KR102248518B1 - 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 형성방법 및 이에 의해 제조된 베젤패턴 - Google Patents

베젤패턴 형성용 광중합성 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 형성방법 및 이에 의해 제조된 베젤패턴 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 기판에 적용하기 위해 개발된 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 형성방법, 이에 의해 제조된 베젤패턴, 이렇게 제조된 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판, 및 인쇄 패턴이 불량한 베젤패턴을 제거하는 리워크 방법에 관한 것으로, 상기 조성물은 특정 성분들을 특정한 함량 범위로 포함함으로써 제거하기 용이하면서도 고온 가열 공정이 필요 없이 디스플레이 기판에 충분한 밀착력을 갖고 경화감도 및 연필경도가 양호한 베젤패턴 제조에 적합하다.

Description

베젤패턴 형성용 광중합성 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 형성방법 및 이에 의해 제조된 베젤패턴 {PHOTOPOLYMERIZABLE COMPOSITION FOR FORMING BEZEL PATTERN, METHOD OF MANUFACTURING BEZEL PATTERN USING THE SAME, AND BEZEL PATTERN PREPARED BY USING THE SAME}
본 발명은 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 형성방법, 이에 의해 제조된 베젤패턴, 이렇게 제조된 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판, 및 인쇄 패턴이 불량한 베젤패턴을 제거하는 리워크 방법에 관한 것이다.
TV, 모니터 등에 사용되는 OLED 디스플레이 기판이나 LCD 디스플레이 기판의 주변에는 기기 구동을 위한 금속 배선이 위치한다. 종래에는 이를 가리기 위해 기판 외부에 베젤 역할을 하는 별도의 플라스틱 케이싱을 설치하였으나, 최근에는 경량화 및 박화를 달성하기 위해 별도의 베젤 구조물을 사용하는 대신 잉크젯 등의 인쇄 방법을 이용하여 기판 위에 베젤 패턴을 직접 인쇄하는 방법이 사용되고 있다.
베젤 인쇄용 조성물은 상온에 가까운 온도에서 잉크젯 공정이 가능하면서, 기재 및 디스플레이 물질에 영향을 주지 않도록 고온 공정 없이 상온 노광만으로 공정이 가능하다. 특히 유리 기판에 우수한 부착 특성을 지니도록 착색제, 에폭시 등의 양이온 광중합성 단량체, 희석 용제, 광개시제 및 기타 첨가제 등으로 이루어진 양이온 광중합성 조성물이 알려져 있다(본 출원인에 의한 대한민국 특허출원 제10-2014-0072070호 및 제10-2015-0138094호 참조).
일반적으로 인쇄물의 불량이 발생했을 때에는 인쇄물 자체를 파기할 수 있으나, 고가의 디스플레이 기판을 파기하는 것은 경제적 손실이 크다. 따라서, 디스플레이 기판 위에 불량하게 인쇄된 광중합성 조성물을 제거한 후 재활용하는 것이 필요하다. 디스플레이 기판 위에 인쇄된 광중합성 조성물은 액체 상태이므로, 인쇄 직후부터 노광 공정을 통해 경화되기 전까지는 통상의 솔벤트 세정을 통해 제거하기 어렵지 않다. 그러나, 4개의 변에 액체 조성물이 도포된 상태의 디스플레이 기판을 높은 청정도의 라인에서 취급하기 어려운 단점이 있다. 또한, 공정 시간 단축을 위해서는 인쇄 직후 도포 불량 검사를 수행하는 것보다 인쇄, 노광의 후속 공정을 전부 마친 후 불량 검사를 수행하는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 노광되어 경화된 베젤패턴을 제거해야 한다.
위에 기재한 본 출원인에 의한 특허출원의 양이온 광중합성 조성물을 통해 형성된 베젤패턴은 내화학성이 우수한 에폭시 화합물을 기반으로 하기 때문에, 일단 경화된 후에는 제거하는 것이 어렵다. 통상적으로 에폭시 화합물의 제거를 위해서는 연마제가 배합되는 공정을 사용하거나, 에폭시 망목 구조 내에 침투하는 박리제에 침지하는 방법 등을 사용하나, 디스플레이 기판을 손상시킬 가능성이 있어 적용이 어렵다.
한편, 아크릴 화합물을 기반으로 하는 자유 라디컬 광중합성 조성물은 경화 후에도 제거가 용이한 편이나, 중합 시의 체적 수축이 크기 때문에 디스플레이의 유리 기판에 대한 충분한 밀착을 위해서는 고온 가열 공정이 필수이다.
따라서, 경화 후에도 제거하기 용이하면서도 고온 가열 공정이 필요 없이 디스플레이 기판에 충분한 밀착력을 갖는 베젤패턴 제조용 조성물의 개발이 요구된다.
