JP6878759B2 - ベゼル用感光性着色インク組成物、これを用いて形成されたベゼルパターン及びこれを含むディスプレイ基板 - Google Patents

ベゼル用感光性着色インク組成物、これを用いて形成されたベゼルパターン及びこれを含むディスプレイ基板 Download PDF

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Description

本出願は、２０１４年１２月１１日付けの韓国特許出願第１０−２０１４−０１７８５２３号及び２０１５年１２月１０日付けの韓国特許出願第１０−２０１５−０１７５９４７号に基づく優先権の利益を主張し、当該韓国特許出願の文献に開示されたすべての内容は、本明細書の一部として含まれている。
本発明は、ディスプレイ素子のベゼルパターンを印刷するためのベゼル用感光性着色インク組成物、この組成物を用いてベゼルパターンを形成する方法、これを用いて形成されたベゼルパターン、及びこれを含むディスプレイ基板に関する。
最近、ディスプレイ機器において、軽量化及び薄化を達成することが重要な目標となっており、そのために、ディスプレイ機器の外郭にベゼルがない、いわゆる「ベゼルレス」タイプのディスプレイ機器が生産されている。この際、基板の外郭に位置した回路配線が機器の前面に透過して見える問題が生じるので、基板上に薄い薄膜形態のベゼルパターンを印刷する方法が使用できる。前記ベゼルパターンの形成のためにフォトリソグラフィー方法やスクリーン印刷方法が使用できるが、フォトリソグラフィー方法の場合は、パターン形成のための製造コストが高く、工程が複雑であり、スクリーン印刷方法の場合は、インク組成物の高い粘度により膜厚１０ミクロン以上のパターンが形成されやすくて段差が発生するだけでなく、複雑で微細なパターンの形成に制約があり、他の方法の使用が求められている。
特に、更なる薄化のために、ディスプレイ基板とベゼルを１つの基材に構成することができるが、この際、図１のように基材の下端（内側面）にはディスプレイピクセル回路部が位置し、上端（外側面）にはベゼルが印刷され、印刷後にベゼルを硬化させるとき、材料の収縮が進行してベゼルの内部に応力が残留することにより、ガラス基材との接着力が弱くなるおそれがある。したがって、ベゼルの保護または他の付加的な機能のためにベゼルの上面に別途のフィルムを付着させるが、この際、ベゼルとフィルムとの接着力がベゼルと基材との接着力よりも一層大きい場合、図２に示すようにベゼル／基材面から剥離が発生することがある。これを防止するために、通常、シランカップリング剤などの密着増進剤を投入することができるが、高温焼成が必要であるため、ディスプレイにダメージ（ｄａｍａｇｅ）を与える可能性があるので、常温で薄膜ベゼルと基材との付着力を増加させる方法が求められている。
上述した従来技術の問題点を解決するために、本発明は、基材上に付着信頼性に優れたベゼルパターンを形成するためのベゼル用感光性着色インク組成物を提供することを目的とする。
また、本発明は、前記組成物を使用することにより、通常１００℃またはそれ以上の温度で行う高温処理工程なしでも、基材上に付着信頼性に優れたベゼルを製造する方法を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、本発明は、（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体、（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体、（Ｃ）オキセタン単量体、（Ｄ）光重合開始剤、及び（Ｅ）着色剤を含む、ベゼル用感光性着色インク組成物を提供する。
また、本発明は、前記インク組成物を用いて基材上にベゼルパターンを形成することを特徴とする、ディスプレイ基板のベゼルの製造方法を提供する。
また、本発明は、前記ベゼル用感光性着色インク組成物が硬化されて基材上に形成されたディスプレイ基板用ベゼルパターンを提供する。
また、本発明は、前記ベゼルパターンを含むディスプレイ基板を提供する。
本発明に係るベゼル用感光性着色インク組成物は、有機シラン及びグリシジルエーテル樹脂を３〜２５％含むことにより形成されたベゼルが高温焼成なしでも基材に対して優れた付着性を示す。
本発明に係るベゼル用感光性着色インク組成物で形成されたベゼルは、高温高湿条件下でもベゼルが破壊されない優れた信頼性を示すことにより、ベゼルパターンが外部に露出する場合に有利であるという長所がある。
ベゼルパターンが形成されたディスプレイ基板の模式図である。 図１のディスプレイ基板においてベゼル／フィルムの接着力がベゼル／基材の接着力よりも大きくてベゼル／基材面から剥離が発生することを示す模式図である。
以下、本発明をより詳細に説明する。
本発明は、（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体、（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体、（Ｃ）オキセタン単量体、（Ｄ）光重合開始剤、及び（Ｅ）着色剤を含む、ベゼル用感光性着色インク組成物を提供する。
本発明のインク組成物はカチオン重合型樹脂を含む。ラジカル重合型樹脂は、硬化収縮が大きいため、基材との付着力が低く、反応速度が速いという長所があるが、酸素による硬化障害が発生するので、本発明で目的とする薄膜形態（＜５μｍ）のベゼルパターンの形成には好ましくない。これに対し、カチオン重合型樹脂は、通常、硬化収縮率が小さいため、基材との付着力が高く、酸素硬化障害を受けないので、薄膜型ベゼルに適している。
