KR101596533B1

KR101596533B1 - 열경화성 블랙 잉크 조성물, 이를 이용하여 형성된 패턴 및 이를 포함하는 전자소자

Info

Publication number: KR101596533B1
Application number: KR1020110122279A
Authority: KR
Inventors: 김대현; 최동창; 박미희; 이어라; 차근영
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2011-11-22
Filing date: 2011-11-22
Publication date: 2016-02-22
Also published as: KR20130056598A

Abstract

본 발명은 열경화성 블랙 잉크 조성물, 이를 이용하여 형성된 패턴 및 상기 패턴을 포함하는 전자소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 카본 블랙 안료의 함량을 높이더라도 고저항의 카본 블랙을 사용하여 전기저항을 높일 수 있는 터치 패널 베젤용 열경화성 블랙 잉크 조성물 및 이를 포함하는 전자소자에 관한 것이다.

Description

열경화성 블랙 잉크 조성물, 이를 이용하여 형성된 패턴 및 이를 포함하는 전자소자{HEAT-CURABLE BLACK INK COMPOSITION, PATTERN FORMED BY THE SAME AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}

기존의 디스플레이, 반도체 분야 등에서는 미세 패턴을 형성하기 위해 주로 포토리소그라피(photolithograohy) 공정을 사용해 왔다. 그러나, 포토리소그라피 공정을 이용한 미세 패턴 형성은 감광재 코팅-노광-현상-소성 등의 단계를 거쳐 이루어지기 때문에, 전반적으로 공정이 복잡하고, 감광재 등의 원재료 소모가 많을 뿐 아니라, 현상 공정에서 폐액이 발생하여 폐액 처리 비용이 발생한다는 문제점이 있었다.

따라서, 최근에는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 포토리소그라피 공정이 아닌 인쇄 기법을 통해 미세 패턴을 형성하는 방법들이 개발되고 있다. 인쇄 기법을 통해 미세 패턴을 제조할 경우, 공정이 단순하고, 원재료의 소모를 최소화할 수 있을 뿐 아니라, 폐액이 발생하지 않아 제조 비용이 저렴하다는 장점이 있다.

이러한 인쇄 기법을 통한 미세 패턴 형성방법은 현재 컬러 필터, 전자파 차폐 필터(Electromagnetic shielding filter, EMI filter), TFT 배선, 마이크로 패턴 기판 형성 등에 적용이 시도되고 있다.

한편, 미세 패턴 형성이 가능한 인쇄 기법으로는 그라비아 인쇄, 오프셋 인쇄, 스크린 인쇄, 리버스 오프셋 인쇄 등을 들 수 있는데, 이중에서도 리버스 오프셋 인쇄는 비교적 미세한 인쇄 패턴을 균일한 두께로 제조할 수 있기 때문에 특히 유용하다.

리버스 오프셋 프린팅 공정은 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, PDMS) 고무 재질의 블랭킷(blanket)에 잉크를 도포한 후, 인쇄판에 의해 원하지 않는 패턴부를 제거한 후, 블랭킷에 남아 있는 패턴부를 기판으로 전사하는 방식에 의해 미세 패턴을 형성하는 방법이다.

상기 리버스 오프셋 프린팅 공정의 일반적인 방법을 하기 도 1에 나타내었다.

터치패널용 베젤 패턴은 LCD용 블랙 매트릭스에 비하여 매우 단순한 패턴이기 때문에 상기 리버스 오프셋 프린팅 공정을 통하여 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 터치 패널의 베젤 패턴에서는 그 위에 형성되는 전극의 단선을 막기 위해 베젤 패턴의 테이퍼 각도가 낮을수록 유리하다. 통상의 컬러 필터의 블랙매트릭스 패턴의 테이퍼 각도가 45도 이상이라면 터치 패널의 베젤 패턴은 45도 이하의 테이퍼 각도를 갖는 것이 유리하다.