대한민국 특허출원 제10-2014-0072070호 대한민국 특허출원 제10-2015-0138094호
본 발명의 목적은 디스플레이 기판에 대한 밀착성이 우수하면서도 경화 후에도 제거하기 용이한 베젤패턴 제조용 광중합성 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 형성방법, 이에 의해 제조된 베젤패턴, 이렇게 제조된 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판, 및 인쇄 패턴이 불량한 베젤패턴을 제거하는 리워크 방법을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 착색제, 에폭시 단량체, 옥세탄 단량체, 비닐 단량체, 양이온성 광중합 개시제, 밀착증진제 및 희석 용제를 포함하는, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 본 발명에 따른 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물을 사용하여 기판 상에 베젤패턴을 형성하는 단계; 및 b) 상기 베젤패턴에 자외선을 조사하여 경화하는 단계를 포함하는, 베젤패턴의 형성방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 광중합성 조성물이 경화되어 기판 상에 형성된 디스플레이 기판용 베젤패턴을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판을 제공한다.
추가로, 본 발명은 상기 베젤패턴 중 불량 인쇄된 것을 용매 및 무진 천을 이용한 세정을 통해 제거하는 것을 포함하는, 베젤패턴의 리워크 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물은 디스플레이 기판의 베젤패턴에 적용하기 위해 개발된 베젤잉크로서, 디스플레이 기판에 대한 밀착성, 경화 감도 및 경도가 우수하고, 불량 인쇄 시 제거가 용이하다.
도 1은 경화된 광중합 조성물의 리워크성 평가를 위한 장치 사진이다.
도 2는 도 1의 장치에서 척(chuck)이 1분에 30회의 속도로 전/후 이동을 하며 도막을 마찰하였을 때 50회 이내에 대부분의 도막이 벗겨지는 경우와 50회 시점에서 도막이 완전히 벗겨지지 않은 경우를 보여주는 사진이다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시양태를 가질 수 있는 바, 특정 실시양태들을 예시하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명에 따른 광중합성 조성물은 착색제, 에폭시 단량체, 옥세탄 단량체, 비닐 단량체, 양이온성 광중합 개시제, 밀착증진제 및 희석 용제를 포함한다.
상기 착색제는 카본 블랙, 흑연, 금속 산화물 및 유기블랙 안료로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 블랙 잉크 안료를 포함한다.
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, 시스토VGPF, 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(데구사㈜); 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㈜) 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 유기블랙 안료로 아닐린 블랙, 락탐 블랙 또는 페릴렌 블랙계열 등을 사용할 수 있으나, 이로 한정하는 것은 아니다.
상기 착색제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 10중량%, 예를 들어, 5 내지 8중량%로서, 상기 함량이 2중량% 미만일 경우에는, 베젤에 적용할 만한 수준의 광학밀도(optical density, OD)가 나타나지 않으며, 10중량% 초과일 경우, 과량의 착색제가 잉크에 분산되지 않고 침전물이 형성될 수 있다.
상기 에폭시 단량체는 양이온 중합형으로서, 구체적으로 비스페놀형 에폭시 단량체, 노볼락형 에폭시 단량체, 글리시딜 에스테르형 에폭시 단량체, 글리시딜 아민형 에폭시 단량체, 선형 지방족 에폭시 단량체, 비페닐형 에폭시 단량체 및 지환식 에폭시 단량체 중에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 지환식 에폭시 단량체는, 에폭시화 지방족 고리기를 하나 이상 포함하는 단량체를 의미할 수 있다.
에폭시화 지방족 고리기를 포함하는 상기 지환족 에폭시 단량체에서, 상기 에폭시화 지방족 고리기는 지환식 고리에 결합된 에폭시 기를 의미하는 것으로, 예를 들면, 3,4-에폭시시클로펜틸기, 3,4-에폭시시클로헥실기, 3,4-에폭시시클로펜틸메틸기, 3,4-에폭시시클로헥실메틸기, 2-(3,4-에폭시시클로펜틸)에틸기, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, 3-(3,4-에폭시시클로페틸)프로필기 또는 3-(3,4-에폭시시클로헥실)프로필기 등의 관능기가 예시될 수 있다. 상기에서 지환식 고리를 구성하는 수소 원자는, 임의적으로 알킬기 등의 치환기에 의해 치환될 수도 있다. 상기 지환식 에폭시 단량체로는, 예를 들면, 이하에서 구체적으로 예시되는 단량체를 사용할 수 있으나, 사용할 수 있는 에폭시 단량체가 하기의 종류에 제한되는 것은 아니다.
예컨대 디시클로펜타디엔디옥사이드, 시클로헥센옥사이드, 4-비닐-1,2-에폭시-4-비닐시클로헥센, 비닐시클로헥센디옥사이드, 리모넨모노옥사이드, 리모넨디옥사이드, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3-비닐시클로헥센옥사이드, 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸알코올, (3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실)메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트, 에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실)에테르, 3,4-에폭시시클로헥센카르본산 에틸렌글리콜디에스테르, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 아케마(Arkema)사의 리모넨 디옥사이드, 다이셀(Daicel)사의 셀록사이드 8000 및 셀록사이드 2021P, 국도화학사의 YD-128, 하진켐텍사의 EPIOL-DE204 등을 사용할 수 있다.
상기 에폭시 단량체의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 6 내지 12중량%, 예를 들어, 7.5 내지 10.5중량%일 수 있다. 상기 에폭시 단량체의 함량이 12중량%를 초과하면 잉크 조성물의 점도가 상승하여 잉크젯 공정성능이 저하되고, 6중량% 미만이면 경화 감도가 저하될 수 있다.
