KR100391019B1 - 전사인쇄매체 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나 이상의 층을 갖는 경화성 레이저-전사가능한 잉크를 캐리어에 도포하는 것을 포함하는 전사 인쇄 매체에 관한 것이다. 전사 매체는 레이저 에너지를 열로 전환시킬 수 있다. 잉크는 (a) 1종 이상의 착색제; (b) 1종 이상의 중합반응 개시제 및 (c) 1종 이상의 경화성 예비중합체를 포함한다.
Description
레이저-유도된 전사 인쇄에서, 잉크를 보유하는 캐리어를 레이저 광선으로 조사하면 캐리어로부터 표면(예, 초소형 전자 장치, 오디오 카세트, 컴퓨터 디스켓 또는 주사기 몸체의 표면)으로 잉크가 전사된다, 레이저 빔의 주사 파라미터를 조작함으로써, 잉크를 계획된 패턴으로 침착시킬 수 있다.
본 발명은 레이저-유도된 전사 인쇄에 관한 것이다.
제1 측면에서, 본 발명은 하나 이상의 층을 갖는 경화성 레이저-전사가능한 잉크를 적용한 캐리어를 포함하는 전사 인쇄 매체를 특징으로 한다. 전사 매체는 레이저 에너지를 열로 전환시킬 수 있다. 잉크는 (a) 1종 이상의 착색제; (b) 1종 이상의 중합 개시제: 및 (c) 1종 이상의 경화성 프리폴리머(prepolymer)를 포함한다. "착색제"는 흰색과 검정색을 비롯한 잉크에 색을 부여하는 임의의 첨가제를 의미한다. 착색제는 금속화 도료 뿐 아니라 염료와 안료를 모두 포함한다. 프리폴리머는 열적 또는 광화학적 개시 후에 중합되어 중합체를 형성할 수 있는 임의의 종을 의미한다.
바람직한 양태에서, 잉크를 대상 표면에 전사시키고 레어저 에너지를 가하여한단계로 경화시킨다. 바람직한 일양태에서, 1종 이상의 중합 개시제는 열적 중합 개시제이며 1종 이상의 프리폴리머는 열적 경화가능하다. 또 다른 바람직한 일양태에서, 1종 이상의 중합 개시제는 광개시제이며 1종 이상의 프리폴리머는 광화학적으로 경화가능하다.
바람직한 프리폴리머의 제1의 예는 에폭시-작용화된 프리폴리머이다. 제2의 예는 비닐 에테르-작용화된 프리폴리머와 혼합한 에폭시-작용화된 프리폴리머이다. 제3의 예는 아크릴레이트-작용화된 프리폴리머와 혼합된 에폭시-작용화된 프리폴리머이다. 제4의 예는 아크릴레이트-작용화된 프리폴리머만을 포함한다. 제5의 예는 블록형 이소시아네이트-작용화된 프리폴리머이고, 제6의 예는 비닐 에테르-작용화된 프리폴리머와 말레이트- 또는 말레이미드-작용화된 프리폴리머의 혼합물이다.
하나 이상의 잉크 층은 중합 개시제와 경화성 프리폴리머를 포함하는 경화성 사이즈 코트일 수 있다. 사이즈 코트는 컬러 코트 층과 함께 사용한다. 바람직한 일양태에서, 컬러 코트는 비경화성이고, 착색제와 열가소성 필름-형성 수지를 포함한다. 또 다른 바람직한 일양태에서, 컬러 코트는 경화성이고, 착색제, 중합 개시제 및 경화성 프리폴리머를 포함한다. 경화성 사이즈 코트와 함께 사용되는 경화성 컬러 코트의 경우, 각 층에서 발견되는 중합 개시제와 프리폴리머는 서로 동일하거나 또는 상이한 형태일 수 있다,
제2 측면에서, 본 발명은 전술한 전사 인쇄 매체를 사용한 레이저-유도형 전사 인쇄 방법을 특징으로 한다. 이 방법은 특정 전사 인쇄 매체에 소정의 파장을 갖는 레이저 광선을 조사하여 캐리어로부터 대상 표면으로 잉크를 전사시키는 단계와, 잉크를 경화시켜 대상 표면에 잉크를 접착시키는 단계를 포함한다. 잉크의 전사와 잉크의 경화는 상기 레이저 광선을 조사하여 단일 단계로 실시할 수 있다. 또한 경화는 전사 후에 별도의 단계에서 실시할 수 있다.
본 발명의 제3의 측면에서, 경화 단계를 실시하기 전에 상이한 색상을 갖는 전사 매체로부터 다수의 잉크를 전사시킬 수 있다. 이어서 단일 경화 단계로 하나의 다색(예, 검정과 횐색, 또는 갈색과 흰색) 화상을 형성할 수 있다.
