CN106536644B - 可紫外光固化的油墨组合物、使用该组合物制造显示基板边框图案的方法及制造的边框图案 - Google Patents

可紫外光固化的油墨组合物、使用该组合物制造显示基板边框图案的方法及制造的边框图案 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种可紫外光固化的油墨组合物、使用该可紫外光固化的油墨组合物制造显示基板的边框图案的方法以及由此制造的边框图案,所述可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂、着色剂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂和光聚合引发剂,其中,所述环氧树脂与所述氧杂环丁烷树脂的含量比为1:0.5至1:6,根据ASTM D3359标准,所述可紫外光固化的油墨组合物在固化后对玻璃基材的粘合力为4B或更高,相对于玻璃基材的接触角为小于10°,并且在固化后对涂有粘合剂层的基板的粘附力为100至5,000gf/25mm。

Description

可紫外光固化的油墨组合物、使用该组合物制造显示基板边 框图案的方法及制造的边框图案
技术领域
本申请要求基于在2014年9月26日提交的韩国专利申请No.10-2014- 0129417、在2014年12月11日提交的韩国专利申请No.10-2014-0178523和在2015年9月30日提交的韩国专利申请No.10-2015-0138097的优先权,在相应的韩国专利申请的文献中公开的全部内容作为本文的一部分被包含。
本发明涉及一种可紫外光固化的油墨组合物、使用该可紫外光固化的油墨组合物制造显示基板的边框图案的方法以及由此制造的边框图案。
背景技术
在显示设备中,为了实现减重和薄化,已经使用在基板上形成边框图案的方法来代替使用单独的边框结构。
在现有技术中用于制造显示基板的方法中,使用光刻法或丝网印刷法来形成边框图案,但是在光刻法的情况下,具有形成图案的生产成本非常高的缺点,并且工艺复杂。在丝网印刷法的情况下,由于组分的粘度较高,形成的图案的厚度增加至数十微米,因此,在图案形成部分与图案未形成部分之间产生台阶差。此外,对于白色或金色而不是黑色的边框部分来说,通过采用多次重新涂颜色的方法来形成边框部分,以获得适当水平的光密度,如上所述,当边框图案的印刷频率增加时,图案形成部分和图案未形成部分之间的台阶差进一步增加。
特别地,在边框图案设置在显示设备的内侧面上的触控显示板的情况下,当涂布透明导电薄膜时,存在导电薄膜不能连续涂布或短路的问题。此外,当粘附上部基材例如其中边框薄膜上涂布有粘合剂的薄膜时,如果薄膜与边框之间的粘附力不足,则会出现产生气泡和薄膜脱落的问题。因此,与现有技术中形成边框图案的方法相比,需要开发一种用于形成对薄膜具有优异的粘合力的边框图案的方法。
发明内容
技术问题
因此,考虑到现有技术中遇到的上述问题而做出本发明,本发明的目的是提供一种制造边框图案的方法、由此制造的边框图案以及包含该边框图案的显示基板,通过使用具有较小的锥度角和较薄的膜厚度以及对其上施加有粘合剂的薄膜具有较强的粘附力的可紫外光固化的油墨组合物从而在所述组合物固化时形成边框图案,使得所述边框图案的气泡的产生和薄膜的脱落最小化。
技术方案
本发明提供一种可紫外光固化的油墨组合物,该可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂、着色剂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂和光聚合引发剂,其中环氧树脂与氧杂环丁烷树脂的含量比为1:0.5至1:6,根据ASTM D3359标准,所述可紫外光固化的油墨组合物在固化后对玻璃基材的粘合力为4B或更高,相对于玻璃基材的接触角为小于10°,并且在固化后对其上施加有粘合剂的基材的粘附力为100至5,000gf/25mm。
另外,本发明提供一种用于显示基板的边框图案的制造方法,包括:通过使用所述可紫外光固化的油墨组合物在基板上形成边框图案;以及固化所述边框图案。
另外,本发明提供一种通过固化所述可紫外光固化的油墨组合物而在基板上形成的用于显示基板的边框图案。
有益效果
根据本发明,通过使用表现出较小的锥度角和较薄的膜厚度的可紫外光固化的油墨组合物从而在该组合物固化时形成边框图案,可以制造不表现出由于较大的台阶差而引起的短路以及根据气泡的产生和薄膜的脱落的外观质量的劣化的边框图案。
在本发明的制造边框图案的方法中,通过使用包含含有极性官能团的表面活性剂的可紫外光固化的油墨组合物制造的边框图案具有对玻璃基材的优异的粘合力和优异的涂布性能,以及对边框薄膜和附着于其上部的基材的优异的粘附力。
具体实施方式
下文中,将更详细地描述本发明。
本发明提供一种可紫外光固化的油墨组合物,该可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂、着色剂、环氧树脂、氧杂环丁烷树脂和光聚合引发剂,其中环氧树脂与氧杂环丁烷树脂的含量比为1:0.5至1:6,根据ASTM D3359标准,所述可紫外光固化的油墨组合物在固化后对玻璃基材的粘合力为4B或更高,相对于玻璃基材的接触角为小于10°,并且在固化后对边框薄膜和附着于其上部的基材的粘附力为100至5,000gf/25mm。
另外,本发明的可紫外光固化的油墨组合物还可以包含选自增粘剂、着色剂和光敏剂中的一种或多种。
