패널의 다른 예를 나타내는 모식 상면도이다.
도 5(a)는, 도 3에 나타나는 C부분의 V-V선을 따른 부분 단면도이며, (b)는, 다른 형태를 나타내는 부분 단면도이다.
발명을 실시하기 위한 형태
이하, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 관하여 상세히 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 특히, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 투명성 및 방청성이 뛰어난 것이기 때문에, 터치패널(터치센서)의 전극 형성 부위를 보호하는 목적이라면, 터치패널의 구성의 변화에 따르지 않고 적합하게 사용할 수 있다. 구체적으로는, 터치패널의 구성이 커버 유리, 터치패널, 액정 패널의 3매 구성으로부터, 커버 유리 일체형, 온 셀형으로 변경되었을 때에도, 터치패널(터치센서)의 전극 형성 부위를 보호하는 목적이라면 적합하게 사용할 수 있다.
본 명세서에 있어서 터치패널용 전극이란, 터치패널의 센싱 영역에 있는 전극뿐만이 아니라 액자 영역의 금속 배선도 포함된다. 보호막을 설치하는 전극은, 어느 한쪽이어도 되고, 양쪽 모두이어도 된다.
또한, 본 명세서에 있어서, 투명성이 뛰어나다는 것은, 400∼700nm의 가시광을 90% 이상 투과하는 것을 의미하며, 광을 어느 정도 산란해도 투명의 개념에 포함된다.
또한, 본 명세서에 있어서, (메타)아크릴산이란, 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미하고, (메타)아크릴레이트란, 아크릴레이트 또는 그것에 대응하는 메타크릴레이트를 의미하고, (메타)아크릴로일기란, 아크릴로일기 또는 메타크리로일기를 의미한다. 또한, (폴리)옥시에틸렌쇄는 옥시에틸렌기 또는 폴리옥시에틸렌기를 의미하고, (폴리)옥시프로필렌쇄는 옥시프로필렌기 또는 폴리옥시프로필렌기를 의미하고, (폴리)옥시부틸렌쇄는 옥시부틸렌기 또는 폴리옥시부틸렌기를 의미한다. 더욱이 「(EO) 변성」이란, (폴리)옥시에틸렌쇄를 갖는 화합물인 것을 의미하고, 「(PO) 변성」이란, (폴리)옥시프로필렌쇄를 갖는 화합물인 것을 의미하고, 「(BO) 변성」이란, (폴리)옥시부틸렌쇄를 갖는 화합물인 것을 의미한다. 「(EO)·(PO) 변성」이란, (폴리)옥시에틸렌쇄 및 (폴리)옥시프로필렌쇄의 양쪽을 갖는 화합물인 것을 의미하고, 「(EO)·(BO) 변성」이란, (폴리)옥시에틸렌쇄 및 (폴리)옥시부틸렌쇄의 양쪽을 갖는 화합물인 것을 의미하고, 「(EO)·(PO)·(BO) 변성」이란, (폴리)옥시에틸렌쇄, (폴리)옥시프로필렌쇄 및 (폴리)옥시부틸렌을 갖는 화합물인 것을 의미한다.
또한, 본 명세서에 있어서 「공정」이라는 용어는, 독립된 공정만이 아니라, 다른 공정과 명확하게 구별할 수 없는 경우이어도 그 공정의 소기의 작용이 달성되면, 본 용어에 포함된다. 또한 본 명세서에 있어서 「∼」를 사용하여 나타낸 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소치 및 최대치로서 포함하는 범위를 나타낸다.
더욱이 본 명세서에 있어서 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 단정짓지 않는 이상, 조성물 중에 존재하는 해당 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
도 1은, 본 발명의 감광성 엘리먼트의 일 실시형태를 나타내는 모식 단면도이다. 도 1에 나타나는 감광성 엘리먼트(1)는, 지지 필름(10)과, 지지 필름 위에 설치된 본 발명에 관련되는 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층(20)과, 감광층(20)의 지지 필름(10)과는 반대 측에 설치된 보호 필름(30)으로 이루어진다.
본 실시형태의 감광성 엘리먼트는, 터치패널용 전극의 보호막의 형성에 적합하게 사용할 수 있다.
지지 필름(10)으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에테르설폰 등으로 이루어지는 두께 5∼100㎛정도의 필름을 들 수 있다.
지지 필름의 두께는, 피복성의 확보와, 지지 필름을 통하여 노광할 때의 해상도의 저하를 억제하는 관점으로부터, 5∼100㎛인 것이 바람직하고, 10∼70㎛인 것이 보다 바람직하고, 15∼40㎛인 것이 더욱 바람직하고, 20∼35㎛인 것이 특히 바람직하다.
감광층(20)을 구성하는 본 발명에 관련되는 감광성 수지 조성물의 제1의 실시형태로서는, 감광성 수지 조성물이, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머(이하, (A)성분이라고도 한다)와, 광중합성 화합물(이하, (B)성분이라고도 한다)과, 광중합 개시제(이하, (C)성분이라고도 한다)를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물(이하, (B1)성분이라고도 한다)을 포함한다.
또한, 감광층(20)을 구성하는 본 발명에 관련되는 감광성 수지 조성물의 제2의 실시형태로서는, 감광성 수지 조성물이, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물(이하, (B2)성분이라고도 한다)을 포함한다.
먼저, 제1의 실시형태에 관하여 설명한다.
본 실시형태에 있어서는, 산가가 상기 범위 내에 있는 (A)성분과, 상기 조건을 만족하는 (B1)성분을 조합하여 사용함으로써, 현상성 및 기재에 대한 밀착성을 확보하면서, 10㎛ 이하의 두께로 충분한 방청성을 갖고, 내크랙성이 뛰어난 보호막을 형성할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물에 의하면, 미관, 방청성 및 내크랙성이 충분한 보호막을 형성할 수 있다.
막 특성을 고려한 종래의 감광성 엘리먼트에서는, 통상 10㎛를 넘는 두께로 감광층이 형성되고, 이 때의 현상성을 확보하기 위해 사용되는 감광성 수지 조성물에 포함되는 바인더 폴리머의 산가를 조정하는 것이 실시된다. 통상, 산가는 140∼250mgKOH/g정도의 값으로 설정된다. 이러한 감광성 수지 조성물을 사용하여, 전극 위에 10㎛ 이하의 두께로 보호막을 형성하면, 충분한 방청성을 얻을 수 없었다. 이 원인을 본 발명자들은, 10㎛ 이하의 박막의 경우, 수분이나 염분 등의 부식 성분이 막내에 포함되기 쉬워지고, 이 경향은 바인더 폴리머에 포함되는 카르복실기에 의해 더 커지기 때문이라고 추측한다. 산가가 너무 낮으면, 충분한 현상성이나 기재에 대한 밀착성을 확보하는 것이 곤란해지는 경향이 있지만, 본 실시형태에 있어서는, 적당한 산가를 갖는 상기 (A)성분과, 방청성을 더욱 향상시킬 수 있고, 또한 보호막에 인성(靭性)을 부여할 수 있는 상기 (B1)성분을 조합함으로써, 방청성, 현상성 및 내크랙성을 고수준으로 양립할 수 있었다고 생각된다.
바인더 폴리머의 산가는, 다음과 같이 하여 측정할 수 있다. 즉, 우선 산가의 측정 대상인 바인더 폴리머 1g을 정칭(精秤)한다. 상기 정칭한 바인더 폴리머에 아세톤을 30g 첨가하고, 이것을 균일하게 용해한다. 이어서, 지시약인 페놀프탈레인을 그 용액에 적당량 첨가하고, 0.1N의 KOH 수용액을 사용하여 적정(適定)을 실시한다. 그리고, 다음 식에 의해 산가를 산출한다.
산가 = 0.1×Vf×56.1/(Wp×I/100)
식 중, Vf는 KOH 수용액의 적정량(mL)을 나타내고, Wp는 측정한 바인더 폴리머를 함유하는 용액의 중량(g)을 나타내고, I는 측정한 바인더 폴리머를 함유하는 용액 중의 불휘발분의 비율(질량%)을 나타낸다.
또한, 바인더 폴리머를 합성 용매나 희석 용매 등의 휘발분과 혼합한 상태로 배합하는 경우는, 정칭 전에 미리, 휘발분의 비점보다 10℃ 이상 높은 온도로 1∼4시간 가열하여, 휘발분을 제거하고 나서 산가를 측정한다.
본 실시형태에 있어서, (A)성분은, (a)(메타)아크릴산, 및 (b)(메타)아크릴산알킬에스테르로부터 유래하는 구성 단위를 함유하는 공중합체가 적합하다.
(b) (메타)아크릴산알킬에스테르로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산메틸에스테르, (메타)아크릴산에틸에스테르, (메타)아크릴산부틸에스테르, (메타)아크릴산2-에틸헥실에스테르, 및 (메타)아크릴산히드록실에틸에스테르를 들 수 있다.
상기 공중합체는, 또한, 상기의 (a)성분 및/또는 (b)성분과 공중합할 수 있는 그 밖의 모노머를 구성 단위에 함유하고 있어도 된다.
상기의 (a)성분 및/또는 (b)성분과 공중합할 수 있는 그 밖의 모노머로서는, 예를 들면, (메타)아크릴산테트라히드로푸르푸릴에스테르, (메타)아크릴산디메틸아미노에틸에스테르, (메타)아크릴산디에틸아미노에틸에스테르, (메타)아크릴산글리시딜에스테르, (메타)아크릴산벤질에스테르, 2,2,2-트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트, 2,2,3,3-테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴아미드, (메타)아크릴로니트릴, 디아세톤(메타)아크릴아미드, 스티렌, 및 비닐톨루엔을 들 수 있다. (A)성분인 바인더 폴리머를 합성할 때, 상기의 모노머는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상을 조합하여 사용해도 된다.