통상 터치패널용 베젤 패턴에는 고저항용 카본 블랙 안료를 사용한다. 일반적으로 도료용 또는 컬러 필터의 블랙 매트릭스 형성용으로 사용되는 카본 블랙은 전도성이 있기 때문에 카본 블랙을 안료로 사용하는 경우 안료 함량에 따라 약 10⁶ 내지 10⁹ Ω㎝의 중저항값을 갖는다.

본 발명은 고저항의 카본 블랙을 사용하여 터치 패널의 베젤 패턴용으로 사용할 수 있는 열경화성 블랙 잉크 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 바인더 수지, 경화제 및 카본 블랙 안료를 포함하고, 패턴 형성 시 10¹¹Ω㎝ 이상의 저항을 갖는 열경화성 블랙 잉크 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 기판 및 상기 기판 상에 구비된, 상기 잉크 조성물이 경화 또는 건조되어 이루어진 패턴을 포함하는 기판을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 블랙 매트릭스 기판을 포함하는 전자소자를 제공한다.

본 발명에 따른 열경화성 블랙 잉크 조성물은 안료로서의 카본 블랙을 포함하며, 고저항의 패턴을 형성하여, 특히 터치 패널의 베젤 패턴에 적합하게 하는 효과를 제공한다.

도 1은 리버스 오프셋 프린팅 공정을 개략적으로 나타낸 도이다.
도 2는 본 발명에 따른 열경화성 블랙 잉크 조성물을 이용하여 형성된 패턴이 적용된 기판을 나타낸 도이다.
도 3은 실시예 1의 열경화성 블랙 잉크 조성물에 의해 전사된 패턴의 SEM 단면 사진을 나타낸 도이다.
도 4는 비교예 2의 열경화성 블랙 잉크 조성물에 의해 전사된 패턴의 SEM 단면 사진을 나타낸 도이다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 열경화성 블랙 잉크 조성물은 바인더 수지, 경화제 및 카본 블랙 안료를 포함하고, 패턴 형성 시 10¹¹Ω㎝ 이상의 저항을 제공한다.

본 발명의 열경화성 블랙 잉크 조성물에 포함되는 상기 카본 블랙 안료로는 당업계에 알려진 1종 이상의 안료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

구체적으로, 사용 가능한 카본 블랙의 예로는 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS 및 시스토 SSRF(동해카본 ㈜); 다이어그램 블랙 II, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 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 및 OIL31B(미쯔비시화학㈜) ; 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, 및 LAMP BLACK-101(대구사㈜); 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, 및 RAVEN-1170(콜롬비아 카본㈜) 등이 있다.

카본 블랙 안료는 전도성이 좋기 때문에 그 함량에 따라 패턴이 10⁶ 내지 10⁹Ω㎝ 정도의 저항값을 갖는다. 그런데 터치 패널용 베젤 패턴에 사용되는 카본 블랙 안료의 저항은 10¹¹Ω㎝ 이상인 것이 적합하다.

본 발명에서는 상기의 고저항의 카본 블랙 분산액(BK-4664)을 Tokushiki사로부터 제공받아 사용하였다.

상기 카본 블랙 안료의 함량은 전체 열경화성 블랙 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부인 것이 바람직하며, 상기 카본 블랙 안료의 함량이 1 중량부 미만인 경우 색 구현이 어려울 수 있고, 20 중량부를 초과하는 경우 공정에 의해 패턴을 형성하기가 어려워질 수 있다.

본 발명의 열경화성 블랙 잉크 조성물에 포함되는 상기 바인더 수지로는 당업계에 알려진 통상적인 산기(acid function)를 포함하는 모노머(monomer) 및 상기 모노머와 공중합 가능한 모노머와의 공중합체(copolymer)를 포함하는 것을 사용할 수 있다.