상기 옥세탄 단량체는 양이온 중합성 단량체로서 일관능성 옥세탄 단량체와 이관능성 옥세탄 단량체를 포함하고, 양이온성 경화된 잉크 조성물의 점도를 낮추는(일례로, 25℃에서 50cP 미만) 작용을 할 수 있다.
구체적으로는, 3-에틸-3-히드록시메틸 옥세탄, 비스[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸 에테르, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 디[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸]에테르, 3-에틸-3-[(2-에틸헥실옥시)메틸]옥세탄, 3-에틸-3-시클로헥실옥시메틸 옥세탄, 페놀노볼락 옥세탄 등이 예시될 수 있다. 상기 옥세탄 단량체로는, 예를 들면, 동아합성사의 「아론 옥세탄(ARON OXETANE) OXT-101」, 「아론 옥세탄 OXT-121」, 「아론 옥세탄 OXT-211」, 「아론 옥세탄 OXT-221」 또는 「아론 옥세탄 OXT-212」 등을 사용할 수 있다. 이들은 1개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 단량체와 2개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 단량체 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.
상기 옥세탄 단량체 중 일관능성 옥세탄 단량체의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 3 내지 12중량%, 예를 들어, 5 내지 10중량%이다.
일 실시양태에서, 상기 에폭시 단량체:옥세탄 단량체의 중량 비율은 1:5 내지 1:10이다.
상기 비닐 단량체는, 예를 들면, BASF사의 4-하이드록시부틸비닐에테르, 시클로헥산비닐에테르, 디에틸렌글리콜비닐에테르, 트리에틸렌글리콜비닐에테르 등이 예시될 수 있다.
상기 비닐 단량체의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 4 내지 12중량%, 예를 들어, 6 내지 10중량%이다.
상기 광중합 개시제는 양이온 중합성의 개시제로서, 구체적으로는 자외선의 조사에 의해 양이온(cation) 종이나 브론스테드산을 만들어내는 화합물, 예를 들면, 요오드늄 염 및 설포늄 염 중 적어도 1종을 포함한다. 상기 요오드늄 염 또는 설포늄 염은, 자외선 경화 과정에서 잉크에 함유된 불포화 이중결합을 가지는 모노머가 반응하여 고분자를 형성하는 경화 반응이 일어나도록 한다. 일 예로, 상기 광중합 개시제는 SbF6 -, AsF6 -, BF6 -, (C6F5)4B-, PF6 - 또는 RfnF6 -n으로 표시되는 음이온을 가지는 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 현재 시판되고 있는 상품으로는 Irgacure 250, Irgacure 270, Irgacure 290, CPI-100P, CPI-101A, CPI-210S, Omnicat 440 및 Omnicat 550, Omnicat 650 등이 있고, 이들 광중합 개시제는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 본 발명의 일 양태에서, 상기 광중합 개시제는 Speedcure 920(Lamberti사 제품)일 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 10중량%, 예를 들어, 3 내지 5중량%로서, 상기 광중합 개시제의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 경화 반응이 충분하지 못할 우려가 있고, 10중량%를 초과할 경우에는 모두 용해되지 않거나, 점도가 증가하여 잉크젯 공정성이 저하될 수 있다.
상기 밀착증진제는 상기 광중합성 조성물과 디스플레이 기판 사이의 밀착력을 향상시키기 위한 것으로서, 예를 들어, Evonik사의 3-글리시딜트리메톡시실란을 사용할 수 있다.
상기 밀착증진제는 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 4중량%, 예를 들어, 2 내지 3중량%로 포함된다. 상기 밀착증진제의 함량이 1중량% 미만일 경우에는 기판과 인쇄층의 부착력이 저하될 수 있고, 4중량%를 초과할 경우에는 잉크의 안정성 및 경화감도가 저하될 수 있다.
상기 희석 용제는 본 발명에 따른 광합성 조성물을 이용하여 디스플레이 기판에 베젤 패턴을 인쇄한 후에도, 경화감도가 우수한 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있고, 예를 들면, 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 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, 2-에톡시 에탄올, 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, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트와 같은 유기 용매를 사용할 수 있다.