(A)성분인 바인더 폴리머의 분자량은, 특별히 제한은 없지만, 도포성 및 도막 강도, 현상성의 견지로부터, 통상, 중량 평균 분자량이 10,000∼200,000인 것이 바람직하고, 30,000∼150,000인 것이 보다 바람직하고, 50,000∼100,000인 것이 극히 바람직하다. 또한, 중량 평균 분자량의 측정 조건은 본원 명세서의 실시예와 동일한 측정 조건으로 한다.
(A)성분인 바인더 폴리머의 산가는, 현상 공정에 의해 감광성 수지 조성물층을 선택적으로 제거하여 패턴을 형성하는 공정에 있어서, 공지의 각종 현상액에 의해 현상 가능해지고, 또한, 전극의 보호막으로서 기능시킬 때에 수분이나 염분 등의 부식 성분에 대한 내성을 향상시키는 관점으로부터, 30∼120mgKOH/g의 범위로 하고 있다.
또한, 바인더 폴리머의 산가를, 30∼120mgKOH/g로 함으로써, 물과, 알칼리 금속염과, 계면활성제를 포함하는 알칼리 수용액을 사용하여 현상할 수 있다. 바인더 폴리머의 산가가, 30mgKOH/g이상인 것으로, 현상성을 충분히 얻을 수 있고, 120mgKOH/g이하인 것으로, 수분이나 염분 등의 부식 성분에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.
또한, 예를 들면, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화테트라메틸암모늄, 트리에탄올아민 등의 알칼리 수용액을 사용하여 현상하는 경우에는, 산가를 50∼120mgKOH/g로 하는 것이 보다 바람직하다. 현상성이 뛰어나다는 점에서는, 50mgKOH/g이상인 것이 바람직하고, 60mgKOH/g이상인 것이 보다 바람직하고, 70mgKOH/g이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 터치패널용 전극을 보호할 때, 수분이나 염분 등의 부식 성분으로부터 전극을 보호하는 관점에서는, 100mgKOH/g이하인 것이 특히 바람직하다.
(B1)성분인, 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물로서는, 전극 부식의 억제력 및 현상 용이성의 관점으로부터, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 테트라메티롤메탄(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물, 및 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리글리시딜에테르(메타)아크릴레이트로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물 및 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는 것이 보다 바람직하다.
상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물로서는, 예를 들면, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드 변성 테트라메티롤메탄트리(메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드 변성 테트라메티롤메탄테트라(메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물 등의 다가 알코올에 α,β-불포화카르본산을 반응시켜 얻을 수 있는 화합물; 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리글리시딜에테르트리아크릴레이트 등의 글리시딜기 함유 화합물에 α,β-불포화카르본산을 부가하여 얻을 수 있는 화합물 등을 들 수 있다.
상기 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물이란, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판과, (메타)아크릴산과의 에스테르화물을 의미한다. 상기의 에스테르화물은, 1분자 중에 있어서의 에스테르 결합의 수가 3인 화합물이 함유되어 있으면 되고, 에스테르 결합의 수가 1∼2의 화합물이 혼합되어 있어도 된다.
또한, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트란, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨과, (메타)아크릴산과의 에스테르화물을 의미한다. 상기의 에스테르화물은, 1분자 중에 있어서의 에스테르 결합의 수가 4인 것이 바람직하지만, 에스테르 결합의 수가 2 또는 3의 화합물이 혼합되어 있어도 된다.
또한, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트란, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨와, (메타)아크릴산과의 에스테르화물을 의미한다. 상기의 에스테르화물은, 1분자 중에 있어서의 에스테르 결합의 수가 6인 것이 바람직하지만, 에스테르 결합의 수가 3∼5의 화합물이 혼합되어 있어도 된다.
상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물은, 옥시알킬렌쇄의 구조단위수가, 3∼20인 것이 바람직하고, 5∼20인 것이 보다 바람직하고, 9∼20인 것이 더욱 바람직하다. 내크랙성을 향상시키는 관점에서는, 5∼20이 바람직하고, 9∼20인 것이 보다 바람직하다.
본 실시형태에 있어서는, 에틸렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, EO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, EO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, PO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트 등을 바람직하게 사용할 수 있다. 에틸렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트는, SR454(SARTOMER사 제, 상품명), SR499(SARTOMER사 제, 상품명), SR502(SARTOMER사 제, 상품명), SR415(SARTOMER사 제, 상품명)로서 입수 가능하다. 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트는, DPEA-12(니폰가야쿠(주) 제, 상품명)으로서 입수 가능하다. EO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트는, RP-1040(니폰가야쿠(주) 제, 상품명), ATM-4 E(신나카무라가가쿠고교(주) 제, 상품명)으로서 입수 가능하다. PO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트는, ATM-4 P(신나카무라가가쿠고교(주) 제, 상품명)으로서 입수 가능하다.
상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 광중합성 화합물은, 방청성이 뛰어나다는 점에서는, 산가가 5mgKOH/g이하인 것이 바람직하다.
상기의 화합물은, 1종을 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물을 사용함으로써 내크랙성을 향상시킬 수 있는 이유는 분명하지 않지만, 본 발명자들은, (B1)성분으로서, 알킬렌옥사이드 변성한 화합물을 사용하면 광중합성 화합물의 분자쇄가 길어지기 때문에, 가교점 사이 거리가 길어져 경화 후의 가교 구조가 느슨해짐으로써 수지의 인성(靭性)이 높아져 내크랙성을 향상시킬 수 있다고 생각하고 있다.
본 실시형태의 감광성 수지 조성물에 있어서의 (A)성분 및 (B1)성분의 함유량은, (A)성분 및 (B1)성분의 합계량 100질량부에 대하여, (A)성분이 40∼80질량부, (B1)성분이 20∼60질량부인 것이 바람직하고, (A)성분이 50∼70질량부, (B1)성분이 30∼50질량부인 것이 보다 바람직하고, (A)성분이 55∼65질량부, (B1)성분이 35∼45질량부인 것이 더욱 바람직하다.
(A)성분의 함유량을 상기 범위 내로 함으로써, 도포성 혹은 감광성 엘리먼트에서의 필름성을 충분히 확보하면서, 충분한 감도를 얻을 수 있고, 광경화성, 현상성, 및 전극 부식의 억제력을 충분히 확보할 수 있다.
본 실시형태의 감광성 수지 조성물은, 상기 (B1)성분 이외의 광중합성 화합물을 함유할 수 있다. 광중합성 화합물로서, 예를 들면, 상기 (B1)성분과, 1관능 모노머 및 2관능 모노머 중 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.1관능 모노머로서는, 예를 들면, 상기 (A)성분의 바인더 폴리머의 합성에 사용되는 적합한 모노머로서 예시한 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산알킬에스테르 및 그들과 공중합 가능한 모노머를 들 수 있다.
2관능 비닐 모노머로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메티롤프로판디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A폴리옥시에틸렌폴리옥시프로필렌디(메타)아크릴레이트(즉, 2,2-비스(4-아크릴록시폴리에톡시폴리프로폭시페닐)프로판), 비스페놀A 디글리시딜에테르디(메타)아크릴레이트 등; 다가 카르본산(무수 프탈산 등)과 수산기 및 에틸렌성 불포화기를 갖는 물질(β-히드록시에틸아크릴레이트, β-히드록시에틸메타크릴레이트 등)과의 에스테르화물을 들 수 있다.
(B1)성분인 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물과, 1관능 비닐 모노머나 2관능 비닐 모노머를 조합하여 사용하는 경우, 이들 모노머의 배합 비율에 특별히 제한은 없지만, 광경화성 및 전극 부식의 억제력을 얻는 관점으로부터, (B1)성분인 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물 100질량부에 대하여, 100질량부 이하인 것이 바람직하고, 50질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 25질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
(C)성분인 광중합 개시제로서는, 예를 들면, 벤조페논, N.N,N',N'-테트라메틸-4,4'-디아미노벤조페논(미히라케톤), N.N,N',N'-테트라에틸-4,4'-디아미노벤조페논, 4-메톡시-4'-디메틸아미노벤조페논, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르포리노페닐)-부탄온-1, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르포리노-프로판온-1 등의 방향족 케톤; 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인페닐에테르 등의 벤조인에테르 화합물, 벤조인, 메틸벤조인, 에틸벤조인 등의 벤조인 화합물; 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐-, 2-(O-벤조일옥심)], 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심) 등의 옥심에스테르 화합물; 벤질디메틸케탈 등의 벤질 유도체; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9,9'-아크리디닐)헵탄 등의 아크리딘 유도체; N-페닐글리신, N-페닐글리신 유도체; 쿠마린 화합물; 옥사졸 화합물을 들 수 있다.
이들 중에서도, 형성하는 보호막의 투명성, 및 막두께를 10㎛ 이하로 하였을 때의 패턴 형성능으로부터, 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물이 바람직하다. 옥심에스테르 화합물로서는, 하기 일반식(C-1) 및 일반식(C-2)으로 표시되는 화합물을 들 수 있지만, 속경화성(速硬化性), 투명성의 관점으로부터, 하기 일반식(C-1)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00001
상기 일반식(C-1) 중, R1은, 탄소수 1∼12의 알킬기, 또는 탄소수 3∼20의 시클로알킬기를 나타낸다. 또한, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 한, 상기 일반식(C-1) 중의 방향환 위에 치환기를 갖고 있어도 된다.
