KR20040065263A - 터치 패널 스페이서 도트 및 그의 제조 방법 - Google Patents

터치 패널 스페이서 도트 및 그의 제조 방법 Download PDF

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KR20040065263A
KR20040065263A KR10-2004-7009129A KR20047009129A KR20040065263A KR 20040065263 A KR20040065263 A KR 20040065263A KR 20047009129 A KR20047009129 A KR 20047009129A KR 20040065263 A KR20040065263 A KR 20040065263A
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엘리사 엠. 크로스
로버트 에스. 모쉬레프자데
제시카 엘. 보스-케엘
브란트 유. 콜브
에밀리 에스. 괴너
브라이언 이. 오프더-헤이드
마이클 제이. 로브레쉬트
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쓰리엠 이노베이티브 프로퍼티즈 컴파니
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Abstract

본 발명은 터치 패널 및 나노복합체 물질을 포함하는 스페이서 도트를 포함하는 터치 패널 기재를 제공한다. 본 발명은 또한 터치 패널 적용을 위한 스페이서 도트의 잉크 제트 인쇄 방법을 제공한다. 스페이서 도트 및 스페이서 도트의 제조 방법은 좋은 내구성, 조절가능한 크기, 모양, 및 간격, 원하는 광학 성질을 가진 스페이서로 이를 수 있다.

Description

터치 패널 스페이서 도트 및 그의 제조 방법{TOUCH PANEL SPACER DOTS AND METHODS OF MAKING}
내구성 터치 스크린은 강성 기재, 연성 기재, 및 스페이서 도트를 포함한다. 스페이서 도트는 기재 사이에 배치되어 각 기재에 공급된 전도성 코팅 사이의 원하지 않은 접촉을 예방한다. 연성 기재는 터치 표면을 제공한다. 사용자가 연성 기재의 터치 표면에 충분한 힘을 가하면, 전도성 코팅 사이에 접촉이 일어날 수 있고, 터치의 위치가 결정될 수 있다. 스페이서 도트는 스크린 인쇄 및 사진 석판술을 포함한 다수의 기술을 사용해 만들어져 왔다.
<발명의 요약>
터치 패널 스페이서 도트는 터치 패널의 수명 동안에 반복적 힘을 경험한다. 스페이서 도트가 고장나면, 터치 패널의 기능성이 고장날 수 있다. 실로, 다수의 터치 패널의 고장 유형은 최소한 부분적으로 스페이서 도트에 기인할 수 있다. 더욱이, 스페이서 도트가 의도한 바와 같이 형성되지 않으면 (예를 들면, 스페이서 도트의 분실, 불일치되게 크기 또는 간격을 갖는 도트 등), 터치 패널의 반응이 패널에 걸쳐 불균일할 수 있다. 또 더욱이, 사용자에 보이는 스페이서 도트는 터치 패널을 통해 직접 디스플레이가 관찰되는 용도에서 디스플레이의 영상 출현으로부터 주의를 딴데로 돌릴 수 있다. 그래서, 신뢰할 수 있고 조절가능하게 형성할 수 있고, 원하는 내구성 및 물리적 보존성을 보이고, 원하는 광학적 성질을 가진, 터치 패널 스페이서 도트가 필요하다.
본 발명은 첫번째 전도성 코팅을 포함하는 첫번째 기재를 제공하는 단계, 첫번째 전도성 코팅에 복수의 도트를 잉크 제트 인쇄하는 단계, 도트를 경화하여 첫번째 기재에 부착된 스페이서를 형성하는 단계, 및 외부 힘이 가해지지 않을 때 터치 위치의 감지를 막고 첫번째 및 두번째 기재 사이에 충분한 지엽적 외부 힘이 가해질 때 지엽적 터치 위치의 감지를 허용하기 위해, 스페이서가 첫번째 및 두번째 기재 사이의 거리를 유지하도록 첫번째 기재 위에 두번째 전도성 코팅을 포함하는 두번째 기재를 위치시키는 단계를 포함하는, 터치 활성화 사용자 입력 장치의 제조 방법을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 경화성 젤 조성물을 제공하는 단계, 젤 조성물을 가열하여 액체 조성물을 형성하는 단계, 투명 전도성 코팅 위로 액체 조성물을 잉크 제팅하여 복수의 도트를 형성하는 단계, 도트를 젤 상태로 냉각하는 단계, 및 도트를 경화시켜 투명 전도성 코팅에 도트를 부착하는 단계를 포함하는, 터치 패널에서 스페이서로서 적절한 도트의 형성 방법을 제공한다. 경화된 도트는 높이가 약 2 미크론 또는 그 이상이고 높이 대 직경의 종횡비가 약 1:10 또는 그 이상을 가진다.
또다른 측면에서, 본 발명은 에너지 경화성 유체 부형제에 분산된 표면-변형된 무기 나노입자를 포함하는 나노복합체 조성물을 인쇄하여 전도성 코팅에 복수의 경화성 도트를 형성하는 단계, 및 경화성 도트를 경화하여 전도성 코팅에 도트를 부착하는 단계를 포함하는, 터치 패널 스페이서 도트의 제조 방법을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 터치 패널에의 사용에 적절한 투명 전도성 코팅을 선택하는 단계 및 (i) 높이 대 직경의 종횡비가 약 1:10 또는 그 이상인 투명 전도성 코팅 위에 높이 약 2 내지 10 미크론 또는 그 이상을 가진 액적을 형성하기 위해 투명 전도성 코팅 위에 잉크 제트 인쇄할 수 있고, 및 (ii) 투명 전도성 코팅의 변형 없이 경화시 투명 전도성 코팅에 부착할 수 있는, 경화성 젤 조성물을 제제화하는 단계를 포함하는, 터치 패널 스페이서 도트의 제조 방법을 제공한다.
추가의 또다른 측면에서, 본 발명은 첫번째 전도성 코팅을 포함하는 첫번째 기재, 두번째 전도성 코팅을 포함하는 두번째 기재, 및 외부 힘이 가해지지 않을 때 터치 위치의 감지를 막고 첫번째 및 두번째 기재 사이에 충분한 지엽적 외부 힘이 가해질 때 지엽적 터치 위치의 감지를 허용하기 위해, 첫번째 및 두번째 기재 사이의 거리를 유지하도록 첫번째 및 두번째 기재 사이에 배치된, 표면-변형된 무기 나노입자 약 5 중량% 또는 그 이상을 포함하는 나노복합체 물질을 포함하는 복수의 스페이서 도트를 포함하는, 터치 패널을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 복수의 스페이서 도트를 포함하는 터치 패널 기재를 제공하는 단계, 기재를 분실 또는 손상된 스페이서 도트에 대해 검열하는 단계, 및 검열 단계에서 인지된 분실 또는 손상된 스페이서 도트를 충전 또는 회복하기 위해 물질을 잉크 제트 인쇄하는 단계를 포함하는, 터치 패널 스페이서 도트의 제조 방법을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 첫번째 기재, 첫번째 기재 위에 배치된 두번째 기재, 및 첫번째 및 두번째 기재 사이에 배치된, 잉크 제트 인쇄에 의해 형성된 복수의 스페이서 도트를 포함하는, 터치 패널을 포함하는 디스플레이 시스템을 제공한다.
또다른 측면에서, 본 발명은 첫번째 기재, 첫번째 기재 위에 배치된 두번째 기재, 및 표면-변형된 무기 나노입자 약 5 중량% 또는 그 이상을 포함하는 나노복합체 물질을 포함하는 복수의 스페이서 도트를 포함하는, 터치 패널을 포함하는 디스플레이 시스템을 제공한다.
본 발명은 일반적으로 스페이서 도트를 포함하는 터치 패널 및 터치 패널용 스페이서 도트의 인쇄 방법에 관한 것이다.
본 발명은 첨부한 도면과 연결하여 본 발명의 다양한 실시태양의 하기 자세한 설명을 고려하여 더 완전히 이해될 수 있다.
도 1은 스페이서 도트를 포함하는 터치 패널의 부분 개략 측면도이다.
도 2는 터치 패널 기재 요소 위로 잉크 제트 인쇄되는 스페이서 도트의 부분 개략 평면도이다.
도 3은 터치 패널 기재 요소 위의 단일 스페이서 도트의 개략 측면도이다.
본 발명은 다양한 변형 및 별법 형태로 될 수 있고, 그의 특징은 도면에서 예시의 방식으로 보여주었고 자세히 설명되어질 것이다. 그러나, 설명된 특정 실시태양으로 본 발명을 제한하려는 의도가 아님을 이해해야 한다. 반대로, 본 발명의 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형, 등가물, 및 별법을 포함하려는 의도이다.