在所述可紫外光固化的油墨组合物中,通常可以使用自由基可聚合树脂和阳离子可聚合树脂。自由基可聚合树脂由于由氧气引起的固化失败而不适于薄膜的固化,并且由于固化收缩率非常大以致对玻璃基材的粘附性较低,因而不适于形成边框图案。相比之下,由于阳离子可聚合树脂通常具有较低的固化收缩率并且受氧气的影响很小,因而其在固化薄膜方面是有利的。
本发明中使用的可紫外光固化的油墨组合物包含环氧树脂作为阳离子固化组分。所述环氧树脂可以具体地为选自双酚型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、缩水甘油酯型环氧树脂、缩水甘油胺型环氧树脂、线型脂肪族环氧树脂、联苯型环氧树脂和脂环族环氧树脂中的一种或两种的混合物。
所述脂环族环氧化合物可以是指包含一个或多个环氧化脂环基团的化合物。
在包含环氧化脂环基团的脂环族环氧化合物中,所述环氧化脂环基团是指与脂环键合的环氧基,并且可以例示为如下官能团,例如,3,4-环氧基环戊基、3,4-环氧基环己基、3,4-环氧基环戊基甲基、3,4-环氧基环己基甲基、2-(3,4- 环氧基环戊基)乙基、2-(3,4-环氧基环己基)乙基、3-(3,4-环氧基环戊基)丙基或 3-(3,4-环氧基环己基)丙基。构成脂环的氢原子也可以被诸如烷基的取代基任意取代。作为所述脂环族环氧化合物,例如,可以使用下面具体例示的化合物,但是可用的环氧化合物不限于以下类型。
例如,可以使用二环戊二烯二氧化物、环氧环己烷、4-乙烯基-1,2-环氧基-4-乙烯基环己烯、乙烯基环己烯二氧化物、柠檬烯一氧化物、柠檬烯二氧化物、(3,4-环氧基环己基)甲基-3,4-环氧基环己烷羧酸酯、3-乙烯基环氧环己烷、双(2,3-环氧基环戊基)醚、双(3,4-环氧基环己基甲基)己二酸酯、双(3,4-环氧基 -6-甲基环己基甲基)己二酸酯、(3,4-环氧基环己基)甲基醇、(3,4-环氧基-6-甲基环己基)甲基-3,4-环氧基-6-甲基环己烷羧酸酯、乙二醇双(3,4-环氧基环己基) 醚、3,4-环氧基环己烯羧酸乙二醇二酯、(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷和由Daicel公司制造的Celloxide 8000等。
相对于可紫外光固化的油墨组合物的总重量,环氧树脂的含量优选为 5wt%至50wt%,更优选为10wt%至30wt%。当含量超过50wt%时,涂布性能劣化,当含量小于5wt%时,灵敏度劣化。
所述可紫外光固化的油墨组合物包含氧杂环丁烷树脂作为另一阳离子可聚合单体。
所述氧杂环丁烷树脂是在其分子结构中具有4元环醚基团的化合物,并且可以用于降低阳离子固化油墨组合物的粘度(例如,在25℃下小于50cPs)。
具体地,可以使用3-乙基-3-羟乙基氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲氧基甲基]苯、3-乙基-3-(苯氧基甲基)氧杂环丁烷、二[(3-乙基-3-氧杂环丁烷基)甲基]醚、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-环己氧基甲基氧杂环丁烷或苯酚酚醛清漆氧杂环丁烷等。作为所述氧杂环丁烷化合物,可以使用,例如,由Toagosei有限公司制造的“ARON OXETANE OXT-101”、“ARON OXETANE OXT-121”、“ARON OXETANE OXT-211”、“ARON OXETANE OXT-221”或“ARON OXETANE OXT-212”等。所述氧杂环丁烷化合物可以单独使用或者两种以上组合使用。
相对于可紫外光固化的油墨组合物的总重量,氧杂环丁烷树脂的含量可以优选为15wt%至75wt%,更优选为40wt%至60wt%。当含量超过75wt%时,固化程度较低,当含量小于15wt%时,粘度增加,因此涂布性能劣化。
另外,可以使用的本发明的氧杂环丁烷树脂可以包括具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物和具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物。当将具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物和具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物一起使用时,具有可以调节薄膜的粘度和柔性的优点。如上所述,当将两种氧杂环丁烷化合物一起使用时,优选以具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物与具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物的含量范围为1:1.16至1:3来使用这两种氧杂环丁烷化合物。
另外,本发明的环氧树脂与氧杂环丁烷树脂的含量比为1:0.5至1:6。当环氧化合物与氧杂环丁烷化合物的比率超过1:6时,由于组合物的粘度较低因而组合物的涂布性能优异,但是固化灵敏度会劣化,当所述比率小于1:0.5时,由于组合物的粘度较高而使涂布性能劣化。
本发明的油墨组合物包含通过照射紫外线而产生阳离子物质或布朗斯特酸的化合物作为阳离子光聚合引发剂,例如,碘鎓盐或锍盐,但是所述油墨组合物不限于此。
所述碘鎓盐或锍盐引起固化反应,其中,油墨中包含的具有不饱和双键的单体在紫外线固化过程中进行反应以形成聚合物,并且还可以根据聚合效率而使用光敏剂。