본 발명은 레이저 조사 후에 침착되는 표면상에 양호하게 부착되는 경화성 잉크를 특징으로 하는 전사 인쇄 매체를 제공한다. 잉크를 지지 캐리어로부터 완전히 전사시키고 신속하게 경화시킨다. 일부 경우 전사 및 경화를 한단계로 실시한다. 전사를 실시하기 위해서 니트로셀룰로스와 같은 별도의 자체-산화 물질을 첨가할 필요는 없다. 또한, 경화성 총(예, 경화성 사이즈 코트)과 조합된 비경화성 층(예. 비경화성 컬러 코트)을 사용하면 잉크용으로 사용될 수 있는 물질의 종류가 다양해져서, 특정 용도에 필요한 대로 잉크의 특성을 조정할 수 있다,
본 발명의 기타 특징 및 장점은 하기의 바람직한 양태의 상세한 설명과 청구범위로부터 분명해질 것이다.
바람직한 양태들의 상세한 설명
본 발명은 하나 이상의 층을 갖는 경화성 레이저-전사가능한 잉크가 캐리어상에 침착된 전사 인쇄 매체에 관한 것으로, 전사 인쇄 매체는 레이저 에너지를 열로 전환시킬 수 있다. 캐리어는 잉크를 전사시킬 수 있도록 충분한 저 표면 에너지를 갖고 있어야 한다. 또한 캐리어는 레이저 조사시 용융되거나 또는 변형되어서는안된다. 적절한 캐리어의 예로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 및 폴리에스테르 등의 가요성 플라스틱 필름이 있다.
전사 매체는 레이저 에너지를 열로 전환시켜 캐리어로부터 대상 표면으로의 잉크의 전사를 촉진시킬 수 있다. 이를 위해서, 하나 이상의 열전환체를 캐리어, 잉크 또는 캐리어와 잉크 모두에 혼입시킨다. 열전환체는 별도의 첨가제이거나, 또는 프리폴리머의 일부일 수 있다.
잉크에 함유된 별도로 첨가된 전환체의 경우, 전환체를 별도로 첨가하는 경우, 전환체의 양은 약 0.25 중량%∼약 30 중량%(잉크 중 총 고형분 함량 기준)의 범위이다. 특정 전환체는 조사에 이용된 특정 레이저 에너지를 고려하여 선택한다. CO2레이저의 경우, 바람직한 전환체는 카본 블랙, 폴리에틸렌 글리콜(예, 유니온 카비드사의 시판용 PEG3000), 활석(예, 알. 티. 반데르빌트사의 시판용 나이탈 400), 및 PPZ(이데미츠 페트로케미칼즈 캄파니. 리미티드의 시판용인 포스포트리아진)이며; 또한 PPZ는 프리폴리머로서도 작용한다. Nd:YAG 레이저의 경우, 바람직한 전환체는 IR99, IRA 980, 및 IR165(이들은 모두 글렌달 프로텍티브 테크놀러지의 시판용인 특허 물질 염료)와, IR 염료 14,617(이스트만 코닥의 시판용인 특허 물질 염료) 및 프로젯 900NP(ICI의 시판용인 특허 물질 염료)이다. 다이오드 레이저의 경우, 바람직한 전환체는 IR 염료 14,617과 IRA 980이다.
잉크는 하나 이상의 층을 갖을 수 있으며, 특정 성분(예, 프리폴리머, 중합 개시제 등)이 임의의 층에 존재할 수 있다. 잉크의 예로는, 단일층에 경화성 프리폴리머, 중합 개시제 및 착색제를 포함하는 경화성 컬러 코트를 갖는 1층 잉크(이하 "1 층(one-pass)" 코팅이라 함)가 있다. 또 다른 예로는, 경화성 프리폴리머와 중합 개시제를 포함하는 중첩된 경화성 사이즈 코트와 조합된 컬러 코트(경화성 또는 비경화성일 수 있음)를 보유하는 2층 잉크(이하 "2 층(two-pass)" 코팅이라 함)가 있다.
잉크는 경화성이기 때문에, 대상 표면에 전사시 접착력이 개선된다. 사이즈코트(레이저 조사시 컬러 코트와 함께 전사됨)의 장점은, 접착력을 추가로 개선시켜 비경화성 컬러 코트도 사용가능하게 한다는 것이다.
잉크는 1종 이상의 경화성 프리폴리머를 함유하며, 경화성 프리폴리머의 총량은 25 중량%∼95 중량%(잉크중 총 고형분 함량을 기준으로 함) 범위이다. 본 발명에 유용한 경화성 프리폴리머는 가교용으로 이용할 수 있는 2종 이상의 작용기를 갖는다(가교 결합은 레이저 적용시 전사와 동시에 발생하거나 또는 별도의 열적 또는 광화학적 경화 단계에서 레이저 조사 후에 발생한다).
적절한 경화성 프리폴리머의 한 부류는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르(쉘 오일사의 시판품인 에퐁 1001) 및 에폭시-작용화된 노볼락 수지(예, 쉘 오일사의 시판품 에퐁 164)와 같은 에폭시-작용화된 프리폴리머를 포한한다. 또한 UVS6II0(유니온 카바이드사의 시판품인 액체 디에폭시드)과 같은 저분자량 에폭시드를 첨가할 수 있다.