具体的に、本発明のインク組成物は、カチオン重合型樹脂として（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体を含む。前記カチオン重合性脂環式エポキシ単量体は、脂環式エポキシ化合物の中から選択される１種または２種の混合物でありうる。
また、前記脂環式エポキシ化合物は、エポキシ化脂肪族環基を１個または２個含む化合物でありうる。
前記エポキシ化脂肪族環基は、例えば、脂環式環に形成されたエポキシ基を有する化合物を意味することもできる。前記脂環式環を構成する水素原子は、任意にアルキル基などの置換基によって置換されてもよい。前記脂環式エポキシ化合物としては、例えば、以下で具体的に例示される化合物を使用することができるが、使用可能なエポキシ化合物が下記の種類に制限されるものではない。
例えば、ジシクロペンタジエンジオキサイド、リモネンジオキサイド、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート、３−ビニルシクロヘキセンオキサイド、ビス（２，３−エポキシシクロペンチル）エーテル、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジペート、ビス（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシルメチル）アジペート、（３，４−エポキシシクロヘキシル）メチルアルコール、（３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキシル）メチル−３，４−エポキシ−６−メチルシクロヘキサンカルボキシレート、エチレングリコールビス（３，４−エポキシシクロヘキシル）エーテル、３，４−エポキシシクロヘキセンカルボン酸エチレングリコールジエステル、（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシランなどを使用することができる。
前記脂環式エポキシ単量体の含有量は、前記インク組成物の総重量に対して１０〜４０重量％であることが好ましく、より好ましくは１０〜３０重量％である。４０重量％を超える場合にはコーティング性が低下し、１０重量％未満である場合には感度が低下する。
また、前記インク組成物は、他のカチオン重合型樹脂として（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体を含む。
前記脂肪族エポキシ単量体としてネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルまたは１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルを使用することができるが、必ずしもこれに限定されない。
前記脂肪族エポキシ単量体の含有量は、前記インク組成物の総重量に対して３〜２５重量％であることが好ましく、より好ましくは１０〜２０重量％である。２５重量％を超える場合にはコーティング性が低下し、３重量％未満である場合には感度が低下する。
一例として、本発明に係るベゼル用感光性着色インク組成物は、グリシジルエーテル樹脂を３〜２５％含むことにより形成されたベゼルが高温焼成なしでも基材に対して優れた付着性を示すことができる。
また、前記インク組成物は、カチオン重合性単量体としてオキセタン単量体を含む。
オキセタン単量体は、分子構造内に四員環環状エーテル基を有する化合物であって、カチオン硬化型インク組成物の粘度を下げる（例えば、２５℃で５０ｃＰｓ未満）作用をすることができる。
具体的には、３−エチル−３−ヒドロキシメチルオキセタン、１，４−ビス［（３−エチル−３−オキセタニル）メトキシメチル］ベンゼン、３−エチル−３−（フェノキシメチル）オキセタン、ジ［（３−エチル−３−オキセタニル）メチル］エーテル、３−エチル−３−（２−エチルヘキシルオキシメチル）オキセタン、３−エチル−３−シクロヘキシルオキシメチルオキセタンまたはフェノールノボラックオキセタンなどが例示できる。オキセタン化合物としては、例えば、東亜合成株式会社製の「アロンオキセタンＯＸＴ−１０１」、「アロンオキセタンＯＸＴ−１２１」、「アロンオキセタンＯＸＴ−２１１」、「アロンオキセタンＯＸＴ−２２１」または「アロンオキセタンＯＸＴ−２１２」などを使用することができる。これらは単独で、あるいは２種以上を組み合わせて使用することができる。
前記オキセタン単量体の含有量は、前記インク組成物の総重量に対して、３０〜７０重量％であることが好ましく、より好ましくは４０〜６０重量％である。前記オキセタン単量体の含有量が７０重量％を超える場合には硬化度が低く、前記オキセタン単量体の含有量が３０重量％未満である場合には粘度が上昇してコーティング性が低下する。
前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体：（Ｃ）オキセタン単量体の含有量比が１：０．５〜１：６であることが好ましい。前記含有量比が１：６を超える場合には、組成物の粘度が低いことにより組成物のコーティング性には優れるが、硬化感度が低下するおそれがあり、前記含有量比が１：０．５未満である場合には、組成物の粘度が高いことによりコーティング性が低下するおそれがある。