상기 일반식(C-1) 중, R1은, 탄소수 3∼10의 알킬기, 또는 탄소수 4∼15의 시클로알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 4∼8의 알킬기, 또는 탄소수 4∼10의 시클로알킬기인 것이 보다 바람직하다.
Figure pat00002
상기 일반식(C-2) 중, R2는, 수소 원자 또는 탄소수 1∼12의 알킬기를 나타내고, R3은, 탄소수 1∼12의 알킬기, 또는 탄소수 3∼20의 시클로알킬기를 나타내고, R4는 탄소수 1∼12의 알킬기를 나타내고, R5는, 탄소수 1∼20의 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. p1은 0∼3의 정수를 나타낸다. 또한, p1이 2이상인 경우, 복수 존재하는 R4는 각각 동일해도 달라도 된다. 또한, 카르바졸 위에는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 치환기를 갖고 있어도 된다.
상기 일반식(C-2) 중, 탄소수 1∼8의 알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬기인 것이 보다 바람직하고, 에틸기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식(C-2) 중, R3은 탄소수 1∼8의 알킬기, 또는 탄소수 4∼15의 시클로알킬기인 것이 바람직하고, 탄소수 1∼4의 알킬기, 또는 탄소수 4∼10의 시클로알킬기인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(C-1)으로 표시되는 화합물로서는, 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐-, 2-(O-벤조일옥심)] 등을 들 수 있다. 상기 일반식(C-2)으로 표시되는 화합물로서는, 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심) 등을 들 수 있다. 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐-, 2-(O-벤조일옥심)]은, IRGACURE OXE 01(BASF(주) 제, 상품명)로서 입수 가능하다. 또한, 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)은, IRGACURE OXE 02(BASF(주) 제, 상품명)로서 상업적으로 입수 가능하다. 이들은 단독으로, 또는 2종류 이상을 조합하여 사용된다.
상기 일반식(C-1) 중에서도, 특히 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐-, 2-(O-벤조일옥심)]이 극히 바람직하다. 상기 일반식(C-2) 중에서도, 특히 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)이 극히 바람직하다.
상기 포스핀옥사이드 화합물로서는, 하기 일반식(C-3) 및 일반식(C-4)로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 속경화성, 투명성의 관점으로부터, 하기 일반식(C-3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.
Figure pat00003
상기 일반식(C-3) 중, R6, R7 및 R8은 각각 독립하여, 탄소수 1∼20의 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다. 일반식(C-4) 중, R9, R10 및 R11은 각각 독립하여, 탄소수 1∼20의 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.
상기 일반식(C-3)에 있어서의 R6, R7 또는 R8이 탄소수 1∼20의 알킬기인 경우, 및, 상기 일반식(C-4)에 있어서의 R9, R10 또는 R11이, 탄소수 1∼20의 알킬기인 경우, 그 알킬기는 직쇄상, 분기쇄상, 및 환상(環狀) 중 어느 하나이어도 되고, 또한 그 알킬기의 탄소수는 5∼10인 것이 보다 바람직하다.
상기 일반식(C-3)에 있어서의 R6, R7 또는 R8이 아릴기인 경우, 및, 상기 일반식(C-4)에 있어서의 R9, R10 또는 R11이 아릴기인 경우, 그 아릴기는 치환기를 갖고 있어도 된다. 그 치환기로서는, 예를 들면, 탄소수 1∼6의 알킬기 및 탄소수 1∼4의 알콕시기를 들 수 있다.
이들 중에서도, 상기 일반식(C-3)은, R6, R7, 및 R8이 아릴기인 것이 바람직하다. 또한, 상기 일반식(C-4)은, R9, R10 및 R11이, 아릴기인 것이 바람직하다.
상기 일반식(C-3)으로 표시되는 화합물로서는, 형성하는 보호막의 투명성, 및 막두께를 10㎛ 이하로 하였을 때의 패턴 형성능으로부터, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드가 바람직하다. 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드는, 예를 들면, LUCIRIN TPO(BASF(주)사 제, 상품명)로서 상업적으로 입수 가능하다.
(C)성분인 광중합 개시제의 함유량은, (A)성분 및 (B1)성분의 합계량 100질량부에 대하여, 0.1∼20질량부인 것이 바람직하고, 1∼10질량부인 것이 보다 바람직하고, 2∼5질량부인 것이 더욱 바람직하다.
(C)성분의 함유량을 상기 범위 내로 함으로써, 광감도가 충분하게 됨과 동시에, 노광 시에 조성물의 표면에서의 흡수가 증대되어 내부의 광경화가 불충분하게 되는 것이나 가시광 투과율이 저하되는 등의 문제를 억제할 수 있다.
다음으로, 제2의 실시형태에 관하여 설명한다. 제2의 실시형태에 있어서의 (A)성분 및 (C)성분에 대하여는, 제1의 실시형태에 관하여 상술(上述)한 바와 같다. (B2)성분에 대하여 이하에 설명한다.
(B2)성분인, 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, 우레탄디(메타)아크릴레이트, 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트, 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
(B2)성분은, 알킬렌옥사이드기를 갖는 것이 바람직하다. 알킬렌옥사이드기 및 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물로서는, 예를 들면, EO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, PO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, BO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO·PO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO·BO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO·PO·BO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, PO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, BO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, EO·PO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, EO·BO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트 및 EO·PO·BO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드기를 포함하는 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트, 알킬렌옥사이드기를 포함하는 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
상기 중에서도, 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물로서는, EO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, PO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO·PO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, PO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, EO·PO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트 또는 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트를 함유하는 것이 바람직하고, EO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트 또는 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트를 함유하는 것이 보다 바람직하고, 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트 또는 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트를 함유하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물의 중량 평균 분자량은, 방청성과 내크랙성을 양립하는 관점으로부터, 100∼20000인 것이 바람직하고, 300∼20000인 것이 보다 바람직하고, 500∼20000인 것이 더욱 바람직하고, 1000∼15000인 것이 특히 바람직하고, 1500∼15000인 것이 극히 바람직하다. 또한, 중량 평균 분자량의 측정 조건은 본원 명세서의 실시예와 동일한 측정 조건으로 한다.
EO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, PO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO·PO 변성 우레탄디(메타)아크릴레이트, EO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, PO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트, EO·PO 변성 이소시아누레이트 유도 (메타)아크릴레이트는, 하기 일반식(1) 또는 (2)로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.
Figure pat00004
상기 일반식(1) 중, Q는 탄소수 1∼20의 알킬렌기, 탄소수 1∼10의 시클로알킬렌기 또는 페닐렌기를 나타내고, R1 및 R2는 각각 독립하여 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, L1, L2 및 L3은 각각 독립하여 탄소수 2∼4의 알킬렌기를 나타낸다. r1 및 r2는, 각각 독립하여 1∼40의 정수를 나타내고, s1, s2, t1 및 t2는 각각 독립하여 0∼40의 정수를 나타낸다. 다만, s1, s2, t1 및 t2가 0인 경우, L1은 에틸렌기를 나타낸다. r1, r2, s1, s2, t1 또는 t2가 2이상인 경우, 복수 존재하는 -L1-O-, -L2-O- 또는 -L3-O-로 나타내는 구조단위는 랜덤(random)하게 존재해도 블록을 형성해도 된다. 또한, r1, r2, s1, s2, t1 및 t2는, 각 구조단위의 수를 나타낸다. 따라서, 단일의 분자에 있어서는 상기와 같이 정수치를 나타내고, 복수 종의 분자의 중합체로서는 평균치인 유리수를 나타낸다. 이하, 구조단위의 수에 대하여는 동일하다.
Figure pat00005
상기 일반식(2) 중, R5, R6 및 R7은 각각 독립하여 탄소수 1∼20의 알킬렌기를 나타내고, R8, R9 및 R10은 각각 독립하여 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, L1, L2 및 L3은 각각 독립하여 탄소수 2∼4의 알킬렌기를 나타낸다. r3, r4 및 r5는 각각 독립하여 1∼40의 정수를 나타내고, s3, s4, s5, t3, t4 및 t5는 각각 독립하여 0∼40의 정수를 나타낸다. 다만, s3, s4, s5, t3, t4 및 t5가 0인 경우, L1은 에틸렌기를 나타내고, r3, r4, r5, s3, s4, s5, t3, t4 또는 t5가 2이상인 경우, 복수 존재하는 -L1-O-, -L2-O- 또는 -L3-O-로 나타내는 구조단위는 랜덤하게 존재해도 블록을 형성해도 된다.
상기 일반식(1) 및 (2) 중, -L1-O-가 에틸렌옥사이드이며, -L2-O-가 프로필렌옥사이드이며, -L3-O-가 부틸렌옥사이드인 것이 바람직하다. 또한, -L1-O-, -L2-O- 및 -L3-O-로 나타내지는 구조단위의 배열 순서는, 특별히 한정되지 않으며, 상기 일반식(1) 및 (2)에 있어서의 기재의 배열과 달라도 된다.