적절한 경화성 프리폴리머의 제2 부류는 에폭시-작용화된 프리폴리머와 동시 경화되는 1종 이상의 비닐 에테르-작용화된 프리폴리머와 혼합된 에폭시-작용화된프리폴리머를 포함한다. 적절한 비닐 에테르-작용화된 프리폴리머의 예로는 비스페놀 A-디비닐 에테르 부가반응 생성물; 2,4-톨루엔 디이소시아네이트/히드록시부틸비닐 에테르 부가반응 생성물; CAF 또는 ISI 프로덕트에서 시판되는 시클로헥실 디비닐 에테르; 비닐 에틸 에테르, 비닐 이소부틸 에테르, 비닐 옥타데실 에테르, 폴리 에틸렌 글리콜 디비닐 에테르, 폴리테트라히드로푸란/350/디비닐 에테르 및 트리메틸을 프로판 트리비닐 에테르(이들은 모두 바스프에서 시판됨); Rapi/cure 디비닐에테르/3, Rapi/cure 시클로헥실 비닐 에레르, Rapi/cure PEPC 및 Rapi/cure 히드록시 부틸 비닐 에테르(이들은 모두 ISP에서 시판됨); 및 백토머 2010, 2031, 2032, 4010, 4020 및 4030(이들은 모두 얼라이드-시그널에서 시판됨) 등이 있다.
적절한 경화성 프리폴리머의 제3 부류는 1종 이상의 아크릴레이트-작용화된 프리폴리머와 혼합한 전술한 에폭시-작용화된 프리폴리머를 포함한다. 아크릴레이트-작용화된 프리폴리머의 예로는 RDX 29522 및 에베크릴 639(모두 래드큐어의 시판품); 사토머 351(사토머의 시판품): 및 NS440(제네카 레진스의 시판품) 등이 있다.
적절한 경화성 프리폴리머의 제4 부류는 에폭시-작용화된 프리폴리머를 함유하지 않는 아크릴레이트-작용화된 프리폴리머 자체를 포함한다.
적절한 경화성 프리폴리머의 제5 부류는 블록형 이소시아네이트-작용화된 프리폴리머를 포함한다. 예로는 B1299(헐스의 시판품) 및 BL4165A(마일스의 시판품) 등이 있다.
적절한 경화성 프리폴리머의 제6 부류는 말레이트-작용화된 프리폴리머나 말레이미드-작용화된 프리폴리머와 혼합된 전술한 비닐 에테르-작용화된 예비 중합체를 포함한다. 말레이트-작용화된 프리폴리머의 예로는 89-8902(카르길 프로덕츠의 시판품); 및 어스트로큐어 78HV와 어스트로큐어 78LV(모두 지르콘의 시판품)가 있다. 말레이미드-작용화된 프리폴리머의 예로는 BMI/S/M/20/TDA(미쯔이 도아쯔 케미칼, 인코오포레이티드의 시판품) 등이 있다.
하나 이상의 비경화성 층을 하나 이상의 경화성 층과 함께 조합하여 사용할 수 있다. 예를 들어, 비경화성 컬러 코트는 상층에 위치하는 경화성 사이즈 코트와 조합하여 사용할 수 있다. 적절한 비경화성 수지는 열가소성 필름-형성 수지이다. 예로는 로플렉스 B85(롬 앤드 하스에서 시판되는 아크릴 분산액) 및 암스코 3011(롬 앤드 하스에서 시판되는 아크릴 분산액) 등의 아크릴계 수지; QW-16(케이. 제이. 퀸에서 시판되고 필름-형성제로서 유용한 우레탄 분산액)과 같은 우레탄 수지; PKHW 35(유니온 카바이드사의 시판품)와 같은 페녹시 수지: 및 이들의 혼합물이 있다. 잉크중 비경화성 프리폴리머의 양은 약 15 중량%∼약 35 중량%(잉크의 총 고형분 함량을 기준으로 함) 범위이다.
잉크는 또한 약 0.1 중량%∼5 중량% (잉크중 총 고형분 함량 기준) 범위의 양으로 중합 개시제를 포함한다. 개시제(통상 자유 라디칼 또는 양이온 개시제임)는 광화학 개시제 또는 열 개시제일 수 있으며; 일부 경우에, 동일한 개시제가 열 개시제와 광화학적 개시제로 작용할 수 있다. 복수의 경화성 층을 포함하는 다층 잉크의 경우, 광화학적 개시제를 함유하는 층은 열 개시제를 함유하는 층과 조합할 수 있다. 또한, 일부 개시제는 벤즈피나콜, 구리 Ⅱ 염(예, 벤조산구리) 및 헥사페닐에탄과 같은 촉진제와 함께 사용할 수 있다.