また、前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体：（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体の含有量比が１：０．１〜１：２であることが好ましい。前記含有量比が１：２を超える場合には、低い硬化感度により反応速度が遅いおそれがあり、前記含有量比が１：０．１未満である場合には、所定の付着力増加効果を得ることができない。
前記インク組成物は、光重合開始剤としてカチオン重合性開始剤を使用することができ、具体的には、紫外線の照射によってカチオン（ｃａｔｉｏｎ）種またはブレンステッド酸を作り出す化合物、例えばヨードニウム塩及びスルホニウム塩の少なくとも１種を含む。
前記ヨードニウム塩またはスルホニウム塩は、紫外線硬化過程で、インクに含有された不飽和二重結合を有するモノマーが反応して高分子を形成する硬化反応が起こるようにし、重合効率に応じて光増感剤を使用することもできる。
一例として、前記光重合開始剤は、ＳｂＦ６ −、ＡｓＦ６ −、ＢＦ６ −、（Ｃ６Ｆ５）４Ｂ−、ＰＦ６ −、或いはＲｆｎＦ６−ｎで表示されるアニオンを有するものでありうるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
前記光重合開始剤の含有量は、インク組成物の総重量に対して、０．５〜１５重量％であることが好ましく、より好ましくは５〜１０重量％である。光重合開始剤の含有量が０．５重量％未満である場合には、硬化反応が十分ではなく、光重合開始剤の含有量が１５重量％を超える場合には、すべて溶解されないか或いは粘度が増加してコーティング性が低下するおそれがある。
前記インク組成物は着色剤を含む。前記着色剤としては、１種以上の顔料、染料、またはこれらの混合物を使用することができ、必要に応じる色を発現することができれば特に限定しない。
本発明の一具体例としては、黒色顔料としてカーボンブラック、黒鉛、金属酸化物、有機ブラック顔料などを使用することができる。
カーボンブラックの例としては、シースト５ＨＩＩＳＡＦ−ＨＳ、シーストＫＨ、シースト３ＨＨＡＦ−ＨＳ、シーストＮＨ、シースト３Ｍ、シースト３００ＨＡＦ−ＬＳ、シースト１１６ＨＭＭＡＦ−ＨＳ、シースト１１６ＭＡＦ、シーストＦＭＦＥＦ−ＨＳ、シーストＳＯＦＥＦ、シーストＶＧＰＦ、シーストＳＶＨＳＲＦ−ＨＳ及びシーストＳＳＲＦ（東海カーボン（株））；ダイヤグラムブラックＩＩ、ダイヤグラムブラックＮ３３９、ダイヤグラムブラックＳＨ、ダイヤグラムブラックＨ、ダイヤグラムＬＨ、ダイヤグラムＨＡ、ダイヤグラムＳＦ、ダイヤグラムＮ５５０Ｍ、ダイヤグラムＭ、ダイヤグラムＥ、ダイヤグラムＧ、ダイヤグラムＲ、ダイヤグラムＮ７６０Ｍ、ダイヤグラム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及びＯＩＬ３１Ｂ（三菱化学（株））；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およびＬＡＭＰ ＢＬＡＣＫ−１０１（デグサ（株））；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およびＲＡＶＥＮ−１１７０（コロンビアカーボン（株））、またはこれらの混合物などを挙げることができる。
前記有機ブラック顔料としてアニリンブラック、ラクタムブラックまたはペリレンブラック系などを使用することができるが、これに限定されるものではない。
本発明におけるインク組成物は、長波長の紫外線（一例として３６５または３９５ｎｍ）の照射によって硬化して一定レベルのＯＤ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｄｅｎｓｉｔｙ）を有することを特徴とする。このため、前記着色剤の含有量は、紫外線硬化型インク組成物の全重量に対して０．１〜１０重量％であることが好ましく、より好ましくは３〜１０重量％である。着色剤の含有量が０．１重量％未満である場合には、ベゼルに適用すべきレベルのＯＤが示されず、着色剤の含有量が１０重量％を超える場合には、過剰量の着色剤がインクに分散されず、沈殿物が形成できる。
前記着色剤の含有量が上記の範囲内である場合、ＯＤは０．２〜５の範囲に維持することができる。
本発明のベゼル用感光性着色インク組成物は、（Ｆ）有機シラン、（Ｇ）溶媒、及び（Ｈ）添加剤をさらに含むことができる。
まず、本発明のインク組成物は、密着増進剤として（Ｆ）有機シランをさらに含むことができる。ベゼルの保護または他の付加的な機能のために、ベゼルの上面に別途のフィルムを付着させるが、この際、ベゼルとフィルムとの接着力がベゼルと基材との接着力よりも遥かに大きい場合、ベゼル／基材面から剥離が発生するおそれがある。これを防止するために、密着促進剤としてアルコキシシラン系化合物、エポキシシラン系化合物、アミノフェニルシラン系化合物、アミノシラン系化合物、メルカプトシラン系化合物及びビニルシラン系化合物よりなる群から選択される１種以上の有機シラン化合物を使用する場合、上述したような問題点を解決することができる。
この中でも、アミノシラン系化合物またはエポキシシラン系化合物が本発明の密着増進剤としてさらに好ましい。
本発明の一実施例では、密着増進剤としてエポキシシラン系化合物である３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（ＫＢＭ−４０３、信越化学工業株式会社）を用いてベゼルパターンと基材との優れた接着力を示した。