본 발명은 일반적으로 터치 패널 사용자 인터페이스 장치용 스페이서 도트로서 사용하기 적절한 구조물 및 그런 구조물의 제조 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 터치 패널, 및 잉크 제트 인쇄에 의해 만들어진 스페이서 도트를 포함하는 터치 패널용 기재 요소 뿐만 아니라 인쇄된 나노복합체 스페이서 도트에 관한 것이다. 본 발명은 또한 터치 패널에서 스페이서 도트로 사용하기 적절한 구조물의 형성을 위한 잉크 제트 인쇄 방법에 관한 것이다.
도 1은 내구성 터치 스크린(100)의 부분도를 보여준다. 이는 하부 요소(110) 및 상부 요소(120)을 포함한다. 하부 요소(110)은 하부 기재(112), 전도층(114), 및 복수의 스페이서 도트(116)을 포함한다. 상부 요소(120)은 상부 기재(122) 및 전도층(124)를 포함한다. 보여진 것 처럼, 최소한 상부 요소(120)은 연성이 있어 바늘(130) (또는 보여지지 않은 손가락 또는 다른 적절한 물건) 같은 물건이 터치 패널(100)의 한 지점에 눌려졌을 때, 상부 요소(120)이 지엽적으로 변형될 수 있다. 바늘 또는 다른 물건으로부터 가해진 지엽적 힘이 충분한 경우, 하부 전도층(114) 및 상부 전도층(124) 사이에, 예를 들면 접촉 위치(132)에서 접촉이 일어날 수 있다. 이런 외부 "터치"에 기인한 두 전도층 사이의 전기적 접촉의 위치가 결정될 수 있어, 사용자 입력 데이터를 제공한다. 예를 들면, 터치 패널(100)은 전자적 디스플레이 또는 그래픽스 (보여지지 않음) 위로 적절히 위치될 수 있어 사용자가 터치 패널을 통해 디스플레이 또는 그래픽스를 볼 수 있고 또한 터치 패널을 입력 장치로 사용할 수 있다. 다른 경우에는, 터치 패널이 불투명하여 마우스 패드, 전자 서명 패드 등과 같은 입력 장치로서 사용될 수 있다.
보여진 것 처럼, 하부 요소(110)은 기재(112), 전도성 코팅(114), 및 스페이서(116)을 포함한다. 상부 요소(120)은 추가적으로 또는 별법적으로 스페이서 도트를 포함할 수 있는 것으로 또한 예상된다. 일반성을 잃지 않으면서 단순함을 위해 스페이서 도트는 도면에서 하부 요소의 부분으로 보여진다. 기재(112)는 임의의 적절한 물질일 수 있고, 터치 패널(100)이 터치 패널을 통해 보이게 되는 디스플레이 또는 다른 물건 위에 위치되는 경우에는, 기재(112)는 일반적으로 가시 광선에 대해 투과성이다. 예시의 기재(112)는 유리 및 경질 플라스틱, 예를 들면 폴리아크릴레이트, 폴리카르보네이트 등을 포함하나, 연질 물질도 또한 사용될 수 있다. 전도성 코팅(114)는 임의의 적절한 전도성 코팅이 될 수 있고, 비쳐 보이는 (see-through) 터치 패널을 원하는 때에는 투명한 전도성 코팅도 또한 될 수 있다. 예시의 투명 전도성 코팅은 인듐 틴 옥시드 (ITO) 같은 투명 전도성 산화물을 포함한다. 전도성 코팅은 또한 예를 들면, 전도성 중합체 같은 전도성 유기 코팅을 포함할 수 있다.
스페이서 도트(116)은 전도성 코팅(114) 위에 배치되고, 바람직하게는 부착된다. 스페이서 도트는 외부의 지엽적 힘을 가하지 않을 때 하부 전도성 코팅(114) 및 상부 전도성 코팅(124) 사이의 갭을 유지하고, 충분한 지엽적 외부의 힘을 가할 때 하부 및 상부 전도성 코팅의 지엽적 접촉을 허용하는 기능을 한다. 도트의 크기, 모양, 및 간격은 전도성 코팅 사이의 전기적 접촉을 일으키는데 필요한 힘 (터치 스크린의 작동 힘, 또는 "터치-다운" 힘)을 조절하기 위해 변화될 수 있다. 도트의 크기, 모양, 및 간격은 또한 특히 디스플레이가 터치 패널을 통해 보여지고자 의도된 경우 터치 스크린의 광학적 성질에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 스페이서 도트가 그를 통해 투과된 빛이 산란되는 경향의 성질이 있는 때, 스페이서 도트는 그 크기가 직경으로 수십 미크로미터일 지라도 사용자에 가시화될 수 있다. 더욱이, 도트의 재료 및 기계적 성질은 터치 패널의 기능성에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면, 도트와 그가 결합하는 코팅 사이의 결합 세기는 터치 패널의 기능성 (예를 들면, 스페이서 도트는 바람직하게 터치 패널의 유용한 수명 동안에 전도성 코팅에 부착된 채로 유지된다)에 영향을 줄 수 있다. 스페이서 도트는 또한 실질적으로 그의 모양 및 부착을 유지하고, 터치 패널의 유용한 수명 동안 파손을 견딜 수 있도록 충분히 강해야 한다.
본 발명에 따라, 스페이서 도트는 터치 패널 기재 위에 예를 들면, 투명 전도성 코팅 또는 다른 전도성 코팅을 포함하는 것들 위에 물질의 액적을 잉크 제트 인쇄하여 형성될 수 있다. 도 2는 기재(210), 기재 위에 배치된 투명 전도성 코팅(220), 및 잉크 제트 노즐(240)으로부터 스페이서 도트 물질(250)을 잉크 제트 인쇄함으로써 전도성 코팅 위에 형성된 액적(230)을 포함하는 제품(200)의 개략도를 보여준다. 잉크 제트 인쇄된 액적은 인쇄 후에 경화, 예를 들면 방사선 노출, 열 노출 등에 의한 경화에 의해 고화될 수 있다. 많은 경우에, 잉크 제트 인쇄된 액적의 위치 및 모양을 인쇄용으로 덜 점성인 상태에서 터치 패널 스페이서 도트에 적절한 크기 및 모양을 유지하는 더 점성인 상태로 액적을 냉각함으로써 설정하는것이 바람직하다. 인쇄된 물질이 잉크 제트 인쇄를 위해 가열되는 경우에, 냉각은 표면과의 접촉 후 즉시 일어날 수 있다. 물질은 적합하다면, 그후 경화 (또는 달리 고화됨) 될 수 있다.
스페이서 도트의 잉크 제트 인쇄는 터치 패널 스페이서 도트를 형성하는 종래의 방법에 비해 많은 이점을 제공할 수 있다. 잉크 제트 인쇄는 비-접촉 인쇄 방법이어서, 스크린 또는 마스크의 사용 및(또는) 종래 스페이서 도트 인쇄 동안의 습식 공정 시에 일어날 수 있는 접촉에 의한 표면의 손상 및(또는) 오염이 없이 스페이서 도트를 ITO 및 다른 전도성 코팅 위에 직접 인쇄하게 허용한다. 잉크 제트는 일률적인 모양, 크기, 및 간격을 갖는 도트를 제조할 수 있는 고도의 조절가능한 인쇄 방법을 제공한다. 조절가능한 도트 모양, 간격, 및 치수는 터치 패널의 원하는 물리적 성질 예를 들면, 장치의 터치 표면에 걸쳐 균일한 터치 작동 힘을 가진 것을 선택할 수 있어 바람직하다.