열 개시제의 경우, 개시제는 프리폴리머의 조기 경화성을 방지하기 위해서 상온에서 양호한 안정성을 나타내어야 한다. 또한 개시온도는 레이저 조사로 얻을 수 있는 온도 범위내이어야 한다. 양이온 개시용으로 적절한 열 개시제의 예로는 아릴 설포늄 염(예, 참고로 인용한 WO90/11303에 개시된 염); 아릴 요오도늄 염(예, UVE 9310 및 U 479, 모두 제너랄 일렉트릭의 시판품); 및 암모늄 염(예, FC520, 3M의 시판품) 등이 있다. 자유 라디칼 개시용으로 적절한 열 개시제의 예로는 퍼옥시 라디칼을 유도하는 화합물의 부류, 예를 들어 히드로퍼옥시드, 퍼옥시에스테르 및 퍼옥시케탈을 포함하며; 대표적인 화합물은 엘프-아토켐의 시판품이다. 또한 워코사에서 시판되는 아조 중합 개시제도 자유 라디칼 개시용으로 적절하다.
광화학 개시제의 경우, 개시제는 또한 프리폴리머의 조기 경화를 방지하기 위해서 상온에서 양호한 안정성을 나타내어야 한다. 또한 광화학 개시제는 착색제가 최대 흡수를 나타내는 영역과 다른 전자기 스펙트럼 영역에서 최대 흡수를 나타내어야 한다. 양이온 개시용으로 적절한 광화학 개시제의 예로는 아릴 설포늄 염(예, 유니온 카바이드사의 시판품인 UVI 6974) 및 아릴 요오도늄 염(예, UVE 9310 및 U 479, 모두 제너랄 일렉트릭의 시판품)이 있다. 양이온 개시용으로 적절한 개시제의 또 다른 예로는 히드록시 나프틸 이미드 설포네이트 에스테르가 있다. 자유 라디칼 개시용으로 적절한 광화학 개시제의 예로는 메틸 디에탄올 아민(알드리치 케미칼 캄파니에서 시판됨)과 각각 혼합한 CPTX 및 ITX(모두 시바-가이기의 시판품); 메틸 디에탄올아민과 혼합된 루세린 TPO(바스프의 시판품): 다큐어 4265 (시바 가이기의 시판품) 및 ITX와 혼합한 이르가큐어 369 등이 있다.
잉크는 1종 이상의 착색제를 포함하는데, 여기서 착색제는 염료, 안료 또는 금속화 도료(예, 알루미늄화 도료)일 수 있다. 염료 및 안료의 경우, 착색제는 약 35 중량%∼85 중량%(잉크의 총 고형분 함량 기준) 범위의 양으로 존재한다. 특정 착색제는 최종 인쇄된 표면에 원하는 색상에 따라 선택한다. 적절한 착색제의 예로는 활석, TiO2(백색), 프탈로그린(GT-674-D), 크롬 그린 옥시드(6099), 울트라마린 블루(RS-9), 블랙 옥시드(BK-5099D), 크로마 레드(7097) 및 노바페름 옐로우(HR-70) 등의 안료와, 다이노니시딘(2915) 및 디아넬 오렌지와 같은 염료 뿐만 아니라 전술한 금속화 도료 등이 있다.
광경화성 프리폴리머를 포함하는 잉크의 경우, 증감제는 약 0.5 중량%∼8중량%(잉크의 총 고형분 함량 기준) 범위의 양으로 첨가하여 광개시제용 조사 파장을 가시 영역으로 확장시킬 수 있다. 이러한 증감제는, 예를 들어 배합물이 400nm 미만의 광선을 흡수하여 개시제와 경쟁하는 TiO2안료를 다량 포함하는 경우 유용하다. 적절한 증감제의 예로는 페릴렌, 루브렌, 페노티아진, 안트라센 유도체 및 티오크산톤(이들은 모두 알드리치 캄파니에서 시판됨)과, 루세린 TPO(바스프에서 시판됨) 등이 있다.
코팅성, 인쇄성, 인쇄 성능 및 잉크의 내구성을 개선시키기 위해서 잉크에 첨가할 수 있는 기타 성분으로는, 각종 계면활성제, 분산제 및 중합체 분산액 등이있다. 각 성분의 양은 원하는 특성에 따라 선택한다. 적절한 계면활성제(음이온계, 양이온계 또는 비이온계)의 예로는 트리톤 X-100(롬 앤드 하스에서 시판되는 아릴에톡실레이트) 및 FC 430(3M에서 입수가능한 플루오로지방족 중합체 에스테르)등이 있다. 적절한 분산제의 예로는 다사드 30(더블유. 알. 그레이스에서 시판되는 폴리소듐아크릴 레이트의 30% 수용액)과 같은 폴리아크릴레이트 염이 있다. 적절한 분산액의 예로는 샴록 375 및 아큐아서 355가 있으며, 이들은 모두 다이아몬드 샴록에서 시판되는 폴리에틸렌 왁스 분산액이다.