前記密着増進剤の含有量は、インク組成物の総重量に対して、０．１〜１５重量％であることが好ましく、より好ましくは２〜１０重量％である。前記密着増進剤の含有量が０．１重量％未満である場合には、ベゼルパターンが基材から剥離することを防止することができず、前記密着増進剤の含有量が１５重量％を超える場合には、インク溶液の粘度が上昇して分散性が低いという問題点がある。
また、本発明のインク組成物は、インクの粘度を低下させて流動性を増加させることによりコーティング性を改善するために、（Ｇ）溶媒をさらに含むことができる。
前記溶媒としては、メチルエチルケトン、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、２−エトキシプロパノール、２−メトキシプロパノール、２−エトキシエタノール、３−メトキシブタノール、２−ブトキシエタノール、シクロヘキサノン、シクロペンタノン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールエチルエーテルアセテート、３−メトキシブチルアセテート、エチル３−エトキシプロピオネート、エチルセロソルブアセテート、メチルセロソルブアセテート、ブチルアセテート、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキセンオキサイド及びプロピレンカーボネートよりなる群から選ばれた１種以上を使用することができるが、必ずしもこれに限定されない。
前記溶媒の含有量は、インク組成物の総重量に対して、５〜３０重量％であることが好ましく、より好ましくは８〜２０重量％である。前記溶媒の含有量が３０重量％を超える場合には、反応に参加しない溶媒の含有量があまり高いため重合を妨げて硬化感度が低下したり空隙が形成されたりするおそれがあり、前記溶媒の含有量が５重量％未満である場合には、希釈剤の含有量が不十分であるためコーティング性が低下するおそれがある。
また、本発明のインク組成物は（Ｈ）添加剤をさらに含むことができ、具体的には、残量の界面活性剤及び様々な波長での活性エネルギー線における硬化性を補完するために、光増感剤の少なくとも一つをさらに含むことができる。
本発明で使用するインク組成物は、インクジェット印刷直後の短い時間内に広がり現象が発生して優れた塗膜特性を示し、硬化して優れた接着特性を示す。よって、前記インク組成物を適用する際には、インクジェット印刷と同時に硬化が行われるようにするために、インクジェットヘッドのすぐ後ろにＵＶランプを設置することが好ましい。
前記インク組成物は、３６０ｎｍ〜４１０ｎｍの波長範囲で電磁気線を吸収して硬化する。
前記インク組成物は、硬化ドーズ量が１〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２、好ましくは８０〜２，０００ｍＪ／ｃｍ２である。
前記インク組成物の粘度は、２５℃で５ｃＰ〜５０ｃＰ、好ましくは工程温度で１０ｃＰ〜２５ｃＰ以下の粘度を有することにより、インクジェット工程に適している。
また、本発明は、前記インク組成物を用いて基材上にベゼルパターンを形成することを特徴とする、ディスプレイ基板のベゼルの製造方法を提供する。
前記基材としては、例えば、ガラス、金属、酸化物、ポリマーを使用することができるが、必ずこれに限定されるものではない。
前記基材上にベゼルパターンを形成する方法としては、フォトリソグラフィー及びスクリーン印刷の代わりにインクジェット（Ｉｎｋｊｅｔ）印刷、グラビア（Ｇｒａｖｕｒｅ）印刷及びリバースオフセット（Ｒｅｖｅｒｓｅ ｏｆｆｓｅｔ）印刷の中から選択された方法を使用することができる。この中でも、インクジェット工程を使用する場合、薄膜ベゼルの厚さ調節が容易であり、非接触方式で実現可能であるので、インクジェット印刷が好ましい。
前記ベゼルパターンと基材との付着力は１０ｇｆ／ｍｍ〜２００ｇｆ／ｍｍであって、高温焼成なしても基材に対して優れた付着性を示し、高温高湿条件下でもベゼルが破壊されない優れた信頼性を示すことができる。
本発明のベゼルの製造方法は、基材上にベゼルパターンを形成するために、前記インク組成物を１〜２０μｍ、より具体的には１〜５μｍの高さに塗布する。塗布された前記組成物は、紫外線を含む露光によって硬化し、その結果、０．５〜１０μｍ、より具体的には０．５〜３．０μｍの薄い膜厚を有するベゼルパターンが製造できる。
前記インク組成物を硬化させるための光源として、例えば波長２５０〜４５０ｎｍの光を発散する水銀蒸気アーク（ａｒｃ）、炭素アーク、Ｘｅアーク、ＬＥＤ硬化器などを使用することができるが、必ずしもこれに限定されない。
前記ベゼルパターンの光学密度は、膜厚２．０μｍを基準に０．１〜５であり、必要に応じて０．５〜２でありうる。この場合、ベゼルパターンによる遮蔽特性に優れるという長所がある。光学密度が５を超える場合には投入すべき顔料の要求含有量が非常に高くなるため、インクの製造およびインクジェット工程に悪影響を及ぼすおそれがあり、工程が進むといっても硬化感度の低下を引き起こすおそれがある。
本発明は、上述の方法によって製造されたディスプレイ基板のベゼルパターンを提供する。本発明において、ベゼルパターンは、時計、ディスプレイ装置などの各種装置の枠部分に形成されるパターンをいう。
また、本発明は、前記ベゼルパターンを含むディスプレイ基板を提供する。