상기 희석 용제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 10 내지 30중량%, 예를 들어 15 내지 20중량%로서, 상기 용매의 함량이 10중량% 미만일 경우에는 잉크의 점도가 높아지거나 베젤층의 두께가 두꺼워질 우려가 있고, 30중량%를 초과할 경우에는 경화감도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 광중합성 조성물은, 필요에 따라, 계면활성제, 광증감제 및 광안정화제 중 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
상기 계면활성제는 잉크의 표면장력을 조절하여 제팅(jetting)이 원활하게 일어나게 하며, 또한, 디스플레이 기판에서 잉크가 적절하게 퍼지도록 하는 것으로서, DIC(DaiNippon Ink & Chemicals)사의 Megafack F-444, F-475, F-478, F-479, F-484, F-550, F-552, F-553, F-555, F-570 및 RS-75, 또는 아사히 가라스사의 Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 및 S-145, 또는 스미토모 스리엠사의 Fluorad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 및 FC-4430, 또는 듀퐁사의 Zonyl FS-300, FSN, FSN-100 및 FSO, 또는 BYK사의 BYK-306, BYK-310, BYK-320, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-342, BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-370, BYK-371, BYK-378, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK-399, BYK-3440, BYK-3441, BYK-UV3500, BYK-UV3530, BYK-UV3570, BYKETOL-AQ, BYK-DYNWET 800, BYK-SILCLEAN 3700 및 BYK-UV 3570, 또는 테고사의 Rad 2100, Rad 2011, Glide 100, Glide 410, Glide 450, Flow 370 및 Flow 425 등을 예시할 수 있으며, 이들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제가 상기 광중합성 조성물에 포함될 경우 그 함량은, 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 5중량%, 예를 들어, 0.5 내지 3중량%이고, 상기 계면활성제의 함량이 0.1중량% 미만일 경우에는, 조성물의 표면장력을 낮추는 효과가 충분하지 않아 기판에 조성물을 코팅 시 코팅 불량 현상이 발생하게 되고, 5중량%를 초과할 경우에는, 계면활성제가 과량으로 사용되어 조성물의 상용성 및 소포성이 오히려 감소하게 되는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 광증감제는, 예를 들어, Sigma-Aldrich사의 9,10-디에톡시안트라센을 사용할 수 있고, 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 3중량%, 예를 들어, 2중량%로 포함될 수 있다.
상기 광안정화제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 3중량%일 수 있다.
본 발명에서 사용하는 광중합성 조성물은 잉크젯 프린팅 직후 짧은 시간 내에 퍼짐이 일어나서 우수한 도막 특성을 나타내며, 경화되어 우수한 접착 특성을 나타낸다. 따라서, 상기 광중합성 조성물을 적용하는 경우에는 잉크젯 프린팅과 동시에 경화가 가능하도록 잉크젯 헤드 바로 뒤에 UV-lamp를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 광중합성 조성물의 경화 도즈량은 1 내지 10,000mJ/㎠, 바람직하게는 1,000 내지 3,000mJ/㎠일 수 있다.
상기 광중합성 조성물은 250nm 내지 450nm, 바람직하게는 360nm 내지 410nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하여 경화된다.
상기 광중합성 조성물의 점도는 일 예로 25℃에서 1cP 내지 50cP, 바람직하게는 25℃에서 3cP 내지 45cP의 점도를 가짐으로써 잉크젯 공정에 적합하다. 상기의 점도 범위를 갖는 광중합성 조성물은 공정 온도에서의 토출이 양호하다. 상기 공정 온도는 광중합성 조성물의 점도가 낮아지도록 가열한 온도를 의미한다. 공정 온도는 10℃ 내지 100℃일 수 있으며, 바람직하게는 20℃ 내지 70℃이다.
상기 광중합성 조성물의 경화 후 테이퍼 각은 0°∼ 30°, 바람직하게는 0°~ 10°이다.
본 발명의 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법은, a) 상기 광중합성 조성물을 사용하여 기판 상에 베젤패턴을 형성하는 단계; 및 b) 상기 베젤패턴에 자외선을 조사하여 경화하는 단계를 포함한다.
또한 본 발명의 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법은, 상기 a) 단계 이전에, 기판의 세정 및 건조 단계를 추가로 포함할 수 있다. 이는 잉크의 코팅성 향상 및 이물질로 인한 얼룩의 제거를 위해 기판의 표면에너지에 따라 표면 처리를 선택적으로 실시하기 위함이다.
구체적으로 상기 표면 처리는 습식 표면처리, UV 오존, 상압 플라즈마 등의 처리에 의하여 실시될 수 있다.
상기 기판 상에 베젤패턴을 형성하는 방법으로는 포토리소그라피 및 스크린 인쇄 대신 잉크젯(Inkjet) 인쇄, 그라비아(Gravure) 코팅 및 리버스 오프셋(Reverse offset) 코팅 중에서 선택된 방법을 사용할 수 있다.
상기 베젤패턴의 형성방법에서, 상기 a) 단계는 10℃ 내지 100℃의 공정 온도에서 실시할 수 있고, 상기 b) 단계는 250nm 내지 450nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하여 경화되는 것일 수 있다.
상기 방법으로 기판의 특정 부분에 베젤 패턴을 형성하기 위해 1cP 내지 50cP의 낮은 점도를 지니는 광중합성 조성물을 도포한다. 도포된 상기 조성물은 자외선을 포함하는 노광을 통해 경화되며, 그 결과 0.1 내지 20㎛, 보다 구체적으로는 0.5 내지 5㎛의 얇은 막 두께를 지니는 베젤 패턴이 제조될 수 있다.
본 발명의 광중합성 조성물을 경화시키기 위한 광원으로는, 예컨대 파장이 250㎚ 내지 450㎚의 광을 발산하는 수은 증기 아크(arc), 탄소 아크, Xe 아크, LED 경화기 등이 있으나 반드시 이에 국한되지는 않는다.