作为一个实例,所述光聚合引发剂可以是含有由SbF6 -、AsF6 -、BF6 -、 (C6F5)4B-、PF6 -或RfnF6-n表示的阴离子的光聚合引发剂,但不限于此。
相对于可紫外光固化的油墨组合物的总重量,光聚合引发剂的含量优选为1wt%至15wt%,更优选为2wt%至10wt%。当光聚合引发剂的含量小于1wt%时,固化反应不充分,当含量超过15wt%时,光聚合引发剂没有全部溶解或者粘度增加,因此涂布性能会劣化。
所述可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂,以表现出较小的锥度角或者降低所述油墨组合物的表面张力。所述含有极性官能团的表面活性剂可以包含选自羧基、羟基、磷酸基和磺酸基中的一种官能团。
现有技术中的大多数聚硅氧烷类表面活性剂具有对基材的涂布性能优异且锥度角较小的优点,但是当通过将油墨组合物涂布在基材上以形成边框部分图案,然后在其上附着其上涂有粘合剂的薄膜(包括粘附在其上的偏光板) 时,基材与薄膜之间的粘合力劣化,因此会产生缺陷。相比之下,非聚硅氧烷类和氟类表面活性剂具有的优点在于,在基材上形成的边框部分与涂有粘合剂的薄膜之间的粘合力优异,并且所述涂有粘合剂的薄膜不限于偏光板,或Nichiban胶带和离型膜。特别地,具有极性反应基团的包含羟基(OH-)或羧基(COOH-)的表面活性剂对粘合剂组分具有较高的亲和性,因此在粘合力方面尤为优选使用。为了改善对基材的涂布性能,更优选地使用亲水性氟类表面活性剂或非聚硅氧烷类表面活性剂,或者包含羟基的聚硅氧烷类表面活性剂。
具体地,所述表面活性剂可以是聚合物型或低聚物型氟类表面活性剂,并且可以使用在高度非极性溶剂(溶解度参数值为小于15(MPa)0.5)中例如在己烷中不溶解的表面活性剂。此外,所述表面活性剂可以是聚合物型或低聚物型氟类表面活性剂,并且可以使用在高极性溶剂(溶解度参数值为45(MPa)0.5以上)中例如在水中以0.1wt%以上的量不能溶解的表面活性剂。此外,所述表面活性剂可以是聚合物型或低聚物型氟类表面活性剂,并且可以使用在适当极性的溶剂(溶解度参数值为约21(MPa)0.5)中例如在丙二醇单甲醚中能够以1wt%以上的量溶解且没有显示相分离的表面活性剂。此外,所述表面活性剂可以是聚合物型或低聚物型氟类表面活性剂,并且可以使用在适当极性的溶剂(溶解度参数值为约18(MPa)0.5)中例如在甲苯中能够以0.1wt%以上的量溶解且没有显示相分离的表面活性剂。作为适当极性的值,溶解度参数值可以为 15至21(MPa)0.5
另外,所述表面活性剂优选为聚合物型或低聚物型氟类表面活性剂,并且可以使用在溶解度参数值为小于15(MPa)0.5的溶剂中不溶解、在溶解度参数值为45(MPa)0.5以上的溶剂中以0.1wt%以上的量不能溶解以及在溶解度参数值为15至21(MPa)0.5的溶剂中以1wt%以上的量溶解且没有显示相分离的表面活性剂。
另外,作为所述表面活性剂,可以使用包含活性羟基的表面活性剂作为聚硅氧烷类添加剂。此外,作为所述表面活性剂,可以使用不包含氟组分的非聚硅氧烷类表面活性剂。
作为氟类表面活性剂、非聚硅氧烷类表面活性剂和含有羟基的聚硅氧烷类表面活性剂,可以使用市售的产品,例如,可以使用选自以下物质的那些物质:由DaiNippon Ink&Chemicals(DIC)有限公司制造的Megaface F-251、 F-281、F-560、F-561、F-562、F-563、F-565、F-568、F-570和F-571,或者由Asahi Glass有限公司制造的Surflon S-111、S-112、S-113、S-121、S-131、 S-132、S-141和S-145,或者由Sumitomo 3M有限公司制造的FluoradFC-93、 FC-95、FC-98、FC-129、FC-135、FC-170C、FC-430和FC-4430,或者由Dupont公司制造的Zonyl FS-300、FSN、FSN-100和FSO,以及由BYK Chemie制造的BYK-350、BYK-354、BYK-355、BYK-356、BYK-358N、BYK-359、 BYK-361N、BYK-381、BYK-388、BYK-392、BYK-394、BYK-399、BYK-3440、 BYK-3441、BYKETOL-AQ和BYK-DYNWET 800等。
相对于可紫外光固化的油墨组合物的总重量,含有极性官能团的表面活性剂的含量优选为0.1wt%至5.0wt%,更优选为0.5wt%至3.0wt%。存在的问题是,当表面活性剂的含量小于0.1wt%时,降低组合物的表面张力的效果不充分,因此,当涂布组合物时发生涂布缺陷,当含量超过5.0wt%时,使用过量的表面活性剂,因此与组合物的相容性和消泡性反而降低。
所述可紫外光固化的油墨组合物包含着色剂。
作为所述着色剂,可以使用一种或多种颜料、染料或它们的混合物,并且对着色剂没有特别地限制,只要所述着色剂可以根据需要表现出颜色即可。
作为本发明的一个示例性实施方案,可以使用炭黑、石墨、金属氧化物和有机黑色颜料等作为黑色颜料。