前記ディスプレイは、プラズマディスプレイパネル（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ、ＰＤＰ）、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＬＥＤ）、有機発光素子（Ｏｒｇａｎｉｃ Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ、ＯＬＥＤ）、液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ）、薄膜トランジスタ液晶表示装置（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ−Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＬＣＤ−ＴＦＴ）及び陰極線管（Ｃａｔｈｏｄｅ Ｒａｙ Ｔｕｂｅ、ＣＲＴ）のいずれかに使用できる。
以下、本発明を実施例によって詳細に説明する。これらの実施例は本発明を説明するためのものである。本発明の範囲は、下記の特許請求の範囲に記載された範囲及びその置換および変更を含み、これらの実施例に限定されない。
＜実施例１＞
商用のカーボンブラック顔料５重量部、光重合化合物として３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３'，４−エポキシシクロヘキサン１５重量部、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル１０重量部、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタン４０重量部、溶媒として２−ブトキシエタノール１３重量部、光重合開始剤として４−イソブチルフェニル−４'−メチルフェニルヨードニウムヘキサフルオロホスフェート８重量部、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン５重量部、その他の添加剤を混合し、３時間攪拌してベゼルパターン形成用組成物を製造した。
＜実施例２＞
光重合化合物のうち、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを２０重量部、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンを３０重量部使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜実施例３＞
光重合化合物のうち、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを５重量部、エチレングリコールを５重量部使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜実施例４＞
光重合化合物のうち、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルの代わりに１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルを使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜実施例５＞
溶媒として２−ブトキシエタノールの代わりに２−ブトキシエタノールアセテートを使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜実施例６＞
光重合化合物のうち、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンを３５重量部使用し、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを使用しない以外は、実施例２と同様にして組成物を製造した。
＜実施例７＞
光重合化合物のうち、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを１重量部、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンを４９重量部使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜比較例１＞
光重合化合物のうち、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを０重量部、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンを５０重量部使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜比較例２＞
光重合化合物のうち、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルの代わりにプロピレングリコールジグリシジルエーテルを使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜比較例３＞
光重合化合物のネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを４０重量部、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンを１０重量部使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜比較例４＞
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランの代わりに３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