상기 베젤 패턴은 경화 처리한 후에 측정되는 테이퍼 각이 0°∼ 30°이고, 두께가 0.1 내지 20㎛이고, 점도가 1cP 내지 50cP일 수 있다. 또한, 상기 테이퍼 각은 바람직하게는 0°∼ 10°일 수 있고, 상기 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5㎛일 수 있으며, 상기 점도는 바람직하게는 1cP 내지 20cP일 수 있다. 본 발명의 베젤 패턴은 상기와 같은 특징을 가짐으로써 큰 단차에 의한 단락, 기포 발생 및 필름의 이형에 따른 시감 품위 저하를 나타내지 않을 수 있다.
상기 베젤패턴의 광학밀도(OD)는 막 두께 1.0㎛ 기준으로 0.05 내지 2.5이며, 필요에 따라, 0.1 내지 1.5일 수 있다. 이 경우 베젤패턴에 의한 차폐특성이 우수한 장점이 있다. 광학밀도가 2.5를 초과할 경우에는 투입해야 할 안료의 요구 함량이 매우 높아지기 때문에 잉크의 제조 및 잉크젯 공정에 악영향을 미칠 수 있으며, 광중합성 조성물이 방사선에 의한 경화되는 것을 저해 할 수 있다.
본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 디스플레이 기판의 베젤패턴을 제공한다. 본 발명에서 베젤패턴은 시계, 디스플레이 장치 등 각종 장치의 테두리 부분에 형성되는 패턴을 말한다.
이렇게 제조된 베젤패턴 중 인쇄가 불량하게 된 베젤패턴은 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF), 디에틸포름아미드(DEF), N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소부틸 알코올, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 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, 2-에톡시 에탄올, 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, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트에서 선택된 하나 이상의 용매와 무진 천을 이용한 세정을 통해 제거될 수 있다.
본 발명에 따라 형성한 베젤패턴의 경화 감도는 395nm UV-LED를 이용한 평가에서 노광량 3000mJ/㎠ 이내에서 경화한 후 도막 표면에 끈적임이 없는 것이다.
본 발명에 따라 형성한 베젤패턴은 경도가 연필 경도계를 이용한 평가에서 1H 이상인 것이다.
본 발명에 따라 형성한 베젤패턴은 기판과의 밀착성이 노광 후 10분 이내에 ASTM D3359 규격을 통한 시험에서 4B인 것이다.
또한, 본 발명은 상기 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판을 제공한다. 여기서, 상기 디스플레이는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display, LCD-TFT) 및 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 중 어느 하나에 사용되는 것일 수 있다.
추가로, 본 발명은 상기 베젤패턴 중 불량 인쇄된 것을 용매 및 무진 천을 이용한 세정을 통해 제거하는 것을 포함하는, 베젤패턴의 리워크 방법을 제공한다.
상기 리워크 방법에서, 상기 용매는 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF), 디에틸포름아미드(DEF), N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소부틸 알코올, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 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, 2-에톡시 에탄올, 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, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트에서 선택된 하나 이상일 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예 및 비교예 : 양이온 광중합성 조성물의 제조
실시예 1
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 5중량%, 리모넨 디옥사이드(Arkema사) 10중량%, 아론 옥세탄 101(동아합성사) 41중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 9중량%, 4-하이드록시부틸비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 디에틸렌 글리콜(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 2
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 10중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 45중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 7.5중량%, 시클로헥산비닐에테르(BASF사) 8중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 3
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 7.5중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 45.5중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 7.5중량%, 디에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 4
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 5중량%, 셀록사이드 8000(Daicel사) 10중량%, 아론 옥세탄 101(동아합성사) 44.5중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 6중량%, 트리에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸에테르(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 5
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 5중량%, YD-128(국도화학사) 9중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 45중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 5중량%, 트리에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 6중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸에테르(덕산약품공업사) 20중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 6
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 5중량%, EPIOL-DE204(하진컴텍사) 9중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 45중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 5중량%, 트리에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 6중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 20중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 7
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 2.5중량%, YD-128(국도화학사) 6중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 49중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 7.5중량%, 시클로헥산비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
실시예 8
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 7.5중량%, YD-128(국도화학사) 10중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 42.5중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 5.5중량%, 시클로헥산비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 본 발명의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
Figure 112017129677240-pat00001
비교예 1
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 7.5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 13.5중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 40중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 5중량%, 시클로헥산비닐에테르(BASF사) 9.5중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 1의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 2
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 7.5중량%, EPIOL-DE204(하진컴텍사) 13.5중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 40중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 5중량%, 시클로헥산비닐에테르(BASF사) 9.5중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 2의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 3
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 7.5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 5중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 50중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 5중량%, 트리에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 8중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 3의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 4
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 10중량%, 셀록사이드 8000(Daicel사) 10중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 55중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸에테르(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 4의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 5
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 7 10중량%, 셀록사이드 8000(Daicel사) 10중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 40중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 15중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸에테르(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 5의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 6
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 10중량ㅍ, 아론 옥세탄 101(동아합성사) 42.5중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 10중량%, 트리에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 12.5중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 10.5중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 6의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 7
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 10중량%, 아론 옥세탄 101(동아합성사) 42.5중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 10중량%, 디에틸렌글리콜비닐에테르(BASF사) 12.5중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 10.5중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 2.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 7의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 8
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 10중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 10중량%, 아론 옥세탄 101(동아합성사) 47.5중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 10중량%, 시클로헥산비닐에테르(BASF사) 2.5중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 10중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 3중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 8의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 9
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 7.5중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 45중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 10중량%, 4-하이드록시부틸비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 15중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 0.5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 9의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
비교예 10
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 양이온 광중합성 조성물의 총 중량에 대해, C.I. Pigment Black 5중량%, 셀록사이드 2021P(Daicel사) 7.5중량%, 아론 옥세탄 221(동아합성사) 45중량%와 아론 옥세탄 212(동아합성사) 10중량%, 4-하이드록시부틸비닐에테르(BASF사) 10중량% 및 에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트(덕산약품공업사) 10.5중량%를 반응기에 투입하여 6시간 동안 반응시킨 다음, 여기에 Speedcure 920(Lamberti사) 5중량%, 9,10-디에톡시안트라센(Sigma-Aldrich사) 2중량% 및 3-글리시딜트리메톡시실란(Evonik사) 5중량%를 투입하여 상온에서 24시간 동안 교반하여 비교예 10의 양이온 광중합성 조성물을 제조하였다.