상기 일반식(1)에 있어서, 해상성(解像性)을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, Q는, 탄소수 1∼18의 알킬렌기, 탄소수 1∼8의 시클로알킬렌기 또는 페닐렌기인 것이 바람직하고, 탄소수 1∼15의 알킬렌기, 탄소수 1∼7의 시클로알킬렌기 또는 페닐렌기인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼10의 알킬렌기, 탄소수 1∼6의 시클로알킬렌기 또는 페닐렌기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식(1)에 있어서, -L1-O-가 에틸렌옥사이드이며, -L2-O-가 프로필렌옥사이드이며, -L3-O-가 부틸렌옥사이드인 경우, r1 및 r2는, 현상성, 박리성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, 각각 독립하여 1∼35인 것이 바람직하고, 1∼30인 것이 바람직하고, 1∼25인 것이 더욱 바람직하다. 또한, s1 및 s2는, 해상성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, 각각 독립하여 0∼30인 것이 바람직하고, 0∼25인 것이 바람직하고, 0∼20인 것이 더욱 바람직하다. 더욱이, t1 및 t2는, 해상성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, 각각 독립하여 0∼25인 것이 바람직하고, 0∼20인 것이 바람직하고, 0∼15인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식(1)로 표시되는 화합물은, 시판의 것을 사용해도 되고, 합성한 것을 사용해도 된다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 임의로 조합하여 사용할 수 있다.
상기 일반식(1)로 표시되는 화합물로서, 하기 식(3)으로 표시되는 EO 변성 우레탄디메타크릴레이트(히타치가세이고교(주) 제, 샘플명 「UA-11」: 에틸렌옥사이드 평균 10mol 부가물) 및 하기 식(4)로 표시되는 EO 변성 우레탄디메타크릴레이트(히타치가세이고교(주) 제, 샘플명 「UA-13」: 에틸렌옥사이드 평균 2mol 및 프로필렌옥사이드 평균 18mol 부가물)이, 상업적으로 입수 가능하다.
Figure pat00006
Figure pat00007
상기 일반식(2)에 있어서, 해상성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, R5, R6 및 R7은, 각각 독립하여 탄소수 1∼18의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 탄소수 1∼15의 알킬렌기인 것이 보다 바람직하고, 탄소수 1∼10의 알킬렌기인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식(2)에 있어서, -L1-O-가 에틸렌옥사이드이며, -L2-O-가 프로필렌옥사이드이며, -L3-O-가 부틸렌옥사이드인 경우, 현상성, 박리성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, r3, r4 및 r5는, 각각 독립하여 1∼35인 것이 바람직하고, 1∼30인 것이 바람직하고, 1∼25인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 해상성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, s3, s4 및 s5는, 각각 독립하여 각각 0∼30인 것이 바람직하고, 0∼25인 것이 바람직하고, 0∼20인 것이 더욱 바람직하다. 더욱이, 해상성을 보다 양호하게 하는 관점으로부터, t3, t4 및 t5는, 각각 독립하여 0∼30인 것이 바람직하고, 0∼25인 것이 바람직하고, 0∼20인 것이 더욱 바람직하다.
상기 일반식(2)로 표시되는 화합물은 시판의 것을 사용해도 되고, 합성한 것을 사용해도 된다. 이들은 단독으로 또는 2종류 이상을 임의로 조합하여 사용할 수 있다.
상기 일반식(2)로 표시되는 화합물로서, 하기 식(5)로 표시되는 EO 변성 이소시아누레이트 유도 트리메타크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제, 제품명 「UA-7100」: 에틸렌옥사이드 평균 27mol 부가물) 및 하기 식(6)으로 표시되는 EO 변성 이소시아누레이트 유도 트리메타크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제, 제품명 「UA-21」: 에틸렌옥사이드 평균 12mol 부가물)이, 상업적으로 입수 가능하다.
Figure pat00008
Figure pat00009
폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트 또는 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트는, 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.
폴리카보네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌디이소아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물과, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 히드록실기와 (메타)아크릴로일기를 있는 화합물과, 히드록실기를 갖는 폴리카보네이트를 부가 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, UF-8001, UF-8003(쿄에이샤가가쿠 가부시키가이샤, 상품명) 등이 있다. 상기의 화합물은, 단일의 화합물로서 사용해도 되지만, 2종 이상의 화합물의 혼합물로서 사용해도 된다.
폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트로서는, 예를 들면, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 2,2,4-트리메틸-1,6-헥사메틸렌디이소아네이트, 이소포론디이소시아네이트 등의 디이소시아네이트 화합물과, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 등의 히드록실기와 (메타)아크릴로일기를 갖는 화합물과, 폴리에스테르폴리올을 부가 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 시판품으로서는, 예를 들면, UX-3204(니폰가야쿠 가부시키가이샤제, 상품명) 등이 있다. 상기 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄(메타)아크릴레이트 화합물은, 단일의 화합물로서 사용해도 되지만, 2종 이상의 화합물의 혼합물로서 사용해도 된다.
(B2)성분으로서는, 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기를 갖는 것이, 전극 부식의 억제력을 더욱 향상시키는 관점으로부터 보다 바람직하다. 이러한 화합물로서는, 예를 들면, 상기 일반식(5) 및 (6)으로 표시되는 화합물을 들 수 있다. 또한, 시판품으로서는, UX-5000, DPHA-40H(모두 니폰가야쿠 가부시키가이샤제, 다관능 우레탄아크릴레이트)를 들 수 있다.
본 실시형태의 감광성 수지 조성물에 있어서의 (A)성분 및 (B2)성분의 함유량은, (A)성분 및 (B2)성분의 합계량 100질량부에 대하여, (A)성분이 75∼99질량부, (B2)성분이 1∼25질량부인 것이 바람직하고, (A)성분이 80∼97질량부, (B2)성분이 3∼20질량부인 것이 보다 바람직하고, (A)성분이 85∼95질량부, (B2)성분이 5∼15질량부인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물은, 상기 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물 이외의 제2의 광중합성 화합물을 더욱 포함하는 것이 바람직하다.
제2의 광중합성 화합물로서는, 상술한 (B1)성분으로서 사용하는 것이 가능한 화합물 및 (B1)성분과 병용하는 것이 가능한 화합물을 사용할 수 있다.
제2의 광중합성 화합물을 함유시키는 경우는, (B2)성분인 우레탄 결합을 갖는 (메타)아크릴레이트 화합물 100질량부에 대하여, 2000질량부 이하인 것이 바람직하고, 1000질량부 이하인 것이 보다 바람직하고, 700질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.
본 실시형태의 감광성 수지 조성물에 있어서의 (A)성분의 함유량, 및 (B2)성분을 포함하는 (B)성분의 함유량은, (A)성분, 및 (B2)성분을 포함하는 (B)성분의 합계량 100질량부에 대하여, 각각 (A)성분이 40∼80질량부, (B2)성분을 포함하는 (B)성분이 20∼60질량부인 것이 바람직하고, (A)성분이 50∼70질량부, (B2)성분을 포함하는 (B)성분이 30∼50질량부인 것이 보다 바람직하고, (A)성분이 55∼65질량부, (B2)성분을 포함하는 (B)성분이 35∼45질량부인 것이 더욱 바람직하다.
제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물에는, 필요에 따라, 방수제, 실란커플링제 등의 밀착성 부여제, 레벨링제, 가소제, 충전제, 소포제, 난연제, 안정제, 산화 방지제, 향료, 열가교제, 중합 금지제 등을 (A)성분 및 (B)성분의 합계량 100질량부에 대하여, 각각 0.01∼20질량부 정도 함유시킬 수 있다. 이들은, 단독으로 또는 2종류 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물은, 400∼700nm에 있어서의 가시광선 투과율의 최소치가 90% 이상인 것이 바람직하고, 92% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
여기서, 감광성 수지 조성물의 가시광 투과율은 이하와 같이 하여 구할 수 있다. 먼저, 지지 필름 위에 감광성 수지 조성물을 함유하는 도포액을, 건조 후의 두께가 10㎛ 이하가 되도록 도포하고, 이것을 건조함으로써, 감광성 수지 조성물층(감광층)을 형성한다. 다음으로, 유리 기판 위에, 감광성 수지 조성물층이 접하도록 라미네이터를 사용하여 라미네이트한다. 이렇게 하여, 유리 기판 위에, 감광성 수지 조성물층 및 지지 필름이 적층된 측정용 시료를 얻는다. 다음으로, 얻어진 측정용 시료에 자외선을 조사하여 감광성 수지 조성물층을 광경화한 후, 자외 가시 분광 광도계를 사용하여, 측정 파장역 400∼700nm에 있어서의 투과율을 측정한다.
일반적인 가시광 파장역의 광선인 400∼700nm의 파장역에 있어서의 투과율이 90% 이상이면, 예를 들면, 터치패널(터치센서)의 센싱 영역의 투명 전극을 보호하는 경우나, 터치패널(터치센서)의 액자 영역의 금속층(예를 들면, ITO 전극 위에 구리층을 형성한 층 등)을 보호하였을 때에 센싱 영역의 단부(端部)로부터 보호막이 보이는 경우에 있어서, 센싱 영역에서의 화상 표시 품질, 색조, 휘도가 저하되는 것을 충분히 억제할 수 있다.
제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물은, 기재 위에 감광층을 형성하기 위해 사용할 수 있다. 예를 들면, 감광성 수지 조성물을 용매에 균일하게 용해 또는 분산시켜 얻을 수 있는 도포액을 조제하여, 기재 위에 도포함으로써 도막을 형성하고, 건조에 의해 용매를 제거함으로써 감광층을 형성할 수 있다.
용매로서는, 각 성분의 용해성, 도막 형성의 용이성 등의 점으로부터, 케톤, 방향족 탄화수소, 알코올, 글리콜에테르, 글리콜알킬에테르, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트, 에스테르, 또는 디에틸렌글리콜을 사용할 수 있다. 이들 용매는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상의 용매로 이루어지는 혼합 용매로서 사용해도 된다.