＜比較例５＞
３−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを０重量部、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを０重量部、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンを５５重量部使用した以外は、実施例１と同様にして組成物を製造した。
実施例１〜７および比較例１〜５で製造した組成物の組成は、下記表１〜表２のとおりである。
Figure 0006878759
Figure 0006878759
＜実験例１＞：粘度の測定
実施例１〜７及び比較例１〜５で製造した組成物に対して、ブルックフィールド（Ｂｒｏｏｋｆｉｅｌｄ）粘度計ＤＶ−ＩＩ＋で、円筒スピンドルを用いてサンプル量０．５ｍｌ、温度２５℃の環境下で回転数を回転トルクが９０％となるように調整して粘度を測定した。
−粘度＜２０ｃＰ：○
−粘度２０〜２５ｃＰ：△
−粘度＞２５ｃＰ：×
＜実験例２＞：硬化感度の測定
前記各製造した組成物をスピンコーティング方法でガラス基板上に塗布した後、直ちに紫外線を照射した。紫外線光源は、波長３９５ｎｍのＬＥＤランプ（４Ｗ／ｃｍ２、Ｐｈｏｓｅｏｎ）を用いて１０００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光した。露光の後、ラテックス手袋を着用した後、指触で圧痕を観察することにより、指紋粘着（ｔａｃｋｉｎｅｓｓ）が残らない時間までの時間を判別して指触乾燥時間（ｔａｃｋ−ｆｒｅｅ ｔｉｍｅ）を選定した。
−指触乾燥時間＜１０ｓｅｃ：◎
−指触乾燥時間＜３０ｓｅｃ：○
−指触乾燥時間３０ｓｅｃ〜２ｍｉｎ：△
−指触乾燥時間＞２ｍｉｎ：×
＜実験例３＞：付着性の測定
前記各組成物をスピンコーティング方法でガラス基板上に塗布した後、直ちに紫外線を露光した。露光の後、１分間隔でクロスカットテスト（ＡＳＴＭ−Ｄ３３５９）を行い、４分となる時点でのクロスカット結果に基づいて評価した。
−ＡＳＴＭ ３Ｂ以上：○
−ＡＳＴＭ ２Ｂ〜１Ｂ：△
−ＡＳＴＭ ０Ｂ：×
＜実験例４＞：付着信頼性の測定
実施例１〜７及び比較例１〜５で製造した組成物を洗浄されたＬＣＤガラス基材上に硬化させた後、厚さが２μｍとなるようにインクジェットコーティング方法でコートし、紫外線露光で硬化させてベゼル薄膜を製造した。製造されたベゼル薄膜に幅２５ｍｍの偏光板フィルムを付着させた後、６０℃／５気圧のオートクレーブで９０秒間脱泡工程を行った。脱泡の後、直ちに、または６０℃／９０％の高温高湿条件で３日経過した後に、１８０°付着力テストによってｐｏｌをベゼルから剥離するときの剥離強度（ｐｅｅｌ−ｓｔｒｅｎｇｔｈ）を介して、ベゼルと基材との付着性を間接的に評価した。通常、当日のｐｏｌとベゼル間の剥離強度は９００〜１０００ｇｆ、３日経過後のｐｏｌとベゼル間の剥離強度は１８００〜２０００ｇｆの値を持つ。ｐｏｌをベゼルから剥離する間、ベゼルと基材間の剥離がなければ、ベゼルと基材間の剥離強度がｐｏｌとベゼル間の剥離強度よりも大きいと評価できる。
−７日後、ベゼル／基材剥離なし：◎
−３日後、ベゼル／基材剥離なし：○
−当日、ベゼル／基材の剥離がないが、３日後は剥離する：△
−当日からベゼル／基材の剥離が発生する：×
実験例で測定された実験結果を下記表３及び表４に示す。
Figure 0006878759
Figure 0006878759
実施例１〜７のインク組成物は、すべて脂環式エポキシ化合物と脂肪族エポキシ単量体とオキセタン単量体と光重合開始剤を含有する硬化型インク組成物であって、粘度、感度、付着性および付着信頼性の良い薄膜を得ることができた。
特に、実施例２のインク組成物は、脂肪族エポキシ単量体の含有量が比較的２０％と高い場合であって、硬化感度の観点から多少緩和した結果を得るが、付着信頼性の面では特に優れている。
また、実施例６の場合、有機シラン化合物を含まないため、類似する組成の実施例２に比べて付着信頼性がやや劣ることが分かった。
また、実施例７の場合、脂肪族エポキシ単量体の含有量が１％と低い場合であって、脂肪族エポキシ単量体の含有量が３％に及ばないだけでなく、脂環式エポキシ：脂肪族エポキシの比も１：０．１に及ばないため、付着信頼性が他の実施例に比べて劣ることを確認することができた。
比較例１のインク組成物は、脂肪族エポキシ単量体を含まず、脂環式エポキシ単量体のみを含む場合であって、硬化感度は実施例１と同等のレベルであるが、脂環式エポキシ単量体と脂肪族エポキシ単量体を一緒に使用しないため、相対的に速く重合反応が起こってエポキシ鎖が長い時間にわたって十分に長く成長せず、短いエポキシ鎖が形成され、異なる構造の重合体間で架橋結合（ｃｒｏｓｓ−ｌｉｎｋｉｎｇ）がなされないので、付着性及び付着信頼性に劣るという問題があった。
比較例２のインク組成物が含むプロピレングリコールジグリシジルエーテルは、それ自体の高い粘度および内部における流動性妨害により活性種の動きが遅いため硬化感度が低くなり、同じ時間帯に薄膜の内部硬化がより少なくなされるので、付着性が特に不足した。
比較例３のインク組成物は、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルを４０％含むことにより、粘度が高く、オキセタン化合物の不足により十分な硬化感度を得ることができなかった。また、所定の時間内に硬化していないため、付着性および付着信頼性は測定することができなかった。