炭黑的实例可以包括SEAST 5HIISAF-HS、SEAST KH、SEAST 3HHAF-HS、SEAST NH、SEAST 3M、SEAST 300HAF-LS、SEAST 116HMMAF-HS、SEAST 116MAF、SEAST FMFEF-HS、SEASTSOFEF、SEAST VGPF、SEAST SVHSRF-HS和SEAST SSRF(Tokai Carbon有限公司); DIAGRAMBLACK II、DIAGRAM BLACK N339、DIAGRAM BLACK SH、 DIAGRAM BLACK H、DIAGRAM LH、DIAGRAM HA、DIAGRAM SF、 DIAGRAM N550M、DIAGRAM M、DIAGRAM E、DIAGRAM G、DIAGRAM R、DIAGRAM N760M、DIAGRAM 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、MA100、MA40、OIL7B、 OIL9B、OIL11B、OIL30B和OIL31B(Mitsubishi Chemical公司);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、SPECIALBLACK-350、SPECIAL BLACK-250、SPECIAL BLACK-100和LAMP BLACK-101(Degussa有限公司);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和 RAVEN-1170(Colombia Carbon有限公司)或它们的混合物等。
作为所述有机黑色颜料,可以使用苯胺黑、内酰胺黑或苝黑系列等,但是所述有机黑色颜料不限于此。
在本发明中,所述可紫外光固化的油墨组合物通过照射长波长(例如, 365nm或395nm)的紫外线而固化,从而具有一定水平的光密度(OD)。为此,相对于可紫外光固化的油墨组合物的总重量,着色剂的含量优选为1wt%至 15wt%,更优选为3wt%至10wt%。当着色剂的含量小于1wt%时,没有表现出不能应用于边框的OD水平,而当含量超过15wt%时,过量的着色剂在油墨中不分散,并且会形成沉淀。
当着色剂的含量在所述范围内时,每1.0μm的薄膜厚度的OD可以保持在0.05至2.5的范围内。
所述油墨组合物还可以包含稀释剂,以通过降低油墨的粘度来增加流动性,从而改善涂布性能。
作为所述稀释剂,可以使用选自甲基乙基酮、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、丙二醇二甲基醚、丙二醇二乙基醚、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇甲基乙基醚、2-乙氧基丙醇、2-甲氧基丙醇、2-乙氧基乙醇、3-甲氧基丁醇、环己酮、环戊酮、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、3-甲氧基乙酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙基溶纤剂乙酸酯、甲基溶纤剂乙酸酯、乙酸丁酯、二丙二醇单甲醚、环氧环己烷和丙烯碳酸酯中的一种或多种,但是所述稀释剂不限于此。
相对于可紫外光固化的油墨组合物的总重量,稀释剂的含量优选为0wt%至30wt%,更优选为8wt%至20wt%。当含量超过30wt%时,固化灵敏度劣化。
所述可紫外光固化的油墨组合物还可以包含光敏剂,以补充在长波长的活性能量射线下的固化性。
所述光敏剂可以是选自以下物质的一种或多种:蒽类化合物,如蒽、9,10- 二丁氧基蒽、9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽和2-乙基-9,10-二甲氧基蒽;二苯甲酮类化合物,如二苯甲酮、4,4-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基氨基二苯甲酮、甲基-邻-苯甲酰基苯甲酸酯、 3,3-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮和3,3,4,4-四(叔丁基过氧化羰基)二苯甲酮;苯乙酮;酮类化合物,如二甲氧基苯乙酮、二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮和丙酮;苝;芴酮类化合物,如9-芴酮、2-氯-9-芴酮和2-甲基-9-芴酮;噻吨酮类化合物,如噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、异丙基噻吨酮(ITX)和二异丙基噻吨酮;呫吨酮类化合物,如呫吨酮和2-甲基呫吨酮;蒽醌类化合物,如蒽醌、2-甲基蒽醌、2-乙基蒽醌、叔丁基蒽醌和2,6-二氯-9,10-蒽醌;吖啶类化合物,如9-苯基吖啶、1,7-双(9-吖啶基)庚烷、1,5-双(9-吖啶基)戊烷和1,3-双(9-吖啶基)丙烷;二羰基化合物,如苄基、1,7,7-三甲基-双环[2,2,1]庚烷-2,3-二酮和9,10-菲醌;氧化膦类化合物,如2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦和双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦;苯甲酸酯类化合物,如甲基-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯、乙基 -4-(二甲基氨基)苯甲酸酯和2-正丁氧基乙基-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯;氨基增效剂,如2,5-双(4-二乙基氨基亚苄基)环戊酮、2,6-双(4-二乙基氨基亚苄基)环己酮和2,6-双(4-二乙基氨基亚苄基)-4-甲基-环己酮;香豆素类化合物,如3,3- 羰基乙烯基-7-(二乙基氨基)香豆素、3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙基氨基)香豆素、 3-苯甲酰基-7-(二乙基氨基)香豆素、3-苯甲酰基-7-甲氧基-香豆素和10,10-羰基双[1,1,7,7-四甲基-2,3,6,7-四氢-1H,5H,11H-Cl]-苯并吡喃并[6,7,8-ij]-喹嗪-11- 酮;查耳酮化合物,如4-二乙基氨基查耳酮和4-叠氮基苯丁烯酰苯;2-苯甲酰基亚甲基;以及3-甲基-b-萘并噻唑啉。