본 발명의 전사 매체는 수성 용매 또는 유기 용매(수성 용매가 바람직함)에 잉크 성분을 혼합한 후, 생성된 조성물을 캐리어에 부여하여 제조할 수 있다. 사이즈 코트를 사용하는 경우, 컬러 코트의 상부에 이를 도포한다. 코팅을 용이하게 하기 위해서, 잉크의 총 고형분 함량을 잉크의 10∼50 중량%로 조정한다. 이어서 코팅된 캐리어를 레이저 광선으로 조사하여(예, 1993년 11월 9일자로 출원된 미국 특허 출원 제08/149,551호(Enge 등)의 CIP(일부 계속 출원)과 동시 출원된 미국 특허 출원 제 08/149,285호(Carter 등)에 개시된 방법, 두 출원 모두 본문에 참고 인용함) 잉크를 캐리어로부터 원하는 표면(예, 반도체 소자의 표면)으로 전사시킨다. 적절한 레이저로는 CO2레이저(조사 파장은 10.6 ㎛), Nd:YAG 레이저(조사 파장은 1.06 ㎛) 및 다이오드 레이저(조사 파장은, 예컨대 0.9 ㎛) 등이 있다. 특정 조사 파장, 전력 및 시간의 응용 파라미터를 선택하여 선명한 전사를 확보한다.
일부 잉크의 경우 레이저 조사는 잉크를 동시에 전사 및 경화시킨다(예, 본출원과 동시 출원되고 앞단락에서 참고로 인용한 미국 특허 출원 제08/565,417호 (Enge 등)에 개시됨). 기타의 잉크의 경우에는, 별도의 열적 경화 또는 광화학적 경화를 전사 후에 실시한다. 경화 조건은 배합물에 사용된 특정 프리폴리머와 개시제를 기준으로 선택한다.
본 발명은 하기 실시예를 참조하여 추가로 기술할 것이다.
실시예 1
본 실시예는, 양이온에 의해 개시된 열 경화성 1층 잉크를 함유한 전사 매체의 제조에 대해서 설명한다.
다음 성분들을 혼합하여 레이저-전사가능한 잉크를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량% 임);
1이전에 롱-푸랑에서 시판한 비스페놀 A-에피클로로히드린 부가 생성물의 수성 분산액.
2유니온 카바이드에서 시판하는 폴리에틸렌 글리콜(Mn= 3000).
3WO90/11303에 개시된 유형의 아릴 설포늄 염 열 개시제.
4롬 앤드 하스에서 시판하는 계면 활성제.
전체 고형분 함량이 35 중량%로 조정하기 위해서 물을 첨가한 후, 15호 메이어 봉을 사용하여 생성된 잉크를 1.2 밀 두께의 폴리프로필렌 캐리어 필름 상에 코팅하였다. 이어서 필름의 코팅된 표면을 성형된 반도체 소자의 표면과 밀착시켰다. 그 다음, 캐리어 필름의 비코팅면에 CO2레이저를 조사하여 잉크를 반도체 소자의 표면에 전사시켰다. 레이저를 16초 동안 각 에드레싱된(addressed) 화소에 체류시켰다. 코팅 필름과 접촉 시점에서 레이저의 출력은 14.5 W이었다. 이어서, 전사된 화상을 보유한 소자를 175℃에서 강제 고온 공기 오븐에 30분 동안 두어 잉크를 경화시켰다. 경화 후에, 전사된 화상은 1,1,1-트리클로로에탄으로의 처리(3분간 침지 및 10회의 브러쉬 처리, 3회 반복함)에 대해 내성이 있는 것으로 밝혀졌다.
실시예 2
본 실시예는, 양이온 개시된 2층 잉크(컬러 코트와 사이즈 코트는 모두 광화학적으로 경화 가능함)를 함유한 전사 매체의 제조에 대해 설명한다.
다음 성분들을 혼합하여 광화학적 경화성 컬러 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1히드록시 부틸 디비닐 에테르 부가 생성물.
2케이.제이. 퀸에서 시판하는 미리 제조된 우레탄 분산액.
3이데미츠 페트로케미칼즈 캄파니. 리미티드에서 시판하는 제품.
4롬 앤드 하스에서 시판하는 계면 활성제
5유니온 카바이드에서 시판하는 트리아릴 설포늄 염 계열의 개시제
전체 고형분 함량을 35 중량%로 조정하기 위해서 물을 첨가한 후, 13호 메이어 봉을 사용하여 생성된 컬러 코트를 1.2 밀 두께의 폴리프로필렌 캐리어 필름상에 도포하였다.
다음 성분을을 혼합하여 광화학적 경화성 사이즈 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1쉘 오일 캄파니에서 시판하는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르.
2유니온 카바이드에서 시판하는 액상 디에폭시드.
33엠 캄파니에서 시판하는 플루오로지방족 중합체 에스테르 계면 활성제.
4유니온 카바이드에서 시판하는 트리아릴 설포늄 염 계열의 개시제.
5알드리치 케미칼 캄파니에서 시판하는 감광제.
6이데미츠 페트로케미칼즈 캄파니. 리미티드에서 시판하는 제품.
사이즈 코트의 총 고형분 함량을 25 중량%로 조정하기 위해서 메틸 에틸 케톤을 첨가한 후, 5호 메이어 봉을 사용하여 생성된 사이즈 코트를 컬러 코트의 상부에 도포하였다.