比較例４のインク組成物は、有機シランのうち、メタクリロキシシランである３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシランを使用する場合、十分な付着性を得ることができなかった。
比較例５のインク組成物は、有機シラン化合物を含まないため、類似する組成の比較例１に比べて付着性および付着信頼性にさらに劣ることが分かった。
ここで、本実施形態に係る発明の例を項目として記載する。
［項目１］
（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体、（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体、（Ｃ）オキセタン単量体、（Ｄ）光重合開始剤、及び（Ｅ）着色剤を含む、ベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目２］
（Ｆ）有機シラン、（Ｇ）溶媒、及び（Ｈ）添加剤をさらに含む、項目１に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目３］
前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体は、エポキシ化脂肪族環基を１つまたは２つ含む化合物である、項目１または２に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目４］
前記（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体は、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテルまたは１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルである、項目１から３のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目５］
前記（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体は、前記インク組成物の総重量に対して３〜２５重量％の含有量で含まれる、項目１から４のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目６］
前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体：（Ｃ）オキセタン単量体の含有量比が１：０．５〜１：６である、項目１から５のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目７］
前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体：（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体の含有量比が１：０．１〜１：２である、項目１から６のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目８］
前記（Ｄ）光重合開始剤はヨードニウム塩及びスルホニウム塩の少なくとも１種である、項目１から７のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目９］
前記（Ｅ）有機シランはアミノシラン系化合物またはエポキシシラン系化合物である、項目２に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目１０］
前記（Ｈ）添加剤は界面活性剤及び光増感剤の少なくとも一つである、項目２または９に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目１１］
前記インク組成物の粘度は２５℃で５ｃＰ〜５０ｃＰである、項目１から１０のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目１２］
前記インク組成物の硬化ドーズ量は１〜１０，０００ｍＪ／ｃｍ２である、項目１から１１のいずれか一項に記載のベゼル用感光性着色インク組成物。
［項目１３］
項目１から１２のいずれか一項のインク組成物を用いて基材上にベゼルパターンを形成する、ディスプレイ基板のベゼルの製造方法。
［項目１４］
前記ベゼルパターンは、インクジェット印刷、グラビア印刷及びリバースオフセット印刷のいずれか一つの方法を用いて基材上に形成される、項目１３に記載のディスプレイ基板のベゼルの製造方法。
［項目１５］
前記ベゼルパターンと基材との付着力は１０ｇｆ／ｍｍ〜２００ｇｆ／ｍｍである、項目１３または１４に記載のディスプレイ基板のベゼルの製造方法。
［項目１６］
項目１から１２のいずれか一項のベゼル用感光性着色インク組成物が硬化して基材上に形成されたディスプレイ基板用ベゼルパターン。
［項目１７］
前記ベゼルパターンと基材との付着力は１０ｇｆ／ｍｍ〜２００ｇｆ／ｍｍである、項目１６に記載のディスプレイ基板用ベゼルパターン。
［項目１８］
前記ベゼルパターンは０．５〜１０μｍの厚さを有する、項目１６または１７に記載のディスプレイ基板用ベゼルパターン。
［項目１９］
前記ベゼルパターンは、膜厚２．０μｍを基準に０．１〜５の光学密度を有する、項目１６から１８のいずれか一項に記載のディスプレイ基板用ベゼルパターン。