잉크 제팅은 또한 모든 도트가 인쇄됐다는 고도의 신뢰도를 제공할 수 있고, 만약 도트를 놓친 것이 발견되면, 다시 돌아가 적합한 위치에 빠진 도트를 인쇄할 수 있는 기능을 제공할 수 있다. 대조적으로, 스크린의 스크린 인쇄는 막혀, 하나 이상의 도트가 인쇄되지 않은 인쇄된 도트 패턴을 초래할 수 있다. 스크린 인쇄, 사진석판술, 및 다른 종래 인쇄 방법은 다시 돌아가 하나 이상의 특정한 빠진 도트를 인쇄하는 기능을 제공하지 않는다. 이들 경우, 잉크 제트 인쇄는 스크린 인쇄 단계가 도트를 생성하지 못한 위치에 스페이서 도트를 인쇄함으로써 터치 패널 기재의 "회복"에 사용될 수 있다. 잉크 제트 인쇄는 도트 크기, 간격, 및 패턴이 용이하게 변할 수 있어 매우 다용도인 반면, 스크린 인쇄 및 다른 마스크-기재 기술들은 각 개개의 패턴에 다른 스크린 또는 마스크의 사용을 요구한다. 그러므로, 잉크 제팅은 청소 및 유지가 필요한 스크린 또는 마스크의 커다란 재고를 필요로 하지 않는다. 잉크 제트 인쇄는 또한 동일한 기재 요소에 다른 크기를 갖는 도트를 만드는데 사용될 수 있다. 이는 각 도트 위치의 제트된 물질의 양을 조절함으로써 하나의 인쇄 단계로 행해질 수 있거나, 다수의 시도 및(또는) 다수의 노즐을 사용해 행해질 수 있다. 예를 들면, 추가의 물질이 더 큰 (예를 들면, 더 키 큰) 스페이서 도트를 만들기 위해 이전에 형성된 도트 위에 제팅될 수 있다. 잉크 제트 인쇄는 또한 잉크 제트 인쇄의 훨씬 더 고도의 조절성으로 인하여 스크린 인쇄로부터 실제로 얻은 것보다 더 작은 도트 크기를 초래할 수 있다. 예를 들면, 인쇄된 액적의 액적 부피 및 퍼진 양에 의존하여, 잉크 제트 인쇄는 재현성있게 1 미크론보다 더 작은 도트 직경을 생성할 수 있다.
도 3에 예시된 대로, 본 발명에 따른 예시의 스페이서 도트(330)은 높이 H 및 직경 D를 가진 것으로 특성화될 수 있다. 스페이서 도트(330)의 높이 H는 최소한 아무런 터치가 터치 스크린에 가해지지 않을 때 전도성 코팅(320)과 상부 요소 위의 전도성 코팅 (보여지지 않음) 사이의 우연의 전기적 접촉을 피할 수 있게 스페이서 도트의 상부와 전도성 코팅(320) 사이의 거리가 충분하도록 해야 한다. 특히, H는 스페이서 도트가 충분히 크지 않으면 잠재적으로 갭을 연결할 수 있는, 전도성 코팅에 가능한 꺼칠꺼칠함 또는 다른 결함을 갖는 크기보다 최소한 어느 정도 커야 한다. 예시의 경우에, 소정의 용도에서는 더 작은 또는 더 큰 스페이서 도트가 바람직하더라도, 스페이서 도트 높이는 약 2 내지 10 미크로미터의 범위가 될 것이다. 일반적으로, 더 큰 H는 더 낮은 우연한 전기 접촉의 가능성 및 더 큰 작동 힘을 의미한다.
스페이서 도트(330)의 바람직한 직경 D는 일반적으로 높이 H에 의존하여, D의 절대 값이 또한 중요할 수 있으나, H:D의 비가 종종 관련 양이 된다. 더 작은 D를 가진 도트는 사용자에 덜 가시적일 수 있다. 더 작은 D를 가진 도트는 또한 스페이서 도트의 더 적은 총 면적 범위에 기인한 터치 패널의 더 나은 전자적 성능으로 이어질 수 있다. 매우 큰 도트는 터치 스크린 해상도를 감소 및(또는) 작용 힘을 증가시킬 수 있다. 그러나, 더 작은 스페이서 도트는 전도성 코팅과의 더 적은 접촉 면적 및 그로 인한 더 적은 부착에 기인해 덜 강할 수 있다. 효과적이기 위해, 스페이서 도트는 바람직하게 디스플레이의 또는 터치 패널과 통합된 전자적 장치의 전형적인 유용한 수명인, 터치 패널의 바람직한 유용한 수명 동안에 기재 요소에 부착되어 유지된다. 예시적인 경우에, 소정의 용도에서는 더 작은 또는 더 큰 스페이서 도트가 바람직하더라도, 스페이서 도트 직경은 20 내지 200 미크로미터의 범위일 수 있다. 예시의 스페이서 도트는 약 1:10 또는 그 이상 (동등하게, 0.1 또는 그 이상), 더 바람직하게 약 1:5 또는 그 이상 (동등하게, 0.2 또는 그 이상)의 H:D 비를 가진다. 스페이서 도트 높이가 바람직한 것보다 더 작은 경우에는, 잉크 제팅이 그 위의 추가 물질을 인쇄하여 스페이서 도트의 적어도 일부분의 높이를 증가시키는데 사용될 수 있다.
본 발명은 잉크 제트 인쇄된 물질이 터치 패널에 사용하기 적절한 스페이서도트를 형성하기 위해 경화될 수 있도록 전도성 코팅을 포함하는 터치 패널 기재 요소 위로 물질을 잉크 제트 인쇄하는 방법을 제공한다. 잉크 제트 인쇄된 물질이 터치 패널의 적용을 위한 스페이서 도트의 형성에 적절할지 여부 및 정도에 많은 인자가 영향을 미칠 수 있다. 상기한 바와 같이, 잉크 제트된 물질의 광학 성질이 경화시 중요할 수 있다. 예를 들면, 물질이 가시 광선을 산란시킨다면, 스페이서 도트는 사용자에 현저할 수 있고 터치 패널이 디스플레이와 함께 사용될 때 품질을 보는 것으로부터 주의를 딴데로 돌릴 수 있다. 더욱이, 액적을 경화시켜 바람직한 H:D 종횡비를 가진 도트를 형성할 수 있도록 인쇄 후에 상대적으로 적은 퍼짐을 보이는 액적을 인쇄하는 것이 바람직할 것이다. 물질이 인쇄되는 표면이 터치 패널의 전자적 기능성에 그의 존재가 중요한 전도성 코팅 또는 다른 코팅이므로, 높은 H:D 종횡비를 얻기 위한 인쇄된 액적의 "비드-업"을 일으키기 위해 전도성 코팅의 성질을 변화시키는 것이 바람직하지도, 또는 심지어는 가능하지도 않을 수 있다. 환언하면, 인쇄된 액적에 바람직한 모양을 얻기 위해, 잉크 제트 인쇄된 물질이 적어도 물질을 경화시키기에 충분한 동안 인쇄 후의 퍼짐을 저지할 수 있도록 바람직하게 제제화 된다. 또한, 잉크 제트 인쇄된 물질이 기재 요소에 잘 부착되어 결과의 스페이서 도트가 충분한 내구성을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 더 바람직하게, 스페이서 도트는 적합한 내구성 시험을 견딜 수 있도록 충분히 잘 부착되어야 한다. 내구성 시험은 알려진 높이의 바늘이 터치 스크린의 표면을 구체적 횟수의 사이클 동안 앞 뒤로 움직여 임의의 스페이서 도트가 이동, 파손, 또는 부착성을 잃었는가를 보는 선형의 마찰 시험을 포함한다. 스페이서 도트의 물리적 보존성은 또한 특히 더 작은 도트, 또는 상대적으로 큰 H:D 비를 가진 도트에서 중요할 수 있다.
본 발명에서 스페이서 도트의 형성에 사용하기 적절한 예시의 잉크 제트 인쇄가능한 물질은 조절가능한 크기의 액적으로 잉크 제트 인쇄될 수 있고 조절된 모양으로 인쇄된 후에 표면에 유지될 수 있는 물질을 포함한다. 예를 들면, 액적은 스페이서 도트의 의도한 크기 및 모양과 같은 정도의 크기 및 모양을 가지게 인쇄될 수 있다. 별법으로, 액적은 스페이서 도트의 의도한 크기보다 더 작은 크기를 가질 수 있고, 바람직한 크기 및 모양을 가진 스페이서 도트를 생성하기 위해 각 스페이서 도트 위치에 다수의 액적이 인쇄될 수 있다.
잉크 제트 인쇄가능한 젤 물질, 예를 들면 가역성 젤 또는 다른 유사한 물질이 본 발명에 따라 스페이서 도트를 만드는데 사용될 수 있다. 특히, 적절한 젤 물질은 물질의 점성이 물질이 조절가능한 액적으로 잉크 제트 인쇄되도록 허용되는 충분히 낮은 지점까지 가열될 수 있다. 인쇄 표면과의 접촉에 있어, 인쇄된 액적은 퍼짐이 저지될 정도로 충분히 점성이 높은 지점까지 냉각될 수 있다. 종종, 냉각은 접촉에 의해 일어나고 다른 별도의 냉각 단계가 필요 없다. 충분한 냉각은 액적의 위치 및 모양을 제자리에 고정시킬 수 있다. 액적은 인쇄된 후 나중에, 예를 들면 별도의 가공 단계에 의해 경화될 수 있다. 별법으로, 액적은 인쇄되면서 인-라인으로 경화될 수 있다. 예를 들면, 젤은 방사선에의 노출에 의해 경화될 수 있는 경화성 물질일 수 있다.