상기 용매 중에서도, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등을 사용하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물은, 본 실시형태의 감광성 엘리먼트와 같이, 감광성 필름에 제막(製膜)하여 사용하는 것이 바람직하다. 감광성 필름을, 탑 패널용 전극을 갖는 기재 위에 적층함으로써, 롤 투 롤(roll to roll) 프로세스가 용이하게 실현될 수 있는, 용매 건조 공정을 단축할 수 있는 등, 제조 공정의 단축이나 비용 저감에 크게 공헌할 수 있다.
감광성 엘리먼트(1)의 감광층(20)은, 제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물을 함유하는 도포액을 조제하여, 이것을 지지체 필름 위에 도포, 건조함으로써 형성할 수 있다. 도포액은, 상술한 제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물을 구성하는 각 성분을 용매에 균일하게 용해 또는 분산함으로써 얻을 수 있다.
용매로서는, 특별히 제한은 없고, 공지의 것을 사용할 수 있으며, 예를 들면, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 톨루엔, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 클로로포름 및 염화메틸렌을 들 수 있다. 이들 용매는, 1종을 단독으로 사용해도 되고, 2종 이상의 용매로 이루어지는 혼합 용매로서 사용해도 된다.
도포 방법으로서는, 예를 들면, 닥터 블레이드 코팅법, 마이어 바 코팅법, 롤 코팅법, 스크린 코팅법, 스피너 코팅법, 잉크젯 코팅법, 스프레이 코팅법, 딥 코팅법, 그라비아 코팅법, 커튼 코팅법, 다이 코팅법 등을 들 수 있다.
건조 조건에 특별히 제한은 없지만, 건조 온도는, 60∼130℃로 하는 것이 바람직하고, 건조 시간은, 30초∼30분으로 하는 것이 바람직하다.
감광층의 두께는, 전극 보호에 충분한 효과를 발휘하고, 또한 부분적인 전극 보호막 형성에 의해 발생되는 터치패널(터치센서) 표면의 단차(段差)가 극히 작아지도록, 건조 후의 두께로 1㎛ 이상 9㎛ 이하인 것이 바람직하고, 1㎛ 이상 8㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 2㎛ 이상 8㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하며, 3㎛ 이상 8㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.
감광층(20)은, 가시광 투과율이 90% 이상인 것이 바람직하고, 92% 이상인 것이 보다 바람직하고, 95% 이상인 것이 더욱 바람직하다.
감광층(20)의 점도는, 감광성 엘리먼트를 롤상(狀)으로 한 경우에, 감광성 엘리먼트의 단면(端面)으로부터 감광성 수지 조성물이 스며나오는 것을 1개월 이상 방지하는 점 및 감광성 엘리먼트를 절단할 때에 감광성 수지 조성물의 파편이 기판에 부착되어 발생되는 활성 광선을 조사할 때의 노광 불량이나 현상 잔사(殘渣) 등을 방지하는 점으로부터, 30℃에 있어서, 15∼100mPa·s인 것이 바람직하고, 20∼90mPa·s인 것이 보다 바람직하고, 25∼80mPa·s인 것이 더욱 바람직하다.
또한, 상기의 점도는, 감광성 수지 조성물로 형성되는 직경 7mm, 두께 2mm의 원형의 막을 측정용 시료로 하고, 이 시료의 두께 방향으로, 30℃ 및 80℃에서 1.96×10-2N의 하중을 가하였을 때의 두께의 변화 속도를 측정하고, 이 변화 속도로부터 뉴턴 유체를 가정하여 점도로 환산한 값이다.
보호 필름(30)(커버 필름)으로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌-아세트산비닐공중합체, 및 폴리에틸렌-아세트산비닐공중합체와 폴리에틸렌의 적층 필름 등으로 이루어지는 필름을 들 수 있다.
보호 필름(30)의 두께는, 5∼100㎛정도가 바람직하지만, 롤상으로 감아 보관하는 관점으로부터, 70㎛ 이하인 것이 바람직하고, 60㎛ 이하인 것이 보다 바람직하고, 50㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하고, 40㎛ 이하인 것이 특히 바람직하다.
감광성 엘리먼트(1)는, 롤상으로 감아 보관하고, 혹은 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서는, 상술한 제1 및 제2의 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물 및 용매를 함유하는 도포액을, 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에 도포하고, 건조하여, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 설치해도 된다. 이 용도의 경우에 있어서도, 감광층은 상술한, 막두께, 가시광선 투과율의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
다음으로, 본 발명의 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법에 관하여 설명한다. 도 2는, 본 발명의 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법의 일 실시형태를 설명하기 위한 모식 단면도이다.
본 실시형태의 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법은, 터치패널용 전극(110 및 120)을 갖는 기재(100) 위에, 상기의 본 실시형태에 관련되는 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층(20)을 설치하는 제1 공정과, 감광층(20)의 소정 부분을 자외선을 포함하는 활성 광선의 조사에 의해 경화시키는 제2 공정과, 활성 광선의 조사 후에 소정 부분 이외의 감광층(감광층의 활성 광선이 조사되어 있지 않은 부분)을 제거하고, 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 감광성 수지 조성물의 경화막 패턴으로 이루어지는 보호막(22)을 형성하는 제3 공정을 구비한다. 이렇게 하여, 터치 입력 시트인 보호막 부착 터치패널(터치센서)(200)을 얻을 수 있다.
본 실시형태에서 사용되는 기재(100)로서는, 일반적으로 터치패널(터치센서)용으로서 사용되는, 유리판, 플라스틱판, 세라믹판 등의 기판을 들 수 있다. 기재(100)의 두께는, 사용이 목적에 따라 적절히 선택할 수 있고, 필름상의 기판을 사용해도 된다. 필름상의 기재로서는, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름, 폴리카보네이트 필름, 시클로올레핀 폴리머 필름을 들 수 있다. 이 기판 위에는, 보호막을 형성하는 대상이 되는 터치패널용 전극이 설치된다. 전극으로서는, ITO, Cu, Al, Mo등의 전극, TFT등을 들 수 있다. 또한, 기판 위에는, 기판과 전극 사이에 절연층이 설치되어 있어도 된다.
도 2에 나타나는 터치패널용 전극(110 및 120)을 갖는 기재(100)는, 예를 들면, 이하의 순서로 얻을 수 있다. PET 필름 등의 기재(100) 위에, ITO, Cu의 순서로 스퍼터에 의해 금속막을 형성한 후, 금속막 위에 에칭용 감광성 필름을 첩부(貼付)하고, 원하는 레지스터 패턴을 형성하고, 불필요한 Cu를 염화철 수용액 등의 에칭액으로 제거한 후, 레지스터 패턴을 박리 제거한다.
본 실시형태의 제1 공정에서는, 본 실시형태의 감광성 엘리먼트(1)의 보호 필름(30)을 제거한 후, 감광성 엘리먼트를 가열하면서, 기재(100)의 터치패널용 전극(110 및 120)이 설치되어 있는 표면에 감광층(20)을 압착함으로써 전사하여, 적층한다(도 2의 (a)을 참조).
압착 수단으로서는, 압착 롤을 들 수 있다. 압착 롤은, 가열 압착할 수 있도록 가열 수단을 구비한 것이어도 된다.
가열 압착하는 경우의 가열 온도는, 감광층과 기재와의 밀착성, 및, 감광층(20)과 터치패널용 전극(110 및 120)과의 밀착성을 충분히 확보하면서, 감광층의 구성성분이 열경화 혹은 열분해되기 어렵도록, 10∼180℃로 하는 것이 바람직하고, 20∼160℃로 하는 것이 보다 바람직하고, 30∼150℃로 하는 것이 더욱 바람직하다.
또한, 가열 압착시의 압착 압력은, 감광층과 기재와의 밀착성을 충분히 확보하면서, 기재의 변형을 억제하는 관점으로부터, 선압(線壓)으로 50∼1×105N/m로 하는 것이 바람직하고, 2.5×102∼5×104N/m로 하는 것이 보다 바람직하고, 5×102∼4×104N/m로 하는 것이 더욱 바람직하다.
감광성 엘리먼트(1)를 상기와 같이 가열하면, 기재를 예열 처리하는 것은 필요하지 않지만, 감광층과 기재와의 밀착성을 더욱 향상시키는 점으로부터, 기재를 예열 처리하는 것이 바람직하다. 이 때의 예열 온도는, 30∼180℃로 하는 것이 바람직하다.
본 실시형태에 있어서는, 감광성 엘리먼트를 사용하는 대신에, 본 실시형태의 감광성 수지 조성물 및 용매를 함유하는 도포액을 조제하여 기재(100)의 터치패널용 전극(110 및 120)이 설치되어 있는 표면에 도포하고, 건조하여 감광층(20)을 형성할 수 있다.
감광층(20)은, 상술한 막두께, 가시광선 투과율의 조건을 만족하는 것이 바람직하다.
본 실시형태의 제2 공정에서는, 감광층(20)의 소정 부분에, 포토마스크(130)를 통하여, 활성 광선(L)을 패턴 형상으로 조사한다(도 2의 (b)를 참조).
활성 광선을 조사할 때, 감광층(20) 위의 지지 필름(10)이 투명인 경우에는, 그대로 활성 광선을 조사할 수 있고, 불투명인 경우에는 제거하고 나서 활성 광선을 조사한다. 감광층의 보호라고 하는 점에서는, 지지 필름(10)으로서 투명한 중합체 필름을 사용하고, 이 중합체 필름을 잔존시킨 채로, 그것을 통해 활성 광선을 조사하는 것이 바람직하다.