이어서, 필름의 코팅면을 성형된 반도체 장치의 표면과 밀착시켰다. 이어서, 캐리어 필름의 비코팅면에 CO2레이저를 조사하여 잉크(컬러 코트와 사이즈 코트)를반도체 소자의 표면으로 전사시켰다. 레이저를 20초 동안 어레싱된 각 화소에 체류시켰다. 코팅 필름과 접촉 시점에서의 레이저 출력은 14.5 W이었다. 이어서, 전사된 화상을 보유한 소자를 경화시켰다(150℃에서 5 분간 예열 처리한 후, 3.6 초간 자외선으로 처리). 이로써 얻은 경화된 인쇄 상은 1,1,1-트리클로로에탄을 이용한 처리(3 분간 침지 및 10 회의 브러쉬 처리, 3회 반복)에 대해 내성이 있는 것으로 밝혀졌다.
실시예 3
이 실시예는, 양이온 경화성의 2층 잉크(컬러 코트는 비 경화성이고 사이즈 코트는 열적 또는 광화학적 경화성임)를 함유한 전사 매체의 제조에 대하여 설명한다.
다음 성분들을 혼합하여 비경화성 컬러 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1더블유. 알. 그레이스에서 시판하는 폴리아크릴레이트 분산제.
2롬 앤드 하스에서 시판하는 계면 활성제.
3다이아몬드 샴록에서 시판하는 폴리에틸렌 왁스 분산액.
4롬 앤드 하스에서 시판하는 아크릴 분산액.
5롬 앤드 하스에서 시판하는 아크릴 분산액.
충분량의 수산화암모늄을 첨가하여 pH를 8.5로 조정한 후, 1.2 밀 두께의 폴리프로필렌 캐리어 필름 상에 69 mg/m2의 코트 중량으로 생성된 컬러 코트를 도포하였다.
다음 성분들을 혼합하여 광화학적 경화성 사이즈 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1쉘 오일 캄파니에서 시판하는 비스페놀 A 디글리시딜 에테르.
2유니온 카바이드에서 시판하는 액상 디에폭시드.
33엠 캄파니 시판하는 플루오로지방족 중합체 에스테르 계면 활성제.
4제너럴 일렉트릭에서 시판하는 요오도늄 염 열 개시제.
5글렌데일 프로텍티브 테크놀로지스에서 시판하는 염료.
6알드리치 케미칼 캄파니에서 시판하는 촉진제.
사이즈 코트의 총 고형분 함량을 25 중량%로 조정하기 위해서 메틸 에틸 케톤을 첨가한 후, 5호 메이어 봉을 사용하여 컬러 코트 상부에 생성된 사이즈 코트를 도포하였다.
이어서, 필름의 코팅 표면을 성형된 반도체 장치의 표면과 밀착시켰다. 이후, Nd:YAG 레이저를 캐리어 필름의 비코팅된 면에 조사하여 잉크(컬러 코트와 사이즈 코트)를 반도체 소자의 표면으로 전사시켰다. 레이저를 18초 동안 각 어드레싱된 화소에 체류시켰다. 코팅된 필름과 접촉 시점에서의 레이저 출력은 4.5 W였다. 이어서, 전사된 화상을 가진 소자를 경화시켰다(175℃에서 4 분간). 그 결과 생긴 경화된 인쇄 상은 1,1,1-트리클로로에탄을 이용한 처리(3 분간 침지 및 10 회의 브러쉬 처리, 3회 반복)에 대해 내성이 있는 것으로 밝혀졌다.
실시예 4
본 실시예는, 전사 및 경화 과정이 레이저 조사시 단일 단계로 이루어지는, 양이온 개시형 열경화성 1 층 잉크를 함유한 전사 매체의 제조에 대해 설명한다.
다음 성분들을 혼합하여 레이저-전사가능한 잉크를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1알.티. 반데르빌트에서 시판하는 나이탈 400.
2제너럴 일렉트릭에서 시판하는 광 개시제 및 열 개시제.
3알드리치 케미칼 캄파니에서 시판하는 촉진제.
4쉘 오일에서 시판하는 에폭시 당량이 200∼240인 에폭시 노볼락 수지.
5GAF 또는 ISI 프로덕츠에서 시판하는 시클로헥실 디비닐 에테르.
총 고형분 함량을 50 중량%로 조정하기 위해서 메틸 에틸 케톤을 첨가한 후, 10호 메이어 봉을 사용하여 1.2 밀 두께의 폴리프로필렌 캐리어 필름 상에 생성된 잉크를 코팅하였다. 필름의 코팅 표면을 유리 슬라이드와 밀착시켰다. 이어서, 캐리어 필름의 비코팅된 면에 CO2레이저를 조사하여 잉크를 유리 슬라이드 표면으로 전사시켰다. 레이저를 80초 동안 어드레싱된 각 화소에 체류시켰다. 어드레싱후, 유리 슬라이드로부터 전사된 코팅을 제거하고 시차 주사 열분석으로 분석하였다. 반응의 잔열 흔적이 없는 것으로 볼 때, 전사된 코팅이 전사 단계에서 경화되었음을 알 수 있다.
실시예 5
본 실시예는, 자유 라디칼에 의해 개시된 2 층 잉크(컬러 코트와 사이즈 코트가 모두 광화학적 경화성임)를 함유한 전사 매체의 제조에 대해 설명한다.