상기 바인더 수지는 열경화성 바인더 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명에서와 같이 리버스 오프셋 프린팅 공정에 의해 베젤 패턴을 형성한 후, UV 노광에 의해 경화를 시키는 것도 가능하지만 열경화성 수지를 사용하면 UV 노광에 의한 경화 없이 열에 의한 소성 공정에 의해 간단하게 경화가 가능하기 때문에 열경화성 바인더 수지를 포함하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 바인더 수지의 구체적인 예로는, 산기를 포함하는 아크릴계 모노머 및 1종 이상의 공중합 가능한 모노머로부터 제조되는 아크릴계 수지, 산기를 포함하는 디올(diol) 화합물과 다염기산 무수물로부터 제조된 폴리에스테르계 수지, 디이소시아네이트(diisocyanate)와 다염기산 무수물 혹은 디올 화합물로부터 제조되는 폴리우레탄계 수지 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바인더 수지는 40 내지 150 ㎎KOH/g의 산가를 나타내는 것이 바람직하다. 상기 바인더 수지의 산가가 40 ㎎KOH/g 미만일 경우에는 경화제로 함께 사용되는 에폭시 수지 및 멜라민 수지와의 반응성이 감소하여 경화도가 감소할 뿐만 아니라 알칼리 현상액에 의한 클리쉐의 세정력이 감소될 수 있고, 150 ㎎KOH/g을 초과할 경우에는 경화제와의 반응에 의해 저장안정성이 떨어질 수 있고, 잉크의 점도가 올라가서 코팅 특성이 나빠질 수 있다.

또한, 상기 바인더 수지는 40 내지 150 ㎎KOH/g의 산가를 가질 경우, 클리쉐에 남아있는 잉크 잔여성분을 제거하기 위해 사용되는 클리쉐의 세정액으로 포토레지스트 공정에서 일반적으로 사용되는 저렴한 가격의 알칼리 현상액을 그대로 사용하는 것이 가능하다.

상기 산가를 나타내기 위해 사용되는 산기를 포함하는 모노머로는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인 산, 푸마린산, 모노메틸 말레인산, 이소프렌 술폰산, 및 스티렌 술폰산으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하며, 상기 산기를 포함하는 모노머와 공중합할 수 있는 모노머는 스티렌, 클로로 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐 (메타)아크릴레이트, β-(메타)아실올옥시에틸히드로겐 수시네이트, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트 및 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바인더 수지는 5,000 내지 15,000의 중량평균 분자량 및 80 ℃ 이하의 유리전이온도를 가지는 플렉시블(Flexible)한 분자 구조를 가질 경우, 블랭킷에 롤-프린팅용 잉크를 코팅한 후 용매가 휘발함에 따라 잉크가 건조되더라도 끈적끈적한 특성을 그대로 오랫동안 유지할 수 있게 되어 패턴 전사 공정의 마진이 넓어지고, 패턴 전사의 효율도 높아질 수 있다.

상기 바인더 수지의 중량평균 분자량이 5,000 미만일 경우에는 매트릭스를 형성할 수 있는 수지의 분자량이 낮고 가교 반응의 정도가 낮아 잉크의 물성이 약화될 수 있고, 15,000을 초과할 경우에는 바인더 수지의 용해도가 떨어져서 잉크의 패턴 전사 시 용매가 휘발함에 따라 잉크의 굳는 정도가 빨라져서 공정 마진이 감소될 수 있다.

또한, 상기 바인더 수지는 80 ℃ 이하의 유리전이온도를 갖는 것이 바람직하고, 상기 바인더 수지의 유리전이온도가 80 ℃를 초과할 경우에는 블랑킷으로부터 클리쉐로 인압을 가하여 원하지 않는 패턴을 떼어 낼 때 에지(edge)부의 패턴이 원만하게 떨어지지 못해 샤프니스(sharpness)가 불량하게 될 수 있다.