활성 광선의 조사에 사용되는 활성 광선의 광원으로서는, 공지의 활성 광원을 사용할 수 있고, 예를 들면, 카본 아크등, 초고압 수은등, 고압 수은등 및 크세논 램프를 들 수 있으며, 자외선을 유효하게 방사하는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
이 때의, 활성 광선의 조사량은, 통상, 1×102∼1×104J/m2이며, 조사 시에, 가열을 수반할 수도 있다. 이 활성 광선 조사량이, 1×102J/m2 미만에서는, 광경화의 효과가 불충분하게 되는 경향이 있고, 1×104J/m2를 넘으면, 감광층이 변색되는 경향이 있다.
본 실시형태의 제3 공정에서는, 활성 광선을 조사 후의 감광층을 현상액으로 현상하여 활성 광선이 조사되어 있지 않은 부분(즉, 감광층의 소정 부분 이외)을 제거하고, 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 본 실시형태의 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 보호막(22)을 형성한다(도 2의 (c)를 참조). 형성되는 보호막(22)은 소정의 패턴을 가질 수 있다.
또한, 활성 광선의 조사 후, 감광층에 지지 필름이 적층되어 있는 경우에는 그것을 제거한 후, 현상액에 의한 활성 광선이 조사되어 있지 않은 부분을 제거하는 현상이 실시된다.
현상 방법으로서는, 알칼리 수용액, 수계 현상액, 유기용매 등의 공지의 현상액을 사용하여, 스프레이, 샤워, 요동(搖動) 침지, 브러싱, 스크래핑 등의 공지의 방법에 의해 현상을 실시하고, 불필요부를 제거하는 방법 등을 들 수 있고, 그 중에서도, 환경, 안전성의 관점으로부터 알칼리 수용액을 사용하는 것이 바람직하다.
알칼리 수용액 중에서도 탄산나트륨의 수용액이 바람직하다. 예를 들면, 20∼50℃의 탄산나트륨의 희박용액(0.5∼5질량% 수용액)이 적합하게 사용된다.
현상 온도 및 시간은, 본 실시형태의 감광성 수지 조성물의 현상성에 맞추어 조정할 수 있다.
또한, 알칼리 수용액 중에는, 계면활성제, 소포제, 현상을 촉진시키기 위한 소량의 유기용매 등을 혼입시킬 수 있다.
또한, 현상 후, 광경화 후의 감광층에 잔존된 알칼리 수용액의 염기를, 유기산, 무기산 또는 이들의 산수용액을 사용하여, 스프레이, 요동 침지, 브러싱, 스크래핑 등의 공지 방법에 의해 산 처리(중화 처리)할 수 있다.
더욱이, 산 처리(중화 처리) 후, 수세하는 공정을 실시할 수도 있다.
현상 후, 필요에 따라, 활성 광선의 조사(예를 들면, 5×103∼2×104J/m2)에 의해, 경화물을 더욱 경화시켜도 된다. 또한, 본 실시형태의 감광성 수지 조성물은, 현상 후의 가열 공정 없이도 금속에 대하여 뛰어난 밀착성을 나타내지만, 필요에 따라, 현상 후의 활성 광선의 조사 대신에, 또는 활성 광선의 조사와 맞추어, 가열 처리(80∼250℃)를 실시해도 된다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 감광성 수지 조성물 및 감광성 엘리먼트는, 터치패널용 전극의 보호막을 형성하기 위한 사용에 적합하다. 감광성 수지 조성물의 상기 사용에 대하여는 용매와 혼합한 도포액을 사용하여 보호막을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명은, 본 발명에 관련되는 감광성 수지 조성물을 포함하는 보호막의 형성 재료를 제공할 수 있다. 이 보호막의 형성 재료는, 상술한 본 실시형태의 감광성 수지 조성물을 포함할 수 있고, 상술한 용매를 더 함유하는 도포액인 것이 바람직하다.
다음으로, 도 3, 도 4 및 도 5를 이용하여, 본 발명의 보호막의 사용 개소의 일례를 설명한다. 도 3은, 정전용량식의 터치패널의 일례를 나타내는 모식 상면도이다. 도 3에 나타내는 터치패널은, 투명 기판(101)의 편면(片面)에 터치 위치 좌표를 검출하기 위한 터치 화면(102)이 있고, 이 영역의 정전용량 변화를 검출하기 위한 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)이 기판(101) 위에 설치되어 있다. 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)은 각각 터치 위치의 X좌표 및 Y좌표를 검출한다.
투명 기판(101) 위에는, 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)으로부터 터치 위치의 검출 신호를 외부 회로에 전달하기 위한 인출 배선(105)이 설치되어 있다. 또한, 인출 배선(105)과 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)은, 투명 전극(103) 및 투명 전극(104) 위에 설치된 접속 전극(106)에 의해 접속되어 있다. 또한, 인출 배선(105)의 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)의 접속부와 반대측의 단부에는, 외부 회로와의 접속 단자(107)가 설치되어 있다. 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 인출 배선(105), 접속 전극(106) 및 접속 단자(107)의 보호막(122)으로서의 수지 경화막 패턴을 형성하기 위해서 적합하게 사용할 수 있다. 이 때에, 센싱 영역에 있는 전극을 동시에 보호할 수도 있다. 도 3에서는, 보호막(122)에 의해, 인출 배선(105), 접속 전극(106), 센싱 영역의 일부 전극 및 접속 단자(107)의 일부를 보호하고 있지만, 보호막을 설치하는 개소는 적절히 변경해도 된다. 예를 들면, 도 4에 나타내는 바와 같이, 터치 화면(102)을 모두 보호하도록 보호막(123)을 설치해도 된다.
도 5를 이용하여, 도 3에 나타낸 터치패널에 있어서, 투명 전극과 인출 배선의 접속부의 단면 구조를 설명한다. 도 5는, 도 3에 나타내는 C부분의 V-V선을 따른 부분 단면도이며, 투명 전극(104)과 인출 배선(105)의 접속부를 설명하기 위한 도면이다. 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 투명 전극(104)과 인출 배선(105)은, 접속 전극(106)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 도 5의 (a)에 나타내는 바와 같이, 투명 전극(104)의 일부, 및, 인출 배선(105) 및 접속 전극(106)의 전부가, 보호막(122)으로서의 수지 경화막 패턴으로 덮여 있다. 동일하게, 투명 전극(103)과 인출 배선(105)은, 접속 전극(106)을 통하여 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 도 5의 (b)에 나타내는 바와 같이, 투명 전극(104)과 인출 배선(105)이 직접, 전기적으로 접속되어 있어도 된다. 본 발명의 감광성 수지 조성물 및 감광성 엘리먼트는, 상기 구조 부분의 보호막으로서의 수지 경화막 패턴의 형성을 위한 사용에 적합하다.
본 실시형태에 있어서의, 터치패널의 제조 방법에 관하여 설명한다. 먼저, 기재(100) 위에 설치된 투명 전극(101) 위에, 투명 전극(X위치 좌표)(103)을 형성한다. 이어서, 투명 전극(Y위치 좌표)(104)을 형성한다. 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)의 형성은, 투명기재(100) 위에 형성된 투명 전극층을, 에칭하는 방법 등을 사용할 수 있다.
다음으로, 투명 기판(101)의 표면에, 외부 회로와 접속하기 위한 인출 배선(105)과, 이 인출 배선과 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)을 접속하는 접속 전극(106)을 형성한다. 인출 배선(105) 및 접속 전극(106)은, 투명 전극(103) 및 투명 전극(104)의 형성 후에 형성하여도, 각 투명 전극 형성시에 동시에 형성하여도 된다. 인출 배선(105) 및 접속 전극(106)의 형성은, 금속 스퍼터링 후, 에칭법 등을 사용할 수 있다. 인출 배선(105)은, 예를 들면, 플레이크(flake) 형상의 은을 함유하는 도전 페이스트 재료를 사용하고, 스크린 인쇄법을 이용하여, 접속 전극(106)을 형성함과 동시에 형성할 수 있다. 다음으로, 인출 배선(105)과 외부 회로를 접속하기 위한 접속 단자(107)을 형성한다.
상기 공정에 의해 형성된 투명 전극(103) 및 투명 전극(104), 인출 배선(105), 접속 전극(106), 및, 접속 단자(107)를 덮도록, 본 실시형태에 관련되는 감광성 엘리먼트(1)를 압착하고, 상기 전극 위에 감광층(20)을 설치한다. 다음으로, 전사한 감광층(20)에 대하여, 원하는 형상으로 포토마스크를 통하여 패턴 형상으로 활성 광선(L)을 조사한다. 활성 광선(L)을 조사한 후, 현상을 실시하고, 감광층(20)의 소정 부분 이외를 제거함으로써, 감광층(20)의 소정 부분의 경화물로 이루어지는 보호막(122)을 형성한다. 이와 같이 하여, 보호막(122)을 구비하는 터치패널을 제조할 수 있다.
실시예
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대하여 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 본 발명은 이하의 실시예에 한정되는 것은 아니다.
[바인더 폴리머 용액(A1)의 제작]
교반기, 환류 냉각기, 불활성 가스 도입구 및 온도계를 구비한 플라스크에, 표 1에 나타내는 (1)를 넣고, 질소 가스 분위기하에서 80℃로 승온시키고, 반응 온도를 80℃±2℃로 유지하면서, 표 1에 나타내는 (2)를 4시간에 걸쳐 균일하게 적하(滴下)하였다. (2)의 적하 후, 80℃±2℃에서 6시간 계속 교반을 하고, 중량 평균 분자량이 약 65,000, 산가가 78mgKOH/g인 바인더 폴리머의 용액(고형분 45질량%)(A1)을 얻었다.