相对于100重量份的光聚合引发剂,光敏剂的含量优选为1至200重量份,更优选为10至100重量份。存在的问题是,当含量小于1重量份时,在所需波长处可能无法实现固化灵敏度协同作用,当含量超过200重量份时,光敏剂不溶解,并且会使图案的粘合力和交联密度劣化。
所述可紫外光固化的油墨组合物还可以包含增粘剂作为添加剂。
附着在边框图案上的薄膜根据使用条件(如温度和湿度)反复地收缩和展开,使得边框图案上施加有应力,因此,薄膜和边框会从基材上脱落。当将选自氨基硅烷类化合物、烷氧基硅烷类化合物、环氧硅烷类化合物、氨基苯基硅烷类化合物、氨基硅烷类化合物、巯基硅烷类化合物和乙烯基硅烷类化合物中的一种或多种硅烷类化合物用作增粘剂以防止脱落时,可以表现出优异的结果。
其中,更优选环氧硅烷类化合物作为本发明的增粘剂。
在本发明的一个示例性实施方案中,通过使用环氧硅烷类化合物作为增粘剂,在边框图案和玻璃基材之间表现出优异的粘合力。具体地,根据ASTM D3359标准,本发明的可紫外光固化的油墨组合物在固化后对玻璃基材的粘合力可以为4B或更高。
相对于油墨组合物的总重量,增粘剂的含量优选为0.1wt%至15wt%,更优选为2wt%至10wt%。存在的问题是,当含量小于0.1wt%时,不能防止边框图案从玻璃基材上脱落,当含量超过15wt%时,油墨溶液的粘度增加,并且可分散性较低。
本发明中使用的可紫外光固化的油墨组合物在喷墨印刷后立即在短时间内铺展,因此表现出优异的涂膜特性,并且所述组合物经固化从而表现出优异的粘合特性。本发明的可紫外光固化的油墨组合物的优异的铺展性可以具体地表现为相对于玻璃基材的接触角小于10°。因此,当使用所述可紫外光固化的油墨组合物时,优选在喷墨头的正后方设置UV灯,使得油墨组合物可以在喷墨印刷的同时固化。
用于固化所述可紫外光固化的油墨组合物的剂量为1至10,000mJ/cm2,优选为80至2,000mJ/cm2
通过吸收波长范围在250nm至450nm,优选为360nm至410nm内的辐射来固化所述可紫外光固化的油墨组合物。
所述可紫外光固化的油墨组合物在25℃下的粘度为1cP至50cP,更优选地,作为一个实例,在25℃下的粘度为3cP至45cP,因此适合于喷墨工艺。工艺温度是指使所述可固化的油墨组合物可以通过喷墨头平稳地排出而加热的温度。所述工艺温度可以为10℃至100℃,优选为20℃至70℃。
根据ASTM D3359标准,通过使用本发明的可紫外光固化的油墨组合物形成的边框图案相对于玻璃基材的粘合力为4B或更高,并且所述边框图案的粘合力和涂布性能优异。
另外,由于所述可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂,因此根据本发明形成的边框图案对其上涂有粘合剂的薄膜基材具有优异的粘合力。具体而言,在本发明的可紫外光固化的油墨组合物固化后,基于180°剥离试验的剥离强度,所述边框对其上涂有粘合剂的薄膜基材的粘附力的值可以为100至5000gf/25mm。
通过用于偏光板的粘合剂层,将通过使用所述可紫外光固化的油墨组合物形成的边框图案的上部附着到偏光板上,并且由于所述可紫外光固化的油墨组合物表现出对用于薄膜的粘合剂如丙烯酸粘合剂、苯乙烯丁二烯橡胶类粘合剂、环氧树脂粘合剂、聚乙烯醇类粘合剂和聚氨酯类粘合剂的优异的粘合力,当使用所述可紫外光固化的油墨组合物时,可以获得边框图案与其上涂有粘合剂的薄膜(包括偏光板)之间的粘合力提高的效果。在本发明中,上部基材不限于偏光板或保护膜。
由于粘合力可以根据涂布在薄膜上的粘合剂的类型而被不同地测量,因此,本发明中描述的用于测量边框图案与上部基材之间的粘附力的标准采用使用在日本工业标准JIS Z 1522中使用的Nichiban CT-24胶带所测得的剥离强度值作为标准。此时,边框图案与上部基材之间的粘附力的范围为100至5,000 gf/25mm,这属于本发明的特征类别。
根据本发明的制造显示基板的边框图案的方法使用所述可紫外光固化的油墨组合物。
具体地,根据本发明的制造显示基板的边框图案的方法包括:a)通过使用所述可紫外光固化的油墨组合物在基板上形成边框图案;以及b)使所述边框图案固化。
另外,根据本发明的制造显示基板的边框图案的方法还可以包括在a)形成边框图案之前清洁和干燥基板。所述清洁和干燥是为了根据基板的表面能选择性地进行表面处理,以提高油墨的涂布性能并去除由异物造成的污渍。
具体地,所述表面处理可以通过诸如湿法表面处理、UV臭氧处理和常压等离子体处理的处理来进行。
作为在基板上形成边框图案的方法,可以使用选自使用可紫外光固化的树脂代替光刻和丝网印刷的喷墨印刷法、凹版涂布法和反向胶版涂布法 (reverse offsetcoating)的方法。为了应用所述方法,本发明的油墨组合物的粘度可以为1cP至50cP,优选为3cP至45cP。
为了通过上述方法在基板的特定部分形成边框图案,将具有1cP至50cP 的低粘度的油墨组合物涂布为0.1μm至20μm,更具体地0.5μm至5μm的高度。通过暴露在包含紫外射线的条件下使涂布的组合物固化,由此,可以制造薄膜厚度为0.1μm至20μm,更具体地为0.5μm至5μm的边框图案。