아래 표 2에서, 본 발명에 따른 에폭시 단량체의 함량, 옥세탄 단량체 중 아론 옥세탄 212의 함량, 비닐 단량체의 함량 및 밀착증진제의 함량 범위를 벗어나는 수치를 밑줄로 표시하였다.
조성 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10
흑색 색재 (C.I. Pigment Black 7) 7.5 7.5 7.5 10 10 5 5 10 5 5
에폭시 단량체 (리모넨디옥사이드, Arkema사)
에폭시 단량체 (셀록사이드 2021P, Daicel사) 13.5 5 10 10 10 7.5 7.5
에폭시 단량체 (셀록사이드 8000, Daicel사) 10 10
에폭시 단량체 (YD-128, 국도화학사)
에폭시 단량체 (EPIOL-DE204, 하진켐텍사) 13.5
옥세탄 단량체 (아론 옥세탄 101, 동아합성사) 42.5 42.5 47.5
옥세탄 단량체 (아론 옥세탄 221, 동아합성사) 40 40 50 55 40 45 45
옥세탄 단량체 (아론 옥세탄 212, 동아합성사) 5 5 5 0 15 10 10 10 10 10
비닐 단량체 (4-하이드록시부틸비닐에테르, BASF사) 10 10
비닐 단량체 (시클로헥산비닐에테르, BASF사) 9.5 9.5 2.5
비닐 단량체 (디에틸렌글리콜비닐에테르, BASF사) 12.5
비닐 단량체 (트리에틸렌글리콜비닐에테르, BASF사) 8 12.5
디에틸렌글리콜, 덕산약품공업사
프로필렌글리콜 메틸에테르, 덕산약품공업사 15 15
에틸렌글리콜 부틸에테르 아세테이트, 덕산약품공업사 15 15 15 10.5 10.5 10 15 10.5
광중합 개시제 (Speedcure 920, Lamberti사) 5 5 5 5 5 5 5 5 5 5
광증감제 (9,10-디에톡시안트라센, Sigma-Aldrich사) 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2
밀착증진제 (3-글리시딜트리메톡시실란, Evonik사) 2.5 2.5 2.5 3 3 2.5 2.5 3 0.5 5
시험예 1 내지 4: 양이온 광중합성 조성물로 제조된 시편의 물성 평가
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 양이온 광중합성 조성물에 대해 아래와 같이 경화감도, 리워크성, 연필경도 및 밀착성을 평가하였고, 실시예 1 내지 8의 조성물에 대한 결과를 아래 표 3에, 비교예 1 내지 10의 조성물에 대한 결과를 아래 표 4에 나타내었다.
시험예 1: 경화감도
디스플레이용 유리 기판(EAGLE XG, Corning사)을 100mm × 100mm 크기로 면취(面取, chamfer)하고, 아세톤, 이소프로필 알코올, 초순수 각각에 순서대로 5분간 침지하여 초음파세정을 실시한 후, 120℃에서 30분간 건조시켜 준비하였다. 상기 유리 기판 위에 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 양이온 광중합성 조성물을 각각 1ml씩 적하한 후, 메이어 바(Meyer bar)를 이용하여 약 5㎛ 내외의 두께로 도막을 형성한 후, UV-LED 경화기(파장 395nm, ~1000mW/㎠)를 이용하여 경화하였다. 도막의 표면에 미끈거리거나 끈적이는 미반응물이 남지 않을 때까지 걸리는 시간에 따라 1초 노광(노광량 1000mJ/㎠) 후 도막의 표면이 완전 경화되었을 경우를 A라 하고, 3초 노광(노광량 3000mJ/㎠) 후 완전 경화되었을 경우를 B, 3초 이상의 노광이 필요할 경우를 C로 하였다. A인 경우와 B인 경우가 양호한 결과로 평가된다.