전도성 코팅에 스페이서 도트를 만들기 위한 잉크 제트 인쇄용 예시 물질은나노복합체 물질 예를 들면, 나노복합체 젤, 예를 들면 공동-양도된 미국 특허 출원 번호 09/756,303에 발표된 나노복합체 물질을 포함한다. 나노복합체 물질은 에너지 경화성 유체 부형제 및 실질적으로 비-응집되는 나노미터-크기의 무기 입자를 포함하는 조성물이다. 나노복합체는 표면 처리로 나노미터-크기의 무기 입자의 표면을 변형시킨 후, 에너지 경화성 유체 부형제 안으로 표면-변형된 입자를 도입함에 의해 제작될 수 있다. 나노복합체 물질은 더 큰 입자 크기 및(또는) 고도의 응집 입자를 가진 무기 산화물 입자가 로딩되는 종래의 잉크보다 많은 이점을 제공한다. 나노복합체 젤은 나노입자가 가역적으로 집합하는 나노복합체 물질이다. 예를 들면, 나노복합체 젤 입자는 젤 형성을 위해 소정의 온도에서 집합할 수 있고 증가된 온도에서 분리 (또는 해응집) 될 수 있다.
나노복합체는 스페이서 도트를 잉크 제트 인쇄함에 특히 이로울 수 있다. 표면 처리 및 나노입자의 작은 크기는 분산을 극히 안정하게 한다. 이는 더 큰 충전제 입자 크기의 경우에 종종 일어나는, 잉크 제트 프린트헤드의 막힘, 충전제의 침전 등이 감소된 잉크 제트 인쇄를 허용할 수 있다. 또한, 나노복합체는 가역적 나노입자의 집합을 보일 수 있어, 물질의 증가된 온도에서의 제팅 및 인쇄시 재-젤화를 허용하여, 그로 인해 퍼짐을 저지한다. 이와 같이, 나노복합체-함유 잉크는 바람직한 도트 획득을 줄 수 있다. 도트 획득 특성은 잉크 조성의 본성, 인쇄 조건, 및 기재의 본성을 포함하는 인자들에 의존한다. 나노복합체 물질은 다능하고, 기재 표면을 변형할 필요없이 다양한 기재에 선호하는 도트 획득을 주도록 화학이 맞추어질 수 있다.
인쇄 방법과 무관하게, 나노복합체 물질은 종래의 발연 실리카 충전제를 포함하는 스크린 인쇄 잉크와 같이 산업 표준 방법에 의해 만들어진 도트와 비교하여 향상된 스페이서 도트를 제공할 수 있다. 종래의 무기 충전제를 가진 잉크는 단지 소량의 무기 충전제로 상당히 증가된 점성을 보이고, 따라서 그 무기 함량이 제한된다. 종래적으로 사용되고 상업적으로 구입가능한 잉크의 예는 제품명 일렉트로다그 PD-038 UV 경화성 유전체 코팅 (Electrodag PD-038 UV Curable Dielectric Coating) 하에 아체슨 콜로이드즈 캄파니 (Acheson Colloids Company)에 의해 판매되는 것이다. 본 발명에 따라, 터치 패널 스페이서 도트를 형성하기 위한 인쇄에 적절한 나노복합체는 매우 더 많은 무기 함량을 함유하고 사용될 적용가능한 인쇄 공정에 적절한 성질 (예를 들면, 잉크 제트 인쇄를 위해 증가된 온도에서 충분히 낮은 점도)을 또한 가진 것으로 만들어질 수 있다. 증가된 무기 함량을 가질 수 있는 능력은 무기 물질의 고도의 물리적 보존성 때문에 더 고도의 스페이서 도트의 내구성을 초래할 수 있다. 실질적 응집 없이 예를 들면, 발연 실리카 복합체를 특징지우는 유형의 입자 응집 없이 나노복합체에 입자를 분산할 수 있는 능력 뿐만 아니라 본 발명에 유용한 나노복합체에서의 작은 무기 입자 크기 때문에 더 고도의 무기 함량이 가능하다. 이는 중량 및 부피 양자에 따른 더 고도의 무기 함량을 허용하고, 그럼에도 더 고도의 무기 함량 물질이 적절히 인쇄되도록 한다. 더 작은 입자 크기 및 실질적 응집의 부재는 또한 더 고도의 광학 선명도를 일으킬 수 있어, 사용자에 덜 눈에 띄는 스페이서 도트를 초래한다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 응집은 입자가 같이 융합된 것을 지칭하는 반면, 집합은 그룹화되나 예를 들면, 조성물의 가열에 의해 분리될 수 있는 입자를 지칭한다.
바람직하게, 본 발명에 따라 스페이서 도트를 형성하기 위한 인쇄가능한 나노복합체는 5 중량% 또는 그 이상의 무기 표면-변형된 나노입자, 더 바람직하게는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 무기 표면-변형된 나노입자를 포함한다. 증가된 나노복합체의 무기 함량은 경도, 계수, 마찰 저항, 및 굴절률 같은 향상된 기계적 및 내구성 성질로 이어질 수 있다. 나노미터-크기의 입자는 일반적으로 가시 광선 파장보다 매우 작고, 이 때문에 광학 선명도를 실질적으로 방해하지 않도록 만들어질 수 있다.
본 발명의 인쇄된 나노복합체 도트는 스크린 인쇄, 잉크 제트 인쇄, 마스크 또는 형판을 통한 인쇄, 음각 인쇄, 전사 인쇄 등과 같은 임의의 적절한 인쇄 방법에 의해 적용될 수 있다. 인쇄 방법과 함께 사용될 예시의 나노복합체 물질은 인쇄 동안 전단 감점성 거동 (스크린 인쇄에 바람직함)을 보일 수 있고(있거나) 물질의 점도가 뉴턴 방식내에 있는 (잉크 제트 인쇄에 바람직함) 온도에서 제트될 수 있는 나노복합체 젤 물질을 포함한다.
다양한 유동적 거동을 가진 나노복합체는 입자 표면 처리 및 유체 부형제의 다른 조합으로 얻어질 수 있다. 입자를 유체 부형제와 더 상용성이게 만드는 표면 처리는 유체, 비교적 낮은 점도, 실질적으로 뉴턴 조성물을 제공하는 경향이 있다. 입자를 유체 부형제와 단지 근소히 상용성이게 만드는 처리는 바람직하게 낮은 탄성과 함께 요변성, 전단 감점성, 및(또는) 가역적 젤 형성 중 하나 이상을 보이는 조성물을 제공하는 경향이 있다. 유체 부형제와 더 불상용성이게 만드는 처리는일반적으로 침강, 상 분리, 집합 등의 경향이 있는 제제를 제공한다. 그러므로, 표면 변형 접근법은 유동적 및 기계적 특성에 대한 거대한 조절 및 유연성을 제공함이 이해될 수 있다.
인쇄를 위해 특히 바람직한 조성물은 원하는 감점성 거동을 보이고, 낮은 탄성을 가지고 유체 상태에 있을 때 실질적으로 아무런 항복 응력을 가지지 않는 점증된 유체 또는 젤 형태이다. 젤화 및(또는) 증점 성질은 바람직하게는 원하는 증점, 요변성, 전단-감점성, 및(또는) 젤화 특성을 촉진시키기 위해 입자를 유체 부형제와 단지 근소히 상용성이게 만드는 표면 변형을 선택함으로써 야기된다. 근소히 상용성인 증점제는 유동적 거동이 시스템에 전해진 에너지의 양에 의존하는 시스템을 제공하는 경향이 있다. 예를 들면, 바람직한 조성물 실시 태양은 실온 및 낮은 (또는 없는) 전단에서 투명한, 맑은 젤으로서 존재할 수 있다. 조성물에 더 고도 전단의 전달, 더 높은 온도로의 가열 (예를 들면, 약 60℃), 및(또는) 음파 또는 다른 적절한 에너지의 전달시에, 젤은 낮은 점도의 유체로 전환된다. 냉각 및(또는) 음파 및(또는) 전단 에너지의 제거시에, 젤이 재형성된다.