本发明中使用的可紫外光固化的油墨组合物在喷墨印刷后立即在短时间内铺展,因此表现出优异的涂膜特性,并且所述组合物经固化从而表现出优异的粘合特性。本发明的可紫外光固化的油墨组合物的优异的铺展性可以具体地表现为相对于玻璃基材的接触角小于10°。因此,当使用所述可紫外光固化的油墨组合物时,优选在喷墨头的正后方设置UV灯,使得油墨组合物可以在喷墨印刷的同时固化。
在本发明中,用于固化所述可紫外光固化的组合物的光源的实例包括发出的光的波长为250nm至450nm的汞蒸气弧、碳弧、Xe弧和LED固化装置等,但不限于此。
所述边框图案在固化处理之后测量的锥度角为大于0°且为30°以下,厚度为0.1μm至20μm。此外,锥度角可以优选地为大于0°且10°以下。此外,厚度优选地为0.5μm至5μm。本发明的边框图案具有上述特征,因此不会表现出由较大的台阶差引起的短路以及由气泡的产生和薄膜的脱落引起的外观质量的劣化。
所述边框图案的光密度可以是每1.0μm的薄膜厚度为0.05至2.5,如有必要,为0.25至1.0。在这种情况下,具有由边框图案引起的屏蔽特性优异的优点。当光密度超过2.5时,由于需要引入的颜料的含量非常高,因而会不利地影响油墨的制造和喷墨过程,从而会抑制所述可紫外光固化的油墨组合物被辐射固化。
另外,由于本发明的可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂,因此根据本发明形成的边框图案具有对偏光板的优异的粘合力。具体而言,本发明的可紫外光固化的油墨组合物固化后的上部粘附力的值可以为100至5,000gf/25mm。
根据ASTM D3359标准,在根据本发明形成的边框图案中,对玻璃基材的粘合力为4B或更高,是优异的。
本发明提供一种通过所述方法制造的显示基板的边框图案。本发明中的边框图案是指在各种设备如计时器和显示设备的边缘部分形成的图案。
所述边框图案在固化处理之后测量的锥度角为大于0°且30°以下,厚度为0.1μm至20μm。此外,锥度角可以优选地为大于0°且10°以下。此外,厚度优选地为0.5μm至5μm。本发明的边框图案具有上述特征,因此不会表现出由较大的台阶差引起的短路以及由气泡的产生和薄膜的脱落引起的外观质量的劣化。
所述边框图案的光密度基于2.0μm的薄膜厚度可以为0.1至5,如有必要,为0.5至2。在这种情况下,具有由边框图案引起的屏蔽特性优异的优点。当光密度超过5时,由于需要引入的颜料的含量非常高,因而会不利地影响油墨的制造和喷墨过程,从而会抑制所述可紫外光固化的油墨组合物被辐射固化。
另外,由于本发明的可紫外光固化的油墨组合物包含含有极性官能团的表面活性剂,因此根据本发明形成的边框图案具有对偏光板的优异的粘合力。具体而言,本发明的可紫外光固化的油墨组合物固化后的上部粘附力的值可以为100至5,000gf/25mm。
根据ASTM D3359标准,在所述边框图案中,在固化处理后对玻璃基材的粘合力为4B或更高,是优异的。
此外,本发明提供一种包含所述边框图案的显示基板。
显示设备可以是在等离子体显示面板(PDP)、发光二极管(LED)、有机发光二极管(OLED)、液晶显示(LCD)设备、薄膜晶体管-液晶显示(LCD-TFT)设备和阴极射线管(CRT)的任意一种中使用的显示设备。
下文中,将参考实施例详细地描述本发明。提供以下实施例用于描述本发明,本发明的范围包括在所附权利要求书中描述的范围及其替代和修改,并且不限于实施例的范围。
<实施例>
通过混合如下面的表1中所示的组分并搅拌组分3小时,制备实施例1 至4和比较例1至2中的用于形成边框图案的组合物。
表1
[表1]
A1:炭黑
B1:Celloxide 2021P(Daicel公司)
C1:ARON OXETANE 221(Toagosei有限公司)
D1:SP-150(Asahi Denka)
E1:RS-75(DIC)
E2:BYK-388(BYK Chemie)
E3:F-484(DIC)
E4:BYK-3441(BYK Chemie)
E5:BYK-3301(BYK Chemie)
F1:2-(3,4-环氧基环己基)乙基三甲氧基硅烷
F2:3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷
F3:3-甲基丙烯酰氧基辛基三甲氧基硅烷
<制备实施例1>边框图案的制造
将实施例1至4和比较例1和2中制备的组合物在清洁后的LCD玻璃基材上固化,然后通过喷墨涂布法涂布使得所述组合物在固化后的厚度为2μm。在涂布之后的1分钟之内(为了防止异物附着)在下面的条件下对涂层照射紫外线并使组合物固化,从而形成边框图案。使用具有较宽的紫外线发射波长范围的高压汞灯等作为紫外线照射装置。在照射1,000mJ/cm2的紫外线之后,佩戴乳胶手套来确定边框图案是否固化,然后通过按压边框图案来观察压痕和粘性感。
<制备实施例2>使用边框图案制造显示设备
通过制备实施例1中的方法在显示面板(以下称为面板)的上表面上形成边框图案,并且作为上部基材,将由LG化学制造的使用丙烯酸粘合剂的NRT 偏振膜附着于其上。附着之后,利用密封剂将其周围包覆,以防止水分和异物进入偏振膜与图案之间的空隙中。
<试验例1>:粘度
测量实施例1至4和比较例1和2中制备的组合物的粘度。作为粘度测量装置,使用由Brookfield Industries有限公司制造的DV-III+。
<试验例2>:固化灵敏度的测定