다음 성분들을 혼합하여 광화학적으로 경화가능한 컬러 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1다이아몬드 샴록에서 시판하는 폴리에틸렌 왁스 분산액.
2제니카 레진스에서 시판하는 아크릴레이트 작용화된 프로폴리머.
3이데미츠 페트로케미칼 컴파니에서 시판하는 제품.
4롬 앤드 하스에서 시판하는 계면 활성제.
5시바 가이기에서 시판하는 광화학적 자유 라디칼 개시제.
총 고형분 함량을 40 중량%로 조정하기 위해서 물을 첨가한 후, 13호 메이어 봉을 사용하여 생성된 컬러 코트를 1.2 밀 두께의 플리프로필렌 캐리어 필름에 도포하였다.
다음 성분들을 혼합하여 광화학적 경화성 사이즈 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임).
1제네카 레진스에서 시판하는 아크릴레이트 작용화된 프리폴리머.
2래드큐어에서 시판하는 아크릴레이트 작용화된 프리폴리머.
3시바 사이기에서 시판하는 광화학적 자유 라디칼 개시제.
사이즈 코트의 총 고형분 함량을 40 중량%로 조정하기 위해서 물을 첨가한 후, 5호 메이어 봉을 사용하여 생성된 사이즈 코트를 컬러 코트의 상부에 도포하였다.
필름의 코팅 표면을 성형된 반도체 장치의 표면과 밀착시켰다. 이어서, 필름의 비코팅면에 CO2레이저를 조사하여 잉크(컬러 코트와 사이즈 코트)를 반도체 소자의 표면으로 전사시켰다. 레이저를 20초 동안 어드레싱된 각 화소에 체류시켰다. 코팅 필름과 접촉 시점에서의 레이저 출력은 14.5 W이었다. 이어서, 전사된 화상을 보유한 소자를 경화시켰다(100℃에서 5 분간 예열 처리한 후, H 전구가 설치된 자외선 용융 오븐에 100 인치/분의 속도로 통과시킴), 이로써 생긴 경화된 인쇄 상은 1,1 1-트리클로로에탄을 이용한 처리(3 분간 침지 및 10 회의 브러쉬 처리, 3회 반복)에 대해 내성이 있는 것으로 밝혀졌다.
실시예 6
이 실시예는, 컬러 코트가 비경화성이고 사이즈 코트가 열 경화성 또는 광화학적 경화성인 2층 잉크를 보유한 3종의 다른 전사 매체의 제조에 대해 설명한다.
실시예 1 내지 5에 기재된 코팅법을 사용하여 0.9 밀 두께의 폴리프로필렌 캐리어 필름 상에 다음의 조성을 가진 안료 층을 코팅하므로써 백색, 적색 및 청색의 전사 매체를 각각 제조하였다.
다음의 성분들을 혼합하여 백색의 비경화성 컬러 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임)
1더블유. 알. 그레이스에서 시판하는 폴리아크릴레이트 분산제.
2롬 앤드 하스에서 시판하는 계면 활성제.
3다이아몬드 샴록에서 시판하는 폴리에틸렌 왁스 분산액.
4롬 앤드 하스에서 시판하는 아크릴 분산액.
5롬 앤드 하스에서 시판하는 아크릴 분산액.
최종 드라이 코트 중량은 8.1 g/㎡ ∼ 8.7 g/㎡ 이었다.
다음 성분들을 혼합하여 적색의 비경화성 컬러 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임)
1더블유. 알. 그레이스에서 시판하는 폴리아크릴레이트 분산제.
2롬 앤드 하스에서 시판하는 계면 활성제.
3다이아몬드 샴록에서 시판하는 폴리에틸렌 왁스 분산액.
4롬 앤드 하스에서 시판하는 아크릴 분산액.
5롬 앤드 하스에서 시판하는 아크릴 분산액.
6화이자에서 시판하는 RD-02
7롱-쁠랑에서 시판하는 제품.
8에어 프로덕츠에서 시판하는 제품.
최종 건조 코트의 중량은 5.5g/m2내지 6.1 g/m2였다.
다음 성분들을 혼합하여 청색의 비경화성 컬러 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임):
1휘태커, 클락 앤드 대니얼 인코오포레이티드에서 시판하는 Dye RC-26.
2켐센트랄에서 시판하는 염소화 고무.
3유니온 카바이드에서 시판하는 RB-14.
4로스, 인코오포레이티드에서 시판하는 RB-25.
5유니온 카바이드에서 시판하는 RE-20.
최종 드라이 코트 중량은 6.9∼7.4 g/㎡였다.
이들 각 컬러 코트는, 실시예 2, 3 및 5에 기재된 방법을 사용하여 경화성 사이즈 코트로 오버코팅하였다. 다음 성분들을 혼합하여 열 및 팡화학적 경화성 사이즈 코트를 제조하였다(모든 함량의 단위는 중량%임)
1쉘 오일에서 시판하는 에폭시 노볼락 수지(에폭시 당량 200 내지 240).