시험예 2: 리워크성
시험예 1에서 준비한, 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 양이온 광중합성 조성물로부터 제조된 도막을 내마모 테스트기(Fastness Rubbing Tester, 기배이앤티)를 이용하여 용매에 의한 세정성을 비교하였다. 도 1에서 보는 바와 같이, 테스트 척(chuck)에 부직포 와이퍼를 부착한 후, 2000g 중량의 추를 장착하였다. 와이퍼에 용매를 뿌린 후, 장비의 전원을 켜면 척이 기판 기준으로 1분에 30회의 속도로 전/후 이동을 하며, 도막을 마찰하여 제거하였다. 용매로는 제거성이 높으나 인체 유해성 우려가 있는 디메틸포름아미드(DMF) 및 NMP와 이와는 반대로 인체 유해성이 적은 아세톤 및 에틸 알코올을 이용하였다. 20회 이내에 대부분의 도막이 벗겨진 경우를 A, 50회 이내에 대부분의 도막이 벗겨진 경우를 B, 50회 시점에서 도막이 완전히 벗겨지지 않은 경우를 C로 하였다. 50회 이내에 대부분의 도막이 벗겨진 경우와 50회 시점에서 도막이 완전히 벗겨지지 않은 경우를 도 2의 사진으로부터 확인할 수 있다. A인 경우가 양호한 결과로 평가된다.
시험예 3: 연필경도
시험예 1에서 준비한, 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 양이온 광중합성 조성물로부터 제조된 도막을 연필경도 테스트기(기배이앤티)를 이용하여 평가하였다. 각 샘플은 상온에서 1일간 거치된 상태에서 평가하였다. 테스트에 사용된 연필의 경도값을 기준으로 스크래치가 발생했을 경우, 막의 경도를 4B ~ 2H까지 기록하였다. 1H 이상이 양호한 결과로 평가된다.
시험예 4: 밀착력
시험예 1에서 준비한, 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 10에서 제조된 양이온 광중합성 조성물로부터 제조된 도막을 노광 후 10분 이내에 ASTM D3359 규격을 통한 시험으로 0B 내지 5B로 평가하였다. 4B 이상이 양호한 결과로 평가된다.
조성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8
경화 감도 A A A A B B B A
리워크성 에틸
알코올		 B A A B A B A A
아세톤 A A A A A A A A
NMP A A A A A A A A
DMF A A A A A A A A
연필경도 2H 2H 1H 1H 2H 2H 2H 2H
밀착성 4B 4B 4B 4B 4B 4B 4B 4B
조성 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7 비교예 8 비교예 9 비교예 10
경화 감도 A A C A B A A C B B
리워크성 에틸
알코올		 C B B C B A A B C C
아세톤 B B A C A A A B A C
NMP B B A B A A A B A B
DMF B A A A A A A A A A
연필경도 2H 2H HB 2H 2B 4B 2B HB 1B 2H
밀착성 4B 4B 2B 4B 4B 4B 4B 4B 1B 5B
평가결과
위의 표 3 및 4의 결과로부터, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 조성물은 경화감도 B 이상, 연필경도 1H 이상, 밀착성 4B 이상을 보이며, 리워크성의 경우 에틸 알코올에 대한 결과 중 3개만 B로 나타나고 나머지는 A로 나타나는 바, 본 발명에 따른 조성물은 적합한 물성을 갖는다는 것을 확인할 수 있었다.
이에 반해, 비교예 1 및 2의 조성물은 에폭시 단량체의 함량이 각각 13.5중량%의 과량 투입으로 리워크성이 부족하여 대부분 B 또는 C로 나타났으며, 비교예 3은 에폭시 단량체 함량이 5중량%로서 과소 투입으로 경화감도가 C로 부족하고, 연필경도와 밀착성도 각각 HB 및 2B로 불량하였다.
비교예 4는 아론 옥세탄 212가 투입되지 않은 바, 에틸 알코올 및 아세톤 리워크성이 C로 불량하였고, 비교예 5의 경우 15중량%의 과량 투입으로 경화감도가 다소 떨어짐과 동시에 연필경도도 2B로 불량하였다.
비교예 6 및 7과 같이 비닐 단량체가 각각 12.5중량%로서 과량 투입된 결과, 연필경도가 각각 4B 및 2B로 대폭 저하되었으며, 비교예 8과 같이 2.5%의 과소 투입 시에는 경화감도가 C로 불량하였고, 에틸 알코올, 아세톤 및 NMP 리워크성이 B로 부족하였으며, 연필경도가 HB로 부족하였다.
비교예 9와 같이 알콕시실란 함량이 0.5중량%로서 과소 투입된 경우, 에틸 알코올 리워크성이 C로 불량하였고 연필경도가 1B로 부족하였고 밀착성이 1B로 불량하였다. 한편, 비교예 10과 같이 알콕시실란 함량이 5%로서 과량 투입된 경우에는 에틸 알코올 및 아세톤 리워크성이 C로 불량하였다.