为了测量根据制备实施例1制造的边框图案的固化灵敏度,在紫外线照射后5分钟的时间点佩戴乳胶手套,然后通过按压边框图案来确定表面的状态。
○:边框图案不粘,完全固化
Δ:边框图案固化,但是有粘性
×:边框图案没有充分固化,因此有未反应的残留物的斑点
<试验例3>:铺展性的评价
将实施例1至4和比较例1和2中制备的组合物施加在清洁后的LCD玻璃基材上,然后测量接触角。
<试验例4>:薄膜/边框图案之间的粘合力的评价
在常温下,通过使用辊层压机将其上施加有粘合剂层的宽度为25mm且长度为50mm至100mm的尺寸的偏振膜粘附在边框图案上。进行180°剥离试验,测量当薄膜从边框上剥落时的剥离强度,结果示于下面的表2中。
<试验例5>:交叉粘合力(Cross-Hatch Adhesion Force)
根据作为制备实施例1中制造的边框图案的横切试验标准的ASTM D3359标准进行横切试验。在进行横切试验之前,可以在60℃的温度下进行 1分钟的热处理,以便于根据样品的增粘剂的反应。具体地,在测试样品上,在横向和纵向方向上以1mm的间隔划出11条线,从而形成100个长度和宽度各为1mm的正方形格子。然后,将由Nichiban有限公司制造的CT-24粘合胶带粘附于横切表面,然后测量在剥离胶带时一起脱落的表面的状态,从而根据以下标准来评价状态。
<交叉粘合力的评价标准>
5B:表面没有脱落的情况
4B:与总表面相比,脱落的表面的面积在5%之内的情况
3B:与总表面相比,脱落的表面的面积为5%至15%的情况
2B:与总表面相比,脱落的表面的面积为15%至35%的情况
1B:与总表面相比,脱落的表面的面积为35%至65%的情况
0B:几乎所有的表面均脱落的情况
表2
[表2]
作为实验的结果,其中使用含有极性官能团的表面活性剂的实施例1至4 中的油墨组合物表现出较低的接触角和较高的上部粘附力,然而存在的问题是,其中使用不含极性官能团的表面活性剂的比较例1和2中的油墨组合物分别表现出较高的接触角以及具有较低的上部粘附力。

Claims (47)

1.一种用于制造显示基板边框图案的可紫外光固化的油墨组合物,包含含有极性官能团的表面活性剂、着色剂、环氧树脂、氧杂环丁烷化合物和光聚合引发剂,
其中,阳离子可聚合的成分由所述环氧树脂和所述氧杂环丁烷化合物组成,所述环氧树脂与所述氧杂环丁烷化合物的含量比为1:0.5至1:6,根据ASTM D3359标准所述可紫外光固化的油墨组合物在固化后对玻璃基材的粘合力为4B或更高,相对于玻璃基材的接触角为小于10°,并且在固化后上部粘附力为100至5,000gf/25mm,
所述含有极性官能团的表面活性剂包含选自羧基、羟基、磷酸基和磺酸基中的一种官能团。
2.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,还包含选自增粘剂、稀释剂和光敏剂中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述表面活性剂是聚合物型氟类表面活性剂,并且所述表面活性剂在溶解度参数值为小于15(MPa)0.5的溶剂中不溶解,在溶解度参数值为45(MPa)0.5以上的溶剂中以0.1wt%以上的量不能溶解,以及在溶解度参数值为15至21(MPa)0.5的溶剂中以1wt%以上的量溶解且没有显示相分离。
4.根据权利要求3所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述聚合物型氟类表面活性剂是低聚物型氟类表面活性剂。
5.根据权利要求3所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述溶解度参数值为小于15(MPa)0.5的溶剂为己烷,所述溶解度参数值为45(MPa)0.5以上的溶剂为水,所述溶解度参数值为15至21(MPa)0.5的溶剂为丙二醇单甲醚或甲苯。
6.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述表面活性剂是作为聚硅氧烷类添加剂的包含活性羟基的表面活性剂。
7.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述表面活性剂是不包含氟组分的非聚硅氧烷类表面活性剂。
8.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述含有极性官能团的表面活性剂的含量为0.1wt%至5.0wt%。
9.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述氧杂环丁烷化合物包括具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物和具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物。
10.根据权利要求9所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述具有一个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物与所述具有两个氧杂环丁烷环的氧杂环丁烷化合物的含量比为1:16至1:3。
11.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述环氧树脂的含量为5wt%至50wt%。
12.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述氧杂环丁烷化合物的含量为15wt%至75wt%。