2유니온 카바이드에서 시판하는 제품.
3제너럴 일렉트릭에서 시판하는 요오도늄 염 열 개시제.
43엠 컴파니에서 시판하는 플루오로지방족 중합체 에스테르 계면 활성제.
실시예 7
본 실시예는, 컬러 코트가 금속화 피막이고 사이즈 코트는 열 또는 광화학적 경화성인 2층 잉크를 함유한 전사 매체의 제조에 대해 설명한다.
전사 매체는 0.5 밀 두께의 PET(폴리에스테르) 필름 기재 상에 오우리쿠리(Ouricury) 왁스로 구성된 층(측정이 불가능할 정도로 얇은 층)을 코팅하여 제조하였다. 이어서, 슈퍼클로르 NS-5(염소화 고무)로 구성된 제2층을 침착시켰다. 코트의 중량은 1.05 g/m2였다. 최종적으로, 알루미늄을 제2층상에 진공 증착시켰다. 코트 중량은 0.1 g/㎡이었다. 이어서, 금속화 피막상에 실시예 6에 기재된 경화성 사이즈 코트를 도포하였다.
실시예 8
본 실시예는, 2개의 별도 전사 단계(이들 단계 후에 최종 경화 단계를 실시함)를 통해 2색 화상을 형성하는 방법을 기재한 것이다.
2색 화상은, 먼저 실시예 6 또는 실시예 7에 기재된 전사 매체 중 하나와, 예컨대 실시예 3에 기재된 형식으로 Nd:YAG 레이저 사용하여 1색의 화상을 형성함으로써 제조하였다, 이어서, 실시예 6 또는 7에 기재된 군 중에서 선택된 다른 색상의 제2 전사 매체를 동일한 표면 상에 배치한 후, 다시 Nd:YAC 레이저로 제 1 전사 매체로 피복된 영역과 맞추어 어드레싱하였다. 기재는, 예를 들어 성형된 반도체 소자일 수 있다. 제2 레이저 단계에서 화상 형성된 화소는, 제1 레이저 화상 형성 단계에서 어드레싱되지 않은 화소 세트 중에서 선택하였다. 이로써 얻어진 2색 화상은, 150℃에서 60 분 동안 가열하여 경화시켰다.
이 실시예에 사용된 전사 매체는 또한 광화학적으로 경화시킬 수도 있다. 알루미늄 층은 빛을 차단하여 빛이 사이즈 코트에 도달하는 것을 막기 때문에, 금속화된 전사 매체를 열 경화시킬 수 있다. 2색 이상을 가진 다른 다색 상을 형성하는 데에도 이 방법을 이용할 수 있다.
다른 실시 형태도 첨부된 청구 범위 내에 포함된다.
Claims (6)
- (a) (i) 착색제;(ii) 중합반응 개시제; 및(iii) 경화성 프리폴리머를 포함하고, 하나 이상의 층을 보유한 제1 경화성 레이저-전사가능한 잉크가 도포된 캐리어를 포함하는 레이저 에너지를 열로 전환시킬 수 있는 제1 전사 인쇄 매체를 제공하는 단계;(b) 상기 제1 전사 인쇄 매체에 소정 파장의 레이저 광을 조사하여 상기 제 1 잉크를 표면으로 전사시켜 표면에 마킹을 제공하는 단계;(c) (i) 착색제;(ii) 중합 개시제; 및(iii) 경화성 프리폴리머를 포함하고, 하나 이상의 층을 보유한 제2 경화성 레이저-전사가능한 잉크가 도포된 캐리어를 포함하는 레이저 에너지를 열로 전환시킬 수 있는 제2 전사 인쇄 매체를 제공하는 단계;(d) 상기 제2 전사 인쇄 매체에 소정 파장의 레이저 광을 조사하여 상기 제2 잉크를 표면으로 전사시켜 표면에 마킹을 제공하는 단계[제1 마킹과 제2 마킹은 함께 표면 상에 원하는 화상을 제공함]; 및(e) 상기 잉크 중 프리폴리머를 경화시켜 대상 표면에 잉크를 접착시키는 단계를 포함하는 레이저-유도형 전사 인쇄 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 중합 개시제는 열 중합 개시제를 포함하고 프리폴리머는 열 경화가능한 것이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 중합 개시제는 광개시제를 포함하고 프리폴리머는 광화학적으로 경화가능한 것이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 잉크 중 하나의 층은 중합 개시제 및 경화성 프리폴리머를 포함하는 경화성 사이즈 코트이고, 상기 잉크 중 하나의 층은 착색제 및 열가소성 필름-형성 수지를 포함하는 비경화성 컬러 코트인 것이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서 상기 잉크 중 하나의 층은 중합 개시제 및 경화성 프리폴리머를 포함하는 경화성 사이즈 코트이고, 상기 잉크 중 하나의 층은 착색제, 중합 개시제 및 경화성 프리폴리머를 포함하는 경화성 컬러 코트인 것이 특징인 방법.
- 제1항에 있어서, 상기 잉크 중 하나의 층은 괌속화된 피막을 포함하는 것이 특징인 방법.
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