[바인더 폴리머 용액(A2)의 제작]
상기 (A1)와 동일하게 하여, 중량 평균 분자량이 약 80,000, 산가가 115mgKOH/g인 바인더 폴리머의 용액(고형분 45질량%)(A2)을 얻었다.
[바인더 폴리머 용액(A3)의 제작]
상기 (A1)와 동일하게 하여, 중량 평균 분자량이 약 35,000, 산가가 156mgKOH/g인 바인더 폴리머의 용액(고형분 45질량%)(A3)을 얻었다.
[바인더 폴리머 용액(A4)의 제작]
상기 (A1)와 동일하게 하여, 중량 평균 분자량이 약 45,000, 산가가 195mgKOH/g인 바인더 폴리머의 용액(고형분 45질량%)(A4)을 얻었다.
Figure pat00010
또한, 중량 평균 분자량(Mw)은, 겔 침투 크로파토그래피법(GPC)에 의해 측정하고, 표준 폴리스티렌의 검량선을 사용하여 환산함으로써 도출하였다. GPC의 조건을 이하에 나타낸다.
GPC 조건
펌프 : 히타치L-6000형((주)히타치세이사쿠쇼 제, 제품명)
컬럼 : Gelpack GL-R420, Gelpack GL-R430, Gelpack GL-R440(이상, 히타치가세이고교(주) 제, 제품명)
용리액 : 테트라히드로푸란
측정 온도 : 40℃
유량 : 2.05mL/분
검출기 : 히타치L-3300형 RI((주)히타치세이사쿠쇼 제, 제품명)
[산가의 측정 방법]
산가는, 다음과 같이 하여 측정하였다. 먼저, 바인더 폴리머의 용액을, 130℃에서 1시간 가열하고, 휘발분을 제거하여, 고형분을 얻었다. 그리고, 산가의 측정 대상인 바인더 폴리머 1g을 정칭(精秤)한 후, 이 바인더 폴리머에 아세톤을 30g첨가하고, 이것을 균일하게 용해하였다. 이어서, 지시약인 페놀프탈레인을 그 용액에 적당량 첨가하여, 0.1N의 KOH 수용액을 사용하여 적정(適定)을 실시하였다. 그리고, 다음 식에 의해 산가를 산출하였다.
산가 = 0.1×Vf×56.1/(Wp×I/100)
식 중, Vf는 KOH 수용액의 적정량(mL)을 나타내고, Wp는 측정한 수지 용액의 중량(g)을 나타내고, I는 측정한 수지 용액 중의 불휘발분의 비율(질량%)을 나타낸다.
(실시예 1)
[감광성 수지 조성물을 함유하는 도포액(V-1)의 제작]
표 2에 나타내는 재료를, 교반기를 사용하여 15분간 혼합하고, 보호막을 형성하기 위한 감광성 수지 조성물을 함유하는 도포액(V-1)을 제작하였다.
Figure pat00011
[감광성 엘리먼트(E-1)의 제작]
지지 필름으로서 두께 50㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 사용하고, 감광성 수지 조성물(V-1)을 지지 필름 위에 콤마 코터를 사용하여 균일하게 도포하고, 100℃의 열풍 대류식 건조기로 3분간 건조하고 용매를 제거하여, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층(감광성 수지 조성물층)을 형성하였다. 얻어진 감광층의 두께는 5㎛이었다.
이어서, 얻어진 감광층 위에, 25㎛의 두께의 폴리에틸렌 필름을, 커버 필름으로서 더 붙여서, 감광성 엘리먼트(E-1)를 제작하였다.
[보호막의 투과율의 측정]
얻어진 감광성 엘리먼트(E-1)의 폴리에틸렌 필름을 벗기면서, 두께 1mm의 유리 기판 위에, 감광층이 접하도록 라미네이터(히타치가세이고교(주) 제, 상품명 HLM-3000형)을 사용하여, 롤 온도 120℃, 기판 전송 속도 1m/분, 압착 압력(실린더 압력) 4×105Pa(두께가 1mm, 세로 10cm×가로 10cm의 기판을 사용하였기 때문에, 이 때의 선압(線壓)은 9.8×103N/m)의 조건으로 라미네이트하여, 유리 기판 위에, 감광층 및 지지 필름이 적층된 적층체를 제작하였다.
이어서, 얻어진 적층체의 감광층에, 평행 광선 노광기(오크세이사쿠쇼(주) 제, EXM1201)를 사용하여, 감광층측 위쪽으로부터 노광량 5×102J/m2로(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치), 자외선을 조사한 후, 지지 필름을 제거하고, 두께 5.0㎛의 보호막(감광성 수지 조성물이 광경화된 경화막)을 갖는 투과율 측정용 시료를 얻었다.
이어서, 얻어진 시료를 히타치세이사쿠쇼 제, 자외 가시 분광 광도계(U-3310)를 사용하여, 측정 파장역 400∼700nm로 가시광선 투과율을 측정하였다. 얻어진 보호막의 파장 400nm에 있어서의 투과율은, 파장 700nm에 있어서 97%, 파장 550nm에 있어서 96%, 파장 400nm에 있어서 94%이고, 400∼700nm에 있어서의 투과율의 최소치는 94%이며, 양호한 투과율을 확보할 수 있었다.
[보호막의 염수 분무 시험(인공 한액 내성 평가 시험)]
얻어진 감광성 엘리먼트(E-1)의 폴리에틸렌 필름을 벗기면서, 스퍼터 구리 부착 폴리이미드 필름(토레필름카코우(주) 제) 위에, 감광층이 접하도록 라미네이터(히타치가세이고교(주) 제, 상품명 HLM-3000형)를 사용하여, 롤 온도 120℃, 기판 전송 속도 1m/분, 압착 압력(실린더 압력) 4×105Pa(두께가 1mm, 세로 10cm×가로 10cm의 기판을 사용하였기 때문에, 이 때의 선압은 9.8×103N/m)의 조건으로 라미네이트하여, 스퍼터 구리 위에, 감광층 및 지지 필름이 적층된 적층체를 제작하였다.
이어서, 얻어진 적층체의 감광층에, 평행 광선 노광기(오크세이사쿠쇼(주) 제, EXM1201)를 사용하여, 감광측 위쪽으로부터 노광량 5×102J/m2로(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치), 자외선을 조사한 후, 지지 필름을 제거하고, 감광층측 위쪽으로부터 노광량 1×104J/m2로(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치) 자외선을 더 조사하여, 두께 5.0㎛의 보호막(감광성 수지 조성물이 광경화된 경화막)을 갖는 인공 한액(汗液) 내성 평가용 시료를 얻었다.
이어서, JIS 규격(Z 2371)을 참고로, 염수 분무 시험기(스가시켄키카(주) 제 STP-90 V2)를 사용하여, 시험조 내에 전술한 시료를 재치(載置)하고, 농도 50g/L의 염수(pH=6.7)를 시험조 온도 35℃, 분무량 1.5mL/h로 48시간 분무하였다. 분무 종료 후, 염수를 닦아내서, 평가용 시료의 표면 상태를 관찰하고, 이하의 평점에 따라 평가하였다.
A : 보호막 표면에 전혀 변화없음.
B : 보호막 표면에 극히 약간의 흔적이 보이지만, 구리는 변화없음.
C : 보호막 표면에 흔적이 보이지만, 구리는 변화없음.
D : 보호막 표면에 흔적이 있고, 또한 구리가 변색됨.
평가용 시료의 표면 상태를 관찰하였던바, 보호막 표면에 극히 약간의 흔적이 보이지만, 구리는 변함없어 평가는 B이었다.
[감광층의 현상 잔사 시험]
얻어진 감광성 엘리먼트의 폴리에틸렌 필름을 벗기면서, 스퍼터 구리 부착 폴리이미드 필름(토레필름카코우(주) 제) 위에, 감광층이 접하도록 라미네이터(히타치가세이고교(주) 제, 상품명 HLM-3000형)를 사용하여, 롤 온도 120℃, 기판 전송 속도 1m/분, 압착 압력(실린더 압력) 4×105Pa(두께가 1mm, 세로 10cm×가로 10cm의 기판을 사용하였기 때문에, 이 때의 선압은 9.8×103N/m)의 조건으로 라미네이트하여, 스퍼터 구리 위에, 감광층 및 지지 필름이 적층된 적층체를 제작하였다.
상기에서 얻어진 적층체를 제작 후, 23℃, 60%의 조건으로 24시간 보관한 후, 활성 광선 투과부와 활성 광선 차광부가 교대로 패터닝된, 라인/스페이스가 300㎛/300㎛인 포토마스크를 사용하고, 지지 필름 위에 포토마스크를 재치하고, 평행 광선 노광기(오크세이사쿠쇼(주) 제, EXM1201)를 사용하여, 포토마스크면 수직 위쪽으로부터 노광량 5×102J/m2로(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치), 자외선을 상적(像的)으로 조사하였다.
이어서, 감광층 위에 적층되어 있는 지지 필름을 제거하고, 1.0질량% 탄산나트륨 수용액을 사용하여, 30℃에서 40초간 스프레이 현상하여, 감광층을 선택적으로 제거하고, 보호막 패턴을 형성하였다. 얻어진 보호막 패턴 기판의, 선택적으로 감광층을 제거한 부분의 기재 표면 상태를 현미경으로 관찰하고, 이하의 평점에 따라 현상 잔사를 평가하였다.
A : 기재 표면에 전혀 변화없음.
B : 기재 표면의 구리가 약간 변색되지만, 현상 잔사는 없음.