13.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述光聚合引发剂是碘鎓盐或锍盐。
14.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述光聚合引发剂的含量为1wt%至15wt%。
15.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述着色剂的含量为1wt%至15wt%。
16.根据权利要求2所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述稀释剂的含量为0wt%至30wt%。
17.根据权利要求2所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于100重量份的所述光聚合引发剂,所述光敏剂的含量为1至200重量份。
18.根据权利要求2所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述增粘剂是选自氨基硅烷类化合物、烷氧基硅烷类化合物、环氧硅烷类化合物、具有被氨基取代的苯基的硅烷类化合物、巯基硅烷类化合物和乙烯基硅烷类化合物中的一种或多种硅烷类化合物。
19.根据权利要求2所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,相对于所述可紫外光固化的油墨组合物的总重量,所述增粘剂的含量为0.1wt%至15wt%。
20.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,用于固化所述可紫外光固化的油墨组合物的剂量为1至10,000mJ/cm2
21.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述可紫外光固化的油墨组合物在25℃的粘度为1cP至50cP。
22.根据权利要求21所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述可紫外光固化的油墨组合物在25℃的粘度为3cP至45cP。
23.根据权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述可紫外光固化的油墨组合物固化后的锥度角为0°至30°。
24.根据权利要求23所述的可紫外光固化的油墨组合物,其中,所述锥度角为0°至10°。
25.一种用于显示基板的边框图案的制造方法,包括:
a)通过使用权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物在基板上形成边框图案;以及
b)使所述边框图案固化。
26.根据权利要求25所述的制造方法,还包括在a)形成所述边框图案之前清洁和干燥所述基板。
27.根据权利要求26所述的制造方法,其中,所述清洁和干燥所述基板通过选自湿法表面处理、UV臭氧处理和常压等离子体处理中的一种或多种处理来进行。
28.根据权利要求25所述的制造方法,其中,在步骤a)中在基板上形成边框图案的方法是选自喷墨印刷法、凹版涂布法和反向胶版涂布法的方法。
29.根据权利要求25所述的制造方法,其中,步骤a)在10℃至100℃的工艺温度下进行。
30.根据权利要求29所述的制造方法,其中,步骤a)在20℃至70℃的工艺温度下进行。
31.根据权利要求25所述的制造方法,其中,步骤b)中的边框图案的上部粘附力为100至5,000gf/25mm。
32.根据权利要求25所述的制造方法,其中,步骤a)中的可紫外光固化的油墨组合物相对于玻璃基材的接触角为小于10°。
33.根据权利要求25所述的制造方法,其中,根据ASTM D3359标准,步骤b)中的边框图案的粘合力为4B或更高。
34.根据权利要求25所述的制造方法,其中,所述边框图案的厚度为0.1μm至20μm。
35.根据权利要求34所述的制造方法,其中,所述边框图案的厚度为0.5μm至5μm。
36.根据权利要求25所述的制造方法,其中,所述边框图案的锥度角为0°至30°。
37.根据权利要求36所述的制造方法,其中,所述边框图案的锥度角为0°至10°。
38.根据权利要求25所述的制造方法,其中,所述边框图案每1.0μm的薄膜厚度的OD值为0.05至2.5。
39.一种用于显示基板的边框图案,该边框图案通过固化权利要求1所述的可紫外光固化的油墨组合物形成在基板上。
40.根据权利要求39所述的边框图案,其中,所述边框图案的厚度为0.1μm至20μm。
41.根据权利要求40所述的边框图案,其中,所述边框图案的厚度为0.5μm至5μm。
42.根据权利要求39所述的边框图案,其中,所述边框图案的锥度角为0°至30°。
43.根据权利要求42所述的边框图案,其中,所述边框图案的锥度角为0°至10°。
44.根据权利要求39所述的边框图案,其中,所述边框图案每1.0μm的薄膜厚度的OD值为0.05至2.5。
45.根据权利要求39所述的边框图案,其中,所述边框图案的上部粘附力为100至5,000gf/25mm。
46.根据权利要求39所述的边框图案,其中,所述边框图案相对于玻璃基材的接触角为小于10°。
47.根据权利要求39所述的边框图案,其中,根据ASTM D3359标准,所述边框图案对玻璃基材的粘合力为4B或更高。
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