상기 바인더 수지는 열경화성 블랙 잉크 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 패턴을 형성할 수 있는 수지의 함량이 낮아 잉크의 물성이 약화될 수 있고, 10 중량부를 초과할 경우에는 용매의 휘발에 따른 잉크의 건조 속도가 빨라 공정 마진이 좁아질 수 있다.

본 발명의 블랙 매트릭스용 잉크 조성물에 사용되는 경화제는 상온에서 액상을 유지할 수 있는 특성의 에폭시 수지, 아크릴계 다관능성 단량체, 멜라민 수지 중에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

상기 에폭시 수지의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜디글리시딜에테르, 트리글리시딜에테르, 트리메틸올프로판트리글리시딜에테르, N,N,N'N'-테트라글리시딜에틸렌디아민, 글리세린 디글리시딜에테르로 등과 상온에서 액상을 나타내는 에폭시 당량 170~300g/eq의 비스페놀 A계 및 F계 에폭시 수지, 노볼락형 및 다관능성 에폭시 수지가 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 아크릴계 다관능성 단량체의 구체적인 예로는 2관능 또는 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테르류가 바람직하다. 상기 2관능(메타)아크릴산에스테르류로는, 예를 들어 에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 1,9-노난디올디아크릴레이트, 1,9-노난디올디메타크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디아크릴레이트, 비스페녹시에탄올플루오렌디메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 또한, 상기 3관능 이상의(메타)아크릴산에스테르류로는, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트, 트리(2-아크릴로일옥시에틸)포스페이트, 트리(2-메타크릴로일옥시에틸)포스페이트 등을 들 수 있다. 또한 단관능, 2관능 또는 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테르류는 단독으로 또는 2종 이상을 조합시켜 사용할 수 있다. 이 때 단관능(메타)아크릴산에스테르류로는, 예를 들어 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜모노에틸에테르메타크릴레이트, 이소보로닐아크릴레이트, 이소보로닐메타크릴레이트, 3-메톡시부틸아크릴레이트, 3-메톡시부틸메타크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트, 2-메타크릴로일옥시에틸-2-히드록시프로필프탈레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 멜라민 수지로는 methylated melamine, methylated imino melamine, alkylated carboxylated melamine, alkylated ether melamine, methylated urea melamine, benzoguanamine, glycolurile계 melamine 등이 있으며, 구체적인 예로는 cymel 제품군으로서 cymel 303, 323, 325, 327, 350, 370, 373, 395, 615, 693, 698, 1130, 1133, 1116, 1161, 1168, 1156, 1158, 3020, 3749, 3745 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 경화제는 열경화성 블랙 잉크 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 경화제의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 경화도가 낮아 형성된 패턴의 강도가 저하될 수 있고, 10 중량부를 초과할 경우에는 저분자량 재료가 많이 포함되어 열에 의한 소성시 흄(fume) 발생의 우려가 있다.

본 발명의 열경화성 블랙 잉크 조성물에 사용되는 계면활성제로는 실리콘계 계면활성제 또는 불소계 계면활성제가 바람직하다. 그러나, 블랭킷의 재질로 사용되는 PDMS(polydimethyl siloxane) 고무층의 표면에 열경화성 블랙 잉크 조성물이 원활하게 코팅되기 위해서 잉크의 표면장력을 낮추는 효과가 큰 불소계 계면활성제가 더 바람직하다.

상기 불소계 계면활성제의 구체적인 예로는 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 F-114, F-177, F-410, F-411, F-450, F-493, F-494, F-443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F-472SF, F-474, F-475, F-477, F-478, F-479, F-480SF, F-482, F-483, F-484, F-486, F-487, F-172D, MCF-350SF, TF-1025SF, TF-1117SF, TF-1026SF, TF-1128, TF-1127, TF-1129, TF-1126, TF-1130, TF-1116SF, TF-1131, TF1132, TF1027SF, TF-1441, TF-1442, TF-1752 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기의 잉크의 표면장력을 조절하기 위해 첨가되는 계면활성제는 열경화성 블랙 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0.1 내지 0.5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 계면활성제의 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 잉크의 표면장력을 낮추는 효과가 충분치 않아 블랭킷에 잉크 조성물을 코팅 시 코팅불량이 발생하게 되고, 0.5 중량부를 초과할 경우에는 계면활성제가 과량으로 사용되어 잉크의 상용성 및 소포성이 오히려 감소하게 되는 문제점이 있다.