［項目２０］
項目１６から１９のいずれか一項のベゼルパターンを含むディスプレイ基板。

Claims (11)

  1. ディスプレイ基板であって、
    前記ディスプレイ基板は、ベゼルパターン用感光性着色インク組成物が硬化して基材上に形成された、ディスプレイ基板用ベゼルパターンを含み、
    前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンのある面に付着した、偏光板フィルムをさらに備え、
    前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンのもう１つの面は、前記基材に付着し、
    前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンと前記基材との付着力は、前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンと前記偏光板フィルムの付着力よりも大きく、
    前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンは、０．５から３μｍの厚さを有し、
    前記ベゼルパターン用感光性着色インク組成物は、
    （Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体、
    （Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体、
    （Ｃ）オキセタン単量体、
    （Ｄ）光重合開始剤、及び
    （Ｅ）着色剤
    を含み、
    前記（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体は、前記ベゼルパターン用感光性着色インク組成物の総重量に対して５から２０重量％の含有量で含まれ、
    前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体は、３，４−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレートであり、
    前記（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体は、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、または１，４−シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテルであり、
    前記（Ｃ）オキセタン単量体は、３−エチル−３−［（２−エチルヘキシルオキシ）メチル］オキセタンである、
    ディスプレイ基板。
  2. 前記ベゼルパターン用感光性着色インク組成物は、
    （Ｆ）有機シラン、
    （Ｇ）溶媒、及び
    （Ｈ）添加剤
    をさらに含む、
    請求項１に記載のディスプレイ基板。
  3. 前記（Ｆ）有機シランはアミノシラン系化合物またはエポキシシラン系化合物である、
    請求項２に記載のディスプレイ基板。
  4. 前記（Ｈ）添加剤は界面活性剤及び光増感剤の少なくとも一つである、
    請求項２または３に記載のディスプレイ基板。
  5. 前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体：（Ｃ）オキセタン単量体の含有量比が１：０．５から１：６である、
    請求項１から４のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
  6. 前記（Ａ）カチオン重合性脂環式エポキシ単量体：（Ｂ）カチオン重合性脂肪族エポキシ単量体の含有量比が１：０．１から１：２である、
    請求項１から５のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
  7. 前記（Ｄ）光重合開始剤はヨードニウム塩及びスルホニウム塩の少なくとも１種である、
    請求項１から６のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
  8. 前記ベゼルパターン用感光性着色インク組成物の粘度は２５℃で５ｃＰから５０ｃＰである、
    請求項１から７のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
  9. 前記ベゼルパターン用感光性着色インク組成物の硬化ドーズ量は１から１０，０００ｍＪ／ｃｍ２である、
    請求項１から８のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
  10. 前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンと基材との付着力は１０ｇｆ／ｍｍから２００ｇｆ／ｍｍである、
    請求項１から９のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
  11. 前記ディスプレイ基板用ベゼルパターンは、膜厚２．０μｍを基準に０．１から５の光学密度を有する、
    請求項１から１０のいずれか一項に記載のディスプレイ基板。
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