바람직하게, 비교적 극성 및 비극성의 표면 처리를 포함하는 조합이 입자의 표면 변형을 달성하는데 사용된다. 한 바람직한 실시 유형에서, 이런 표면 처리제의 조합의 사용은 표면 변형된 입자 및 유체 부형제 사이의 상용성을 이런 제제의 상대적인 양을 변화함으로써 쉽게 조정할 수 있게 만든다. 물론, 소정의 경우의 또다른 선택으로서, 단일 표면 변형 요소 또한 사용될 수 있다. 별법으로 또는 이 접근법에 추가하여, 유체 부형제는 또한 비교적 극성 및 비극성 성분을 포함할 수있다. 이 접근법은 또한 이런 유체 성분의 상대적 양을 변화함으로써 입자와의 상용성 정도가 조정되게 한다.
이론에 치우치지 않기를 바라면서, 유체 부형제 및 입자 표면 사이의 상용성은 입자-입자 상호작용보다 입자-부형제 상호작용을 선호하는 경향이 있다고 믿어진다. 입자-결합제 전구체 상호작용이 선호될 때, 조성물은 낮은 점도 뉴턴 유체로서 존재하는 경향이 있다. 대조적으로, 입자-입자 상호작용이 더 선호될 때, 조성물은 입자의 부피 퍼센트가 증가함에 따라 더 상당히 증점되는 경향이 있다.
다양한 범위의 유동적 성질을 가진 조성물을 형성하기 위해 적절한 본 발명의 바람직한 처리제는 하기 식으로 개략적으로 나타날 수 있다:
(X)r-W-(A)s
상기 식에서, A는 부착가능한 반응 잔기이고, s는 1 이상 내지 4이고, 바람직하게는 1이고; W는 (경우에 따라) r+s의 원자가를 가지고, 바람직하게는 2 내지 30개, 더 바람직하게는 3 내지 20개 탄소 원자를 포함하는 분자 골격을 가진, 비교적 극성 또는 비교적 비극성 잔기이고; X는 (메트)아크릴 잔기 같은 자유 라디칼성 또는 양이온성 반응기를 포함하는 잔기이고; 및 r은 0 내지 4, 바람직하게 0 또는 1이다. 조성물이 잉크 등으로서 기능하는 실시 태양에서는, r은 바람직하게 1이다. 부착가능한 반응 잔기 A는 W에 단일 또는 다중 (예를 들면, A가 시클릭이라면) 연결될 수 있다. 예를 들면, A가 이가라면 양 원자가 위치가 바람직하게 W에 직접 연결된다.
무기 입자의 바람직한 실시 태양이 실리카를 포함할 때, 부착가능한 반응 잔기 A는 바람직하게 실란 관능성 잔기이다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "실란 관능성 잔기"는 산소 원자가 바람직하게 아실옥시 기 및(또는) 알콕시 기의 구성성분인 하나 이상의 산소 원자에 결합한 하나 이상의 Si 원자를 포함하는 가수 분해 가능한 잔기를 지칭한다. 그러므로, 바람직한 실란 관능성 잔기의 대표적 예들은 하기 화학식으로 나타낼 수 있다:
일반적으로, 실란 관능성 잔기의 임의의 Rl, R2, 및 R3은 독립적으로 수소 이외의 임의의 비이온성, 일가 치환기 (또는 Rl및 R2가 화학식 (2)에서와 같이 함께 시클릭 성분을 형성할 때 이가 치환기) 일 수 있다. 또한, 임의의 Rl, R2, 및 R3은 선형, 분지된, 또는 시클릭일 수 있다. 그러므로, 임의의 Rl, R2, R3으로서 사용되기 적절한 잔기의 대표적 예는 임의의 알킬, 아릴, 알크아릴, 아실, 알케닐, 아릴렌 잔기, 그들의 조합 등을 포함한다. 만약 시클릭이라면, 이런 임의의 잔기는 원한다면 복수의 고리를 포함할 수 있다. 예를 들면, 아릴 잔기는 아릴-아릴 구조일 수 있다. 바람직한 실시 태양에서는, 각 Rl, R2, 및 R3은 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자의 알킬기 또는 아세틸 (CH3C(=O)-) 같은 아실기 또는 치환된 또는 비치환된 벤조일 (C6H5C(=O)-)이다. 가장 바람직하게, 각 Rl, R2, 및 R3은 독립적으로 1 내지 4개의 탄소 원자의 더 저급 알킬기, 더 바람직하게는 CH3이다.
근소히 상용성인 또는 다른 실시 태양에 적절한 표면 처리제의 대표적 실시 태양은 유기실란 예를 들면, 이소옥틸 트리메톡시실란, N-(3-트리에톡시실릴프로필)메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트 (PEG3TMS), N-(3-트리에톡시실릴프로필)메톡시에톡시에톡시에틸 카르바메이트 (PEG2TMS), 3-(메트아크릴로일옥시)프로필트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-(메트아크릴로일옥시)프로필트리에톡시실란, 3-(메트아크릴로일옥시)프로필메틸디메톡시실란, 3-(아크릴로일옥시프로필)메틸디메톡시실란, 3-(메트아크릴로일옥시)프로필디메틸에톡시실란, 3-(메트아크릴로일옥시)프로필디메틸에톡시실란, 비닐디메틸에톡시실란, 페닐트리메톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, 도데실트리메톡시실란, 옥타데실트리메톡시실란, 프로필트리메톡시실란, 헥실트리메톡시실란, 비닐메틸디아세트옥시실란, 비닐메틸디에톡시실란, 비닐트리아세트옥시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리이소프로폭시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리페녹시실란, 비닐트리-t-부톡시실란, 비닐트리스(이소부톡시실란), 비닐트리이소프로페녹시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시실란), 및 그들의 혼합물을 포함한다. 상대적으로 극성 및 비극성 표면 처리제의 쌍이 이들 및 유사 물질로부터 선택될 수 있다.
본 발명에 따라 표면 변형된 바람직한 기재 입자는 나노미터-크기의 무기 산화물 입자 예를 들면, 실리카; 알루미나, 활석 산화물, 철 산화물, 지르코니아, 바나디아, 및 티타니아 같은 금속 산화물; 그들의 혼합물 등을 포함한다. 실리카가 가장 바람직한 기재 입자이다. 용어 "나노미터-크기"는 약 5nm 내지 약 500nm, 더 바람직하게 약 5nm 내지 약 200nm, 그보다 더 바람직하게 5nm 내지 100nm의 범위의 평균 입자 직경에 의해 특성화되는 입자를 지칭한다. 이들 크기 범위는 방사선 경화성 결합제 전구체를 바람직하게 포함하는 유체 부형제로의 입자의 분산의 용이함을 촉진한다. 예시의 나노복합체는 약 5 내지 50nm, 더 특히 약 10 내지 30nm 범위의 평균 입자 크기를 보이는 나노입자를 포함한다. 콜로이드의 평균 입자 크기는 투과 전자 현미경을 사용해 주어진 직경을 갖는 입자 수를 세어 측정될 수 있다. 본 발명의 실시에서, 입자 크기는 임의의 적절한 기술을 사용해 결정될 수 있다. 바람직하게, 입자 크기는 수 평균 입자 크기를 지칭하고 투과 전자 현미경 또는 주사 전자 현미경을 사용하는 기기를 사용해 측정된다. 입자 크기를 측정하는 또다른 방법은 중량 평균 입자 크기를 측정하는 동적 광 산란이다. 적절한 것으로 발견된 이런 기기의 한 예는 캘리포니아주 풀러턴 소재 벡크만 쿨터 인크. (Beckman Coulter Inc.)에서 구입가능한 N4 플러스 서브-미크론 파티클 애널라이저 (N4 PLUS SUB-MICRON PARTICLE ANALYZER)이다.
나노복합체는 표면-변형된 무기 나노입자를 포함할 수 있다. 무기 입자의 표면 변형은 사용된 특정 표면 처리제에 따라 물 또는 물과 하나 이상 공-용매의 혼합물에서 수행될 수 있다. 표면 변형은 약 45 중량 퍼센트 이하의 무기 입자, 더 바람직하게 15 내지 25 중량 퍼센트 무기 입자에서 편리하게 수행할 수 있다. 출발 콜로이드 분산액은 원하는 무기 입자 함량을 얻기 위해 물 및(또는) 알코올등과 같은 공-용매로 희석될 수 있다. 알코올 예를 들면, 에탄올, 이소프로필 알코올, 메톡시-2-프로판올 등이 공-용매로서 바람직하다. 공-용매는 조성물 성분의 용해를 돕고 물 제거를 보조하기 위해 다양한 범위의 양으로 사용될 수 있다. 예를 들면, 무기 입자의 출발 콜로이드 분산액 1 중량부에 대해 공-용매 약 1 내지 2 중량부를 사용하는 것이 적절할 것이다.