본 발명에 따른 열경화성 블랙 잉크 조성물에서 패턴 전사 특성 및 공정 특성 확보를 위해 용매를 추가로 포함할 수 있고, 그 비제한적인 예로는 메틸 에틸 케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에틸 에테르, 2-에톡시 프로판올, 2-메톡시 프로판올, 3-메톡시 부탄올, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 에틸 셀로솔브아세테이트, 메틸 셀로솔브아세테이트, 부틸 아세테이트 및 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 용매는 열경화성 블랙 잉크 조성물 100 중량부에 대해 65 내지 90 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명의 열경화성 블랙 잉크 조성물에는 필요에 따라 추가로 분산제, 밀착촉진제 및 산화방지제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 추가로 사용할 수 있다.

상기 분산제는 미리 안료를 표면처리하는 형태로 안료에 내부 첨가시키는 방법, 또는 안료에 외부 첨가시키는 방법으로 사용할 수 있다. 상기 분산제로는 고분자형, 비이온성, 음이온성, 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있으며, 그 예로는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가알콜, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 또는 알킬아민 등이 있다. 이들은 단독으로 첨가하거나 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 밀착촉진제는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 또는 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다.

상기 산화방지제는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2,6-g,t-부틸페놀 등을 사용할 수 있다.

상기 첨가제는 전체 열경화성 블랙 잉크 조성물에 대해 0 초과 내지 5 중량부 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명은 전술한 열경화성 블랙 잉크 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 제공한다.

여기서, 패턴은 목적하는 용도에서 요구되는 형태를 갖는 것을 의미한다.

본 발명에 따른 열경화성 블랙 잉크 조성물의 각 성분은 본 명세서에 기재된 패턴의 제조 공정을 위하여 적용된 조건, 예컨대 건조 및/또는 경화 조건 하에서 변형될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 패턴은 상기 조성물의 각 성분이 상기 조건 하에서 가능한 변형이 된 상태를 포함할 수 있다.

상기 패턴은 터치 패널의 베젤 패턴인 것이 바람직하다.

도 2는 본 발명에 따른 열경화성 블랙 잉크 조성물을 이용하여 형성된 패턴이 적용된 기판을 나타낸 도이다.

또한, 본 발명은 전술한 패턴을 포함하는 전자소자를 제공한다.

상기 전자소자는 액정표시장치, 디스플레이, 터치 패널 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 패널인 것이 바람직하다. 터치 패널용 패턴은 액정표시장치용 블랙 매트릭스 패턴에 비하여 매우 단순하여 리버스 오프셋 프린팅 공정을 통하여 쉽게 형성할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 전자소자는 전술한 본 발명에 따른 패턴을 포함하는 것을 제외하고는 당기술 분야에 알려진 구성을 가질 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 >

< 실시예 1>

롤 프린팅용 잉크는 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 고저항의 카본 블랙이 사용된 카본 블랙 분산액으로 Tokushiki사의 BK-4664 (전체 카본 블랙 분산액 100 중량부에 대하여 체적저항이 10¹²Ω㎝카본 블랙 안료 20 중량부, 아크릴계 분산 수지 5 중량부, 프로필렌 클리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 75 중량부 함유) 49.85 중량부, 아크릴계 수지 바인더로 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 7:3의 몰비로 형성된 공중합체(Mw=7,000, 산가 113㎎KOH/g) 3.19 중량부, 비스페놀 A계 에폭시 수지(에폭시 당량 170) 2.18 중량부, 멜라민 수지 Cymel303 1.18 중량부, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.1 중량부, 불소계 계면활성제로 TF-1752 0.28 중량부, 용매로 프로필렌 클리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 21.41 중량부, 메틸에틸케톤 20.31 중량부, 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 1.5 중량부를 혼합하였으며, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.