C : 기재 표면의 구리가 약간 변색되고, 현상 잔사가 약간 발생됨.
D : 현상 잔사가 발생됨.
평가용 시료의 표면 상태를 관찰하였던바, 기재 표면에 변화는 볼 수 없어, 평가는 A이었다.
[보호막의 인장 시험]
얻어진 감광성 필름의 엘리먼트(감광층 두께 40㎛)를 10mm×50mm의 샘플편으로 자르고, 평행 광선 노광기(오크세이사쿠쇼(주) 제, EXM1201)를 사용하여, 감광층측 위쪽으로부터 노광량 1×104J/m2로(i선(파장 365nm)에 있어서의 측정치), 지지 필름측으로부터 자외선을 조사하였다. 그 후, 지지 필름 및 폴리에틸렌 필름을 제거하고, 두께 40.0㎛의 보호막(감광성 수지 조성물이 광경화된 경화막)을 갖는 인장 시험용 시료를 얻었다.
이어서, JIS 규격(K7127)을 참고로, 인장 시험을 실시하였다. 시마즈세이사쿠쇼 제(오토 그래프 AGS-5 kNG) 시험기로, 상기에서 얻어진 인장 시험용 시료를 고정구간 거리 20mm로 세팅하여 5mm/min의 속도로 인장 시험을 실시하고, 이하의 평점에 따라 보호막의 탄성률과 신장을 평가하였다.
A : 탄성률이 1.0GPa 미만
B : 탄성률이 1.0GPa 이상 1.5GPa 미만
C : 탄성률이 1.5GPa 이상 2.0GPa 미만
D : 탄성률이 2.0GPa 이상
평가용 시료에 대한 인장 시험 결과로부터, 탄성률은 1.489GPa이며, 평가는 B이었다.
(실시예 2∼13, 비교예 1∼4)
표 2∼4(표 중의 수치의 단위는 질량부)에 나타내는 감광성 수지 조성물 용액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 감광성 엘리먼트를 제작하고, 투과율의 측정, 염수 분무 시험, 현상 잔사 시험, 보호막의 인장 시험을 실시하였다. 표 5∼7에 나타내는 바와 같이, 비교예 1∼4에 비하여, 실시예 1∼13은, 투과율의 측정, 염수 분무 내성 평가, 내크랙성 모두 양호한 결과이었다.
Figure pat00012
Figure pat00013
표 2∼표 4의 성분의 기호는 이하의 의미를 나타낸다.
(A)성분
(A1) : 모노머 배합비(메타크릴산/메타크릴산메틸/아크릴산에틸=12/58/30(질량비))인 공중합체의 프로필렌글리콜모노메틸에테르/톨루엔 용액, 중량 평균 분자량 65,000, 산가 78mgKOH/g
(A2) : 모노머 배합비(메타크릴산/메타크릴산메틸/아크릴산에틸=17.5/52.5/ 30(질량비))인 공중합체의 프로필렌글리콜모노메틸에테르/톨루엔 용액, 중량 평균 분자량 80,000, 산가 115mgKOH/g
(A3) : 모노머 배합비(메타크릴산/메타크릴산메틸/아크릴산부틸/메타크릴산부틸=24/43.5/15/17.5(질량비))인 공중합체의 프로필렌글리콜모노메틸에테르/톨루엔 용액, 중량 평균 분자량 35,000, 산가 156mgKOH/g
(A4) : 모노머 배합비(메타크릴산/메타크릴산메틸/메타크릴산부틸=30/35/35 (질량비))인 공중합체의 프로필렌글리콜모노메틸에테르/톨루엔 용액, 중량 평균 분자량 45,000, 산가 195mgKOH/g
(B)성분
SR454 : 에틸렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 3(SARTOMER사 제)
SR499 : 에틸렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 6(SARTOMER사 제)
SR502 : 에틸렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 9(SARTOMER사 제)
SR415 : 에틸렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판트리아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 20(SARTOMER사 제)
SR315S : 트리메티롤프로판트리아크릴레이트(SARTOMER사 제)
DPEA-12 : 에틸렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 6(니폰가야쿠(주) 제)
RP-1040 : EO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 4(니폰가야쿠(주) 제)
ATM-4 E : EO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 에틸렌옥사이드의 평균치가 4(신나카무라가가쿠고교(주) 제)
ATM-4 P : PO 변성 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 프로필렌옥사이드의 평균치가 4(신나카무라가가쿠고교(주) 제)
UX-3204 : 폴리에스테르폴리올에 기초하는 구조단위와 헥사메틸렌디이소시아네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄아크릴레이트(니폰가야쿠 가부시키가이샤제, 상품명, 중량 평균 분자량 13000)
UF-8001 : 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위와 디메틸이소포론디이소시아네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄아크릴레이트(쿄에이샤가가쿠 가부시키가이샤제, 상품명, 중량 평균 분자량 4500)
UF-8003 : 폴리카보네이트에 기초하는 구조단위와 디메틸이소포론디이소시아네이트에 기초하는 구조단위를 갖는 우레탄아크릴레이트(쿄에이샤가가쿠 가부시키가이샤제, 상품명, 중량 평균 분자량 14200)
UA-21 : 트리스(메타크릴로일옥시테트라에틸렌글리콜이소시아네이트헥사메틸렌)이소시아누레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제, 상품명, 중량 평균 분자량 1290)
A-TMMT : 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제)
TMPTA : 트리메티롤프로판트리아크릴레이트(니폰가야쿠(주) 제)
DPHA : 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(니폰가야쿠(주) 제)
BPE-500 : 에톡시화비스페놀A디메타크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제)
9G : 폴리에틸렌글리콜#400디메타크릴레이트(신나카무라가가쿠고교(주) 제)
(C)성분
IRGACURE OXE 01 : 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐-, 2-(O-벤조일옥심)] (BASF(주) 제)
기타의 성분
Antage W-500 : 2,2'-메틸렌-비스(4-에틸-6-tert-부틸페놀)(카와구치가가쿠(주) 제)
메틸에틸케톤 : 도넨가가쿠(주) 제
Figure pat00014
Figure pat00015
Figure pat00016
실시예 1∼13은, 충분한 현상성을 가짐과 동시에, 광경화에 의해 형성된 막이 10㎛ 이하의 두께이라도 충분한 방청성을 나타내고, 인장 시험에 있어서의 탄성률이 충분히 작은 막을 형성할 수 있다는 것이 확인되었다.
1 … 감광성 엘리먼트
10 … 지지 필름
20 … 감광층
22 … 보호막
30 … 보호 필름
100 … 기재
101 … 투명 기판
102 … 터치 화면
103 … 투명 전극(X위치 좌표)
104 … 투명 전극(Y위치 좌표)
105 … 인출 배선
106 … 접속 전극
107 … 접속 단자
110, 120 … 터치패널용 전극
122, 123 … 보호막
130 … 포토마스크
200 … 터치패널

Claims (11)

  1. 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에, 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물을 포함하는, 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 설치하고, 그 감광층의 소정 부분을 활성 광선의 조사에 의해 경화시킨 후에 상기 소정 부분 이외를 제거하고, 상기 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 상기 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 보호막을 형성하는, 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법으로서,
    상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물이, 옥시알킬렌쇄의 구조단위수가 3∼20인, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물, 및 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는, 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감광층은, 400∼700nm에 있어서의 가시광 투과율의 최소치가 90% 이상인, 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 광중합 개시제가, 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물을 함유하는, 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    지지 필름과, 이 지지 필름 위에 설치된 상기 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 구비하는 감광성 엘리먼트를 준비하고, 그 감광성 엘리먼트의 감광층을 상기 기재 위에 전사하여 상기 감광층을 설치하는, 터치패널용 전극의 보호막의 형성 방법.
  5. 카르복실기를 갖고, 산가가 30∼120mgKOH/g인 바인더 폴리머와, 광중합성 화합물과, 광중합 개시제를 함유하고, 상기 광중합성 화합물이 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물을 포함하는, 터치패널용 전극의 보호막 형성에 사용되고,
    상기 적어도 3개의 에틸렌성 불포화기 및 알킬렌옥사이드기를 갖는 화합물이, 옥시알킬렌쇄의 구조단위수가 3∼20인, 알킬렌옥사이드 변성 펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 디펜타에리트리톨(메타)아크릴레이트 화합물, 알킬렌옥사이드 변성 트리메티롤프로판(메타)아크릴레이트 화합물, 및 알킬렌옥사이드 변성 글리세린(메타)아크릴레이트 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 화합물을 포함하는, 감광성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    보호막을 형성하였을 때의 가시광 투과율의 최소치가 90% 이상인, 감광성 수지 조성물.
  7. 제5항 또는 제6항에 있어서,
    상기 광중합 개시제가, 옥심에스테르 화합물 및/또는 포스핀옥사이드 화합물을 함유하는, 감광성 수지 조성물.
  8. 지지 필름과, 이 지지 필름 위에 설치된 제5항 또는 제6항에 기재된 감광성 수지 조성물로 이루어지는 감광층을 구비하는, 감광성 엘리먼트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 감광층의 두께가 10㎛ 이하인, 감광성 엘리먼트.
  10. 터치패널용 전극을 갖는 기재 위에, 제1항 또는 제2항에 기재된 방법에 의해 상기 전극의 일부 또는 전부를 피복하는 보호막을 형성하는 공정을 구비하는, 터치패널의 제조 방법.
  11. 제5항 또는 제6항에 기재된 감광성 수지 조성물의 경화물로 이루어지는 터치패널용 전극의 보호막.
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