좋은 적용 범위, 바람직하게 실질적으로 단일층의 적용 범위를 달성하는데 필요한 표면 처리제 대 무기 입자의 중량 비는 표면 처리제 및 입자 크기의 분자량 및 콜로이드의 화학적 조성 같은 인자에 의존한다. 예를 들면, 20nm 실리카 입자 는 실리카 그람 당 약 0.6mMole 실란을 필요로 하는 반면, 75nm 실리카 입자는 실리카 그람 당 약 0.16mMole 실란을 필요로 한다.
표면 처리제는 입자의 표면에 반응적으로 부착할 것이다. 결과의 표면 처리된 입자는 사용된 표면 처리제에 해당하는 상대적 양 및 특성의 표면 성분을 가질 것이다. 성분은 이 반응이 일어나기에 충분한 시간 동안 정치된다. 1 내지 약 48시간, 바람직하게 약 20시간이 적절할 것이다. 성분은 가열되고 및 증온, 예를 들면, 약 35℃ 내지 약 95℃의 온도에서 이 시간 동안 반응을 촉진시키기 위해 유지될 수 있다.
표면 변형된 입자의 결과의 콜로이드 분산액, 원하는 유체 부형제, 및 다른 조성물의 선택적 성분은 그 다음에 균질의 분산액을 얻기 위해 조합되고 철저히 혼합될 수 있다. 조합물이 결합제 전구체 100 중량부에 대해 약 5 내지 50, 바람직하게 15 내지 40 중량 퍼센트 입자 (표면 처리제 제외)를 가지도록 충분한 유체 부형제가 사용된다. 다른 첨가제는 종래 관행에 따른 양으로 사용된다. 그 후 용매(들)는 필요시, 조성물이 원하는 양의 용매를 가질 때까지 제거된다. 방사선 경화성 조성물을 위해, 조성물이 최소한 실질적으로 용매가 없도록 용매는 바람직하게 제거된다. 용매는 임의의 적절한 기술을 사용해 제거될 수 있다.
이미 원하는 방식으로 표면이 처리되지 않았다면, 기재 입자는 분말 또는 젤으로서가 아닌 솔으로서 바람직하게 제공된다. 바람직한 솔은 일반적으로 유체 매질에 분산된 콜로이드 무기 산화물 입자 약 15 내지 약 50 중량 퍼센트를 함유한다. 콜로이드 입자를 위한 적절한 유체 매질의 대표적 예들은 물, 알코올 수용액, 저급 지방족 알코올, 에틸렌 글리콜, N,N-디메틸아세트아미드, 포름아미드, 및 그들의 조합물을 포함한다. 바람직한 유체 매질은 수성, 예를 들면 물 및 임의적으로 하나 이상의 알코올이다. 콜로이드 입자가 수성 용매에 분산될 때, 입자는 각 입자의 표면에 발달하는 공통 전하에 의해 안정화된다. 공통 전하는 유사하게 대전된 입자는 서로 반발하기 때문에 집합 또는 응집보다 분산을 촉진하는 경향이 있다. 대조적으로, 발연 실리카 및 실리카 젤은 융합된 입자들의 응집물이므로, 결합제 전구체와 합해질 때 입자의 균일한 분산을 용이하게 제공하지 않을 것이다. 이런 응집물은 또한 너무 커서 편리하게 잉크 제트될 수 없다.
본 발명의 실시에 유용한 솔은 업계에 잘 알려진 방법에 의해 제조될 수 있다. 적절한 솔은 또한 상업적으로 구입가능하다. 예를 들면, 수용액 중의 콜로이드 실리카는 제품명 "루독스 (LUDOX)" (델라웨어주 윌밍턴 소재 이.아이. 듀퐁 데 네모아스 앤 코., 인크. (E.I. DuPont de Nemours and Co., Inc.), "니아콜(NYACOL)" (메사추세츠주 에쉬랜드 소재 니아콜 코. (Nyacol Co.) 및 "날코 (NALCO)" (일리노이주 오크 브룩 소재 날코 케미칼 코. (Nalco Chemical Co.)) 하에 상업적으로 구입가능하다. 이들 상업적으로 구입가능한 솔의 거의 모두는 염기성인 경향이 있어, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 또는 수산화 암모늄 같은 알카리에 의해 안정화된다. 적절한 콜로이드 실리카의 추가적 예들은 미국 특허 출원 제 5,126,394호에 기술되어 있다.
본 발명에 사용된 솔은 콜로이드의 표면 전하를 상보하기 위해 일반적으로 반대양이온을 포함할 수 있다. pH 및 사용된 콜로이드의 종류에 따라, 콜로이드의 표면 전하는 음성 또는 양성일 수 있다. 그러므로, 양이온 또는 음이온 중 하나가 반대이온으로서 사용된다. 음으로 대전된 콜로이드의 반대이온으로서 사용되기 적절한 양이온의 예들은 Na+, K+, Li+, NR4 +같은 4차 암모늄 양이온을 포함하는데, 여기서 각 R은 임의의 일가 잔기일 수 있으나, H 또는 CH3같은 저급 알킬, 그들의 조합 등이 바람직하다. 양으로 대전된 콜로이드의 반대이온으로서 사용되기 적절한 반대음이온의 예들은 질산염, 아세트산염, 염화물 등을 포함한다.
본 발명의 에너지 경화성 유체 부형제, 또는 결합제 전구체는 일반적으로 적절한 경화 에너지 공급원에 노출시 중합 및(또는) 가교될 수 있는 하나 이상의 에너지 경화성 성분을 전체 또는 부분적으로 도입한다. 부형제의 하나 이상의 개개 성분이 실온에서 비-유체 물질일지라도, 하나 이상의 성분은 최소한 서로 함께 유동의 유체를 형성하도록 합해진다. 다른 원하는 성능 표준에 따라, 임의의 에너지경화성 물질 또는 그들의 조합은 반응성, 유체 부형제로서 조성물에 도입될 수 있다. 이런 성분은 하나 이상의 단량체, 올리고머, 및(또는) 중합체를 포함할 수 있다. 잉크 제트 인쇄 용도를 위해, 이런 물질은, 최소한 조합물로서, 원하는 잉크 제트 프린트헤드 온도 및 전단 조건에서 잉크 제트가능한 점도의 유체로서 바람직하게 존재한다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "단량체"는 하나 이상의 에너지 중합성 기를 가진 비교적 낮은 분자량 물질 (즉, 약 500g/몰보다 작은 분자량을 가짐)을 의미한다. "올리고머"는 약 500 내지 약 10,000g/몰의 분자량을 가진 비교적 중간 분자량 물질을 의미한다. "중합체"는 약 10,000g/몰 이상, 바람직하게 10,000 내지 100,000g/몰의 분자량을 가진 비교적 높은 분자량 물질을 의미한다. 본 명세서에 걸쳐 사용된 용어 "분자량"은 달리 언급하지 않는 한 수 평균 분자량을 의미한다.
본 발명의 실시에서, "에너지 경화성"은 경화 에너지의 적절한 공급원에의 노출시 중합 및(또는) 가교 반응에 참여하는 표면-처리 입자, 단량체, 올리고머, 중합체, 또는 다른 성분 (경우에 따라)으로부터 직접 또는 간접적으로 부속된 관능성을 지칭한다. 이런 관능성은 일반적으로 에너지 노출시 양이온 메카니즘을 통해 경화하는 기들 뿐만 아니라 자유 라디칼 메카니즘을 통해 경화하는 기들을 포함한다. 본 발명의 실시에 적절한 에너지 경화성 기의 대표적 예들은 에폭시 기, (메트)아크릴레이트 기, 올레핀계 탄소-탄소 이중 결합, 알릴옥시 기, 알파-메틸 스티렌 기, (메트)아크릴아미드 기, 시아네이트 에스테르 기, 비닐 에테르 기, 그들의 조합 등을 포함한다. 자유 라디칼성 중합성 기가 바람직하다. 이 중에서, (메트)아크릴 잔기가 가장 바람직하다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "(메트)아크릴"은 아크릴 및(또는) 메트아크릴을 포함한다.