정리하면, 본 발명에 따라 에폭시 단량체, 일관능성 옥세탄 단량체, 비닐 단량체 및 밀착증진제를 특정 함량 범위로 포함하는 광중합성 조성물은 경화 후 경화감도, 리워크성, 연필강도 및 밀착성이 양호한 도막을 제공하는 효과를 나타낸다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 실시예를 통해 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (43)

  1. 착색제, 에폭시 단량체, 옥세탄 단량체, 비닐 단량체, 양이온성 광중합 개시제, 밀착증진제 및 희석 용제를 포함하는 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물로서,
    상기 에폭시 단량체의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 7.5 내지 10.5중량%이고,
    상기 옥세탄 단량체는 일관능성 옥세탄 단량체와 이관능성 옥세탄 단량체를 포함하고,
    상기 일관능성 옥세탄 단량체의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 5 내지 10중량%이고,
    상기 에폭시 단량체:옥세탄 단량체의 중량 비율이 1:5 내지 1:10이고,
    상기 비닐 단량체의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 6 내지 10중량%이고,
    상기 밀착증진제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 3중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 계면활성제, 광증감제 및 광안정화제로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상을 추가로 포함하는 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙, 흑연, 금속 산화물 및 유기블랙 안료로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상의 블랙 잉크 안료인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 착색제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 2 내지 10중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 요오드늄 염 또는 설포늄 염인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 광중합 개시제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 10중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  12. 삭제
  13. 제1항에 있어서, 상기 희석 용제는 디에틸렌 글리콜, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 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, 2-에톡시 에탄올, 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, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 희석 용제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 10 내지 30중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  15. 제2항에 있어서, 상기 계면활성제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 0.1 내지 5중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  16. 제2항에 있어서, 상기 광증감제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 3중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  17. 제2항에 있어서, 상기 광안정화제의 함량은 상기 광중합성 조성물의 총 중량에 대해 1 내지 3중량%인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 상기 광중합성 조성물의 경화 도즈량이 1 내지 10,000mJ/㎠인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 상기 광중합성 조성물의 점도는 25℃에서 1cP 내지 50cP인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 상기 광중합성 조성물의 경화 후 테이퍼 각이 0°~ 30°인 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  21. 제1항에 있어서, 상기 광중합성 조성물은 250nm 내지 450nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하여 경화되는 것인, 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물.
  22. a) 제1항에 따른 베젤패턴 형성용 광중합성 조성물을 사용하여 기판 상에 베젤패턴을 형성하는 단계; 및
    b) 상기 베젤패턴에 자외선을 조사하여 경화하는 단계를 포함하는, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  23. 제22항에 있어서, 상기 a) 단계 이전에, 기판의 세정 및 건조 단계를 추가로 포함하는 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 기판의 세정 및 건조 단계는 습식 표면처리, UV 오존 처리, 상압 플라즈마 처리로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 처리에 의하여 실시되는 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  25. 제22항에 있어서, 상기 a) 단계에서 기판 상에 베젤 패턴을 형성하는 방법은 잉크젯(Inkjet) 인쇄, 그라비아(Gravure) 코팅 및 리버스 오프셋(Reverse offset) 코팅 중에서 선택된 방법인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  26. 제22항에 있어서, 상기 a) 단계는 10℃ 내지 100℃의 공정 온도에서 실시하는 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  27. 제22항에 있어서, 상기 b) 단계는 250nm 내지 450nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하여 경화되는 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  28. 제22항에 있어서, 상기 베젤패턴의 두께가 0.1 내지 20㎛인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  29. 제22항에 있어서, 상기 베젤패턴의 점도가 1cP 내지 20cP인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  30. 제22항에 있어서, 상기 베젤패턴의 테이퍼 각이 0°~ 30°인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  31. 제22항에 있어서, 상기 베젤패턴의 광학밀도(optical density, OD) 값이 막 두께 1.0㎛당 0.1 내지 1.5인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴의 형성방법.
  32. 제1항의 광중합성 조성물이 경화되어 기판 상에 형성된 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  33. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 두께가 0.1 내지 20㎛인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  34. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 점도가 1cP 내지 20cP인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  35. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 테이퍼 각이 0°~ 30°인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  36. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 광학밀도(OD) 값이 막 두께 1.0㎛당 0.1 내지 1.5인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  37. 제32항에 있어서, 불량 인쇄된 베젤패턴이 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF), 디에틸포름아미드(DEF), N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소부틸 알코올, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 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, 2-에톡시 에탄올, 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, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 용매와 무진 천을 이용한 세정을 통해 제거되는 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  38. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 경화 감도가 395nm UV-LED를 이용한 노광량 3000mJ/㎠ 이내의 경화 후 도막 표면에 끈적임이 없는 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  39. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 경도가 연필 경도계를 이용한 평가에서 1H 이상인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  40. 제32항에 있어서, 상기 베젤패턴의 기판과의 밀착성이 노광 후 10분 이내에 ASTM D3359 규격을 통한 시험에서 4B인 것인, 디스플레이 기판용 베젤패턴.
  41. 제32항의 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판.
  42. 제32항의 베젤패턴 중 불량 인쇄된 것을 용매 및 무진 천을 이용한 세정을 통해 제거하는 것을 포함하는, 베젤패턴의 리워크 방법.
  43. 제42항에 있어서, 상기 용매가 아세톤, 디메틸포름아미드(DMF), 디에틸포름아미드(DEF), N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈, 메틸 알코올, 에틸 알코올, 이소프로필 알코올, n-프로필 알코올, n-부틸 알코올, 이소부틸 알코올, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 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, 2-에톡시 에탄올, 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, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상인 것인, 베젤패턴의 리워크 방법.
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