< 비교예 1>

실시예 1에서 중저항의 카본 블랙을 사용한 카본 블랙 분산액으로 Tokushiki사의 BK-8067 (전체 카본 블랙 분산액 100 중량부에 대하여 체적저항이 10⁸Ω㎝카본 블랙 안료 20 중량부, 아크릴계 분산 수지 5 중량부, 프로필렌 클리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 75 중량부 함유)을 49.85 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.

< 비교예 2>

실시예 1에서 아크릴계 수지 바인더로 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 7:3의 몰비로 형성된 공중합체(Mw=23,000, 산가 35㎎KOH/g) 3.19 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 1 및 비교예 1, 2를 사용한 결과를 하기 표 1에 정리하였다.

[표 1]

실시예 1의 잉크 조성물에 의하여 전사된 패턴은 패턴전사 공정마진이 우수하고, 고저항값을 나타내며, 클리쉐 세정시간도 10초 이내로 짧게 나타난다. 또한, 도 3에 의하면 테이퍼각도 23도로 낮으며 패턴 형태도 규칙적인 형태로서 양호하다.

반면, 비교예 1의 잉크 조성물에 의하여 전사된 패턴은 체적 저항값이 낮아 터치 패널의 베젤 패턴용으로 사용하기에 적합하지 않으며, 비교예 2의 잉크 조성물에 의하여 전사된 패턴은 패턴전사 공정마진, 클리쉐 세정 시간 등의 면에서 우수하지 못하며, 도 4에 의하면 테이퍼 각도도 80도 이상으로 매우 크며, 그 패턴도 양호하지 못함을 확인할 수 있다.

Claims

바인더 수지; 경화제; 및 10¹¹Ω㎝ 이상의 저항을 갖는 카본 블랙 안료를 포함하고, 패턴 형성 시 10¹¹Ω㎝ 이상의 저항을 갖는 열경화성 블랙 잉크 조성물이며,
상기 카본 블랙 안료의 함량은 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지는 산기를 포함하는 모노머 및 상기 모노머와 공중합 가능한 모노머와의 공중합체를 포함하는 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지는 열경화성 바인더 수지를 포함하는 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서 상기 바인더 수지의 산가는 40 내지 150 mgKOH/g인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 15,000인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지의 유리전이온도는 80℃ 이하인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 바인더 수지의 함량은 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 경화제는 상온에서 액상을 유지할 수 있는 특성의 에폭시 수지, 아크릴계 다관능성 단량체, 멜라민 수지 중에서 선택된 1종 이상인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 경화제의 함량은 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 10 중량부인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 계면활성제를 더 포함하는 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 11에 있어서, 상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제 또는 불소계 계면활성제인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 11에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 0.1 내지 0.5 중량부인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 용매를 추가로 포함하는 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 14에 있어서, 상기 용매의 함량은 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 65 내지 90 중량부인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 분산제, 밀착촉진제 및 산화방지제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 16에 있어서, 상기 첨가제 함량은 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 0 초과, 5 중량부 이하인 것인 열경화성 블랙 잉크 조성물.
청구항 1 및 3 내지 17 중 어느 하나의 항의 열경화성 블랙 잉크 조성물을 이용하여 형성된 패턴.
청구항 18에 있어서, 상기 패턴은 터치 패널의 베젤 패턴인 것인 패턴.
청구항 18의 패턴을 포함하는 전자소자.
청구항 20에 있어서, 상기 전자소자는 터치 패널인 것인 전자소자.