경화성 관능기의 중합 및(또는) 가교를 달성하기 위해 사용된 에너지 공급원은 화학선 (예를 들면, 스펙트럼의 자외선 또는 가시 지역의 파장을 가진 방사선), 가속된 입자 (예를 들면, 전자 빔 방사선), 열 (예를 들면, 열 또는 적외선) 등일 수 있다. 바람직하게, 에너지는 화학선 또는 가속된 입자인데, 이런 에너지는 중합 및(또는) 가교의 개시 및 속도의 훌륭한 조절을 제공하기 때문이다. 또한, 화학선 또는 가속된 입자는 비교적 낮은 온도에서 경화에 사용될 수 있다. 이는 열적 경화 기술을 사용할 때 에너지 경화성 기의 중합 및(또는) 가교의 개시에 필요할 수 있는 비교적 높은 온도에서 민감할 수 있는 성분의 분해 또는 증발을 방지한다. 경화 에너지의 적절한 공급원은 레이저, 전자 빔, 수은 램프, 제논 램프, 탄소 아크 램프, 텅스텐 필라멘트 램프, 일광, 저강도의 자외선 (흑색 광) 등을 포함한다. 중합을 위한 흑색 광의 사용은 많은 다른 종류의 경화 에너지와 비교하여 더 높은 분자량 중합체를 형성하는 경향이 있다. 따라서, 경화시 더 높은 분자량 물질을 형성하는 것을 원할 때, 흑색 광의 사용이 바람직하다.
에너지 경화성 단량체는 일반적으로 에너지 경화성 잔기면에서 모노-, 디-, 트리-, 테트라- 또는 달리 다관능성일 수 있다. 이들 단량체는 더 높은 분자량 성분(들)의 희석제 또는 용매로서 (존재한다면), 점도 감소제로서, 경화시 결합제로서, 및 다른 에너지 경화성 물질에 대한 가교제로서 기능한다. 반응성 유체 부형제에 도입될 이런 단량체의 양은 결과 조성물의 의도된 용도에 따라 다양한 범위내에서 변할 수 있다. 일반적 지침으로서, 본 발명의 유체 부형제는 이런 단량체 약 25 내지 약 100, 바람직하게 40 내지 98 중량 퍼센트를 함유할 수 있다.
반응성 유체 부형제에 사용하기 적절한 일관능성 에너지 경화성 단량체의 대표적 예들은 스티렌, 알파-메틸스티렌, 치환된 스티렌, 비닐 에스테르, 비닐 에테르, N-비닐-2-피롤리돈, (메트)아크릴아미드, N-치환된 (메트)아크릴아미드, 옥틸 (메트)아크릴레이트, 이소-옥틸 (메트)아크릴레이트, 노닐페놀 에톡실레이트 (메트)아크릴레이트, 이소노닐 (메트)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 (메트)아크릴레이트, 이소보르닐 (메트)아크릴레이트, 2-(2-에톡시에톡시)에틸 (메트)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 부탄디올 모노(메트)아크릴레이트, 베타-카르복시에틸 (메트)아크릴레이트, 이소부틸 (메트)아크릴레이트, 시클로지방족 에폭시드, 알파-에폭시드, 2-히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴로니트릴, 말레산 무수물, 이타콘산, 이소데실 (메트)아크릴레이트, 도데실 (메트)아크릴레이트, n-부틸 (메트)아크릴레이트, 메틸 (메트)아크릴레이트, 헥실 (메트)아크릴레이트, (메트)아크릴산, N-비닐카프롤락탐, 스테아릴 (메트)아크릴레이트, 히드록시 관능성 폴리카프롤락톤 에스테르 (메트)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시메틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시프로필 (메트)아크릴레이트, 히드록시이소프로필 (메트)아크릴레이트, 히드록시부틸 (메트)아크릴레이트, 히드록시이소부틸 (메트)아크릴레이트, 테트라히드로푸르푸릴 (메트)아크릴레이트, 그들의 조합물 등을 포함한다.
다관능성 에너지 경화성 물질은 또한 가교 밀도, 경도, 점착성, 마 저항성(mar resistance)등을 포함하는 경화된 필름의 하나 이상의 성질을 강화시키도록 반응 희석제에 도입될 수 있다. 이런 더 고급 관능성 에너지 경화성 단량체의 예들은 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에톡실화 트리메틸롤프로판 트리(메트)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 및 네오펜틸 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 그들의 조합물 등을 포함한다.
다른 종류의 단량체 선택은 또한 하나 이상의 다른 성능 기준을 만족시키기 위해 이루어질 수 있다. 예를 들면, 결과의 경화된 물질의 경도 및 마찰 저항성을 촉진시키기 위해, 본 발명의 유체 조성물은 그의 존재로 경화된 물질, 또는 그의 일부분이, 고 Tg 성분이 없는 달리 동일한 물질과 비교하여, 더 높은 유리 전이 온도, Tg를 가지도록 하는 방사선 경화성 단량체(들) (이하 "고 Tg 성분"이라 지칭)를 유리하게 혼입할 수 있다. 고 Tg 성분의 바람직한 단량체 성분은 일반적으로 그의 동종중합체가 경화된 상태에서 약 50℃ 이상, 바람직하게는 약 60℃ 이상, 및 더 바람직하게는 약 75℃ 이상의 Tg를 가진 단량체를 포함한다. 사용될 때, 고 Tg 성분은 방사선 경화성 반응 희석제의 0.5 내지 100 중량 퍼센트를 구성할 수 있다.
고 Tg 성분으로 혼입되기 적절한 비교적 고 Tg 특성을 가지려는 경향이 있는 방사선 경화성 단량체의 예시적 군은 일반적으로 하나 이상의 방사선 경화성 (메트)아크릴레이트 잔기 및 하나 이상의 비방향족, 알리시클릭 및(또는) 비방향족 헤테로시클릭 잔기를 포함한다. 이소보르닐 (메트)아크릴레이트는 이런 단량체의 한 구체적 예이다. 예를 들면, 이소보르닐 아크릴레이트로부터 형성된 경화된 동종중합체 필름은 88℃의 Tg를 가진다. 단량체 그 자체는 208g/몰의 분자량을 가지고, 실온에서 투명한 유체로 존재하고, 25℃에서 9mPa·s의 점도를 가지며, 25℃에서 31.7dynes/cm의 표면 장력을 가지고, 많은 종류의 올리고머 및(또는) 중합체를 위한 훌륭한 반응 희석제이다. 본 발명의 실시에서, 단량체의 Tg는 단량체의 동종중합체의 경화된 필름의 유리 전이 온도를 지칭하는데, Tg는 시차 주사 열량계 (DSC) 기술에 의해 측정된다. 1,6-헥산디올 디(메트)아크릴레이트는 고 Tg 특성을 가진 단량체의 또다른 예이다.
방사선 경화 전 및 특히 후 모두에 부착을 촉진시키기 위해, 본 발명의 유체 조성물은 이런 부착 촉진 성분이 없는 달리 동일한 제제와 비교하여 그 존재로 미경화된 및(또는) 경화된 물질이 원하는 수용 기재에 더 많이 부착되게 하는 방사선 경화성 단량체(들) (하기에서 "부착 촉진 성분"이라 지칭함)를 유리하게 혼입할 수 있다. 기재가 터치 패널에 사용된 것과 같이 투명한 전도성 물질일 때, 단량체는 그 물질에 양호한 부착성을 제공하도록 선택될 수 있다.
표 I 및 II는 하기 실시예의 제조 및(또는) 평가에 사용된 다양한 물질 및 기기의 명칭, 일반명 및 설명, 및 상업적 제조사를 나열한다. 언급이 달리 없는한, 모든 물질의 퍼센트 양은 중량 퍼센트이다.
재료
명칭 일반명/설명 제조사 (위치)
날코 2327 콜로이드 실리카 (41.5% SiO2) 날코 케미칼 (일리노이주 나퍼빌)
1-메톡시-2-프로판올 알드리치 (Aldrich, 위스콘신주 밀워키)
PEG2TES N-(3-트리에톡시실릴프로필) 메톡시에톡시에틸 카르바메이트 (하기와 같이 만들어짐)
1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (HDDA) 사르토머 캄파니 (Sartomer Company, 펜슬베니아주 엑스턴)
퍼스트큐어 (Firstcure) BD3 광개시제 켐퍼스트 파인 케미칼즈 (Chemfirst Fine Chemicals, 미시시피주 파스카굴라)
CN371 아민 상승제 사르토머 캄파니 (펜슬베니아주 엑스턴)
이르가큐어 (Irgacure) 651 벤질 디메틸 케탈 시바 스페셜티 케미칼즈 (Ciba Specialty Chemicals, 뉴욕주 테리타운)
SR335 라우릴 아크릴레이트 (LA) 사르토머 캄파니 (펜슬베니아주 엑스턴)
CD9052 부착 촉진제 사르토머 캄파니 (펜슬베니아주 엑스턴)
베타-CEA 베타-카르복시에틸 아크릴레이트 론-플랑 수르팍탄트스 앤 스페셜티즈 (Rhone-Poulenc Surfactants and Specialties, 뉴저지주 크랜베리)
BS 1316 이소옥틸트리메톡시실란 와커 실리콘스 코퍼레이션 (Wacker Silicones Corporation)
SR256 2-에톡시에톡시에틸 아크릴레이트 (EEEA) 사르토머 캄파니 (펜슬베니아주 엑스턴)
SR306 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 (TPGDA) 사르토머 캄파니 (펜슬베니아주 엑스턴)
기기
명칭 일반명/설명 제조사 (위치)
30pL 피에조 프린트헤드 크사르, 리미티드 (Xaar, Ltd., 영국 캠브리지)
ITO 코팅된 유리 글라베르벨 (Glaverbel, 벨기에 브루셀스)
위코 (Wyko) NT 2000 도트의 높이 측정하기 위해 사용된 광학 프로필로미터 현미경 비코 인스트루먼트스 인크. (Veeco Instruments Inc., 아리조나주 투쏜)
EFOS 고압 수은 UV 램프 EFOS (온타리오 미시사우가)
퓨션 (Fusion) 중압 수은 UV 램프 퓨션 UV 시스템스, 인크. (Fusion UV Systems, Inc., 메릴랜드주 게티스버그)
GC 기체 크로마토그래피 (모델 5890) 휴레트 페커드 (Hewlett Packard)
TGA 열적 중량측정 분석기 (모델 TA 2940) 티에이 인스트루먼트스 (TA Instruments, 델라웨어주 뉴 케슬)
PEG2TES는 N-(3-트리에톡시실릴프로필) 메톡시에톡시에틸 카르바메이트를 지칭한다. 하기와 같이 제조되었다. 자석 교반 바를 갖춘 250ml 둥근 바닥 플라스크를 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르 (35g) 및 메틸 에틸 케톤 (77g)으로 채웠다. 대부분의 용매를 회전 증발로 제거하여 물을 제거했다. 그 후 3-(트리에톡시실릴) 프로필이소시아네이트 (68.60g)로 플라스크를 채웠다. 디부틸틴 디라우레이트 (~3 mg)를 첨가하고 혼합물을 교반했다. 반응은 약한 발열과 같이 진행되었다. 반응을 적외선 분광계가 아무런 이소시아네이트를 보이지 않는 약 16시간 동안 진행했다. 용매 및 알코올의 나머지를 90℃에서 회전 증발로 제거하여 104.46g의 PEG2TES를 어느 정도 점성의 유체로서 얻었다.
실시예 1:30% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 66% HDDA
날코 2327 (399.3g)을 1 쿼트 병에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (446.7g), PEG2TES (9.30g) 및 A174 (18.90g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 병을 밀폐하고 80℃에서 16시간 가열했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (400.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (114.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.85 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 2부, 사르토머 CN-371 2부, 헥산디올 디아크릴레이트 18.7부, 및 상기 젤 77.3부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 2:20% SiO2, 2% 이르가큐어 651, 78% HDDA
날코 2327 (200.0g)을 1L 플라스크에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (225.0g) 및 PEG2TES (4.719g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 플라스크를 교반하면서 85℃에서 4.5시간 가열했다. A174 (9.549g)를 플라스크에 첨가하고 반응을 85℃에서 추가로 17시간 교반했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (200.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (57.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.48 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
이르가큐어 651 2부, 헥산디올 디아크릴레이트 45.9부, 및 상기 젤 52.1부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 3:25% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 71% HDDA
날코 2327 (200.0g)을 1L 플라스크에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (225.0g) 및 PEG2TES (4.719g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 플라스크를 교반하면서 85℃에서 4.5시간 가열했다. A174 (9.549g)를 플라스크에 첨가하고 반응을 85℃에서 추가로 17시간 교반했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (200.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (57.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.48 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 1.8부, 사르토머 CN-371 1.8부, 헥산디올 디아크릴레이트 26.5부, 및 상기 젤 69.9부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 4:25% SiO2, 5% LA, 5% 사르토머 CD9052, 1.9% 이르가큐어 651, 63.1% HDDA
날코 2327 (200.0g)을 1L 플라스크에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (225.0g) 및 PEG2TES (4.719g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 플라스크를 교반하면서 85℃에서 4.5시간 가열했다. A174 (9.549g)를 플라스크에 첨가하고 반응을 85℃에서 추가로 17시간 교반했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (200.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (57.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.48 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
이르가큐어 651 2.2부, 사르토머 CD-9052 4.7부, 라우릴 아크릴레이트 4.7부, 헥산디올 디아크릴레이트 26.6부, 및 상기 젤 61.7부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 5:30% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 66% HDDA
날코 2327 (400.0g)을 1 쿼트 병에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (448.0g), PEG2TES (9.60g) 및 A174 (18.48g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 병을 밀폐하고 80℃에서 16시간 가열했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
2 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (870.6g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (248.1g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.48 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 2.1부, 사르토머 CN-371 2.1부, 헥산디올 디아크릴레이트 18부, 및 상기 젤 77.8부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 하기의 각각에 제팅했다: ITO-코팅된 폴리에스테르, 베타 카르복시 에틸 아크릴레이트 단일층을 가진 ITO-코팅된 폴리에스테르, 및 메트아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (A174)의 단일층을 가진 ITO-코팅된 폴리에스테르. 한 샘플을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다. 한 샘플을 상기와 동일한 조건을 사용하여 단지 오프-라인으로 경화했다.
실시예 6:15% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 8.1% 베타-CEA, 72.9% HDDA
날코 2327 (399.9g)을 1 쿼트 병에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (280.1g), 이소옥틸 실란 (9.90g) 및 A174 (15.40g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 병을 밀폐하고 80℃에서 16시간 가열했다. 이는 백색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
2 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (400.0g), 헵탄 (150.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (188.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 32.45 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 2.0부, 사르토머 CN-371 2.0부, 베타-카르복시에틸 아크릴레이트 8.2부, 헥산디올 디아크릴레이트 41.6부, 및 상기 젤 46.2부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 하기의 각각에 제팅했다: ITO-코팅된 폴리에스테르, 베타 카르복시 에틸 아크릴레이트 단일층을 가진 ITO-코팅된 폴리에스테르, 및 메트아크릴옥시프로필트리메톡시실란 (A174)의 단일층을 가진 ITO-코팅된 폴리에스테르. 한 샘플을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다. 한 샘플을 상기와 동일한 조건을 사용하여 단지 오프-라인으로 경화했다.
실시예 7:30% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 0.1% EEEA, 65.9% HDDA
날코 2327 (399.3g)을 1 쿼트 병에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (446.7g), PEG2TES (9.30g) 및 A174 (18.90g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 병을 밀폐하고 80℃에서 16시간 가열했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (400.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (114.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.85 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 2부, 사르토머 CN-371 2부, 2(2-에톡시에톡시) 에틸 아크릴레이트 0.4부, 헥산디올 디아크릴레이트 18.6부, 및 상기 젤 77부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재 위에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 8:25% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 71% HDDA
날코 2327 (199.9g)을 1L 둥근 바닥 플라스크에 채웠다. 에탄올 (220.0g), PEG2TES (4.72g) 및 A174 (9.49g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에첨가했다. 70℃에서 16시간 가열하면서 용액을 계속 교반했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (250.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (70.5g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 약 38 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 2부, 사르토머 CN-371 2부, 헥산디올 디아크릴레이트 30.3부, 및 상기 젤 65.7부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 2700 옴스 저항 및 300 옴스 저항의 AGFA 오르가콘 (Orgacon) 전도성 중합체 필름 위에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 9:2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 96% HDDA
퍼스트큐어 BD-3 2부, 사르토머 CN-371 2부, 및 헥산디올 디아크릴레이트 96부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재 위에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 10:2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 96% TPGDA
퍼스트큐어 BD-3 2부, 사르토머 CN-371 2부, 및 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트 96부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재 위에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 인-라인 경화 후에, 샘플을 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
실시예 11:30% SiO2, 2% 퍼스트큐어 BD3, 2% 사르토머 CN371, 66% HDDA
날코 2327 (399.3g)을 1 쿼트 병에 채웠다. 1-메톡시-2-프로판올 (446.7g), PEG2TES (9.30g) 및 A174 (18.90g)를 함께 혼합하고 교반하면서 콜로이드 분산액에 첨가했다. 병을 밀폐하고 80℃에서 16시간 가열했다. 이는 맑은 청색 변형된 실리카 분산액을 초래했다.
1 리터 둥근 바닥 플라스크 (큰 목)를 상기의 변형된 솔 (400.0g) 및 1,6 헥산디올 디아크릴레이트 (114.0g)로 채웠다. 물 및 알코올을 회전 증발을 통해 제거했다. 맑은 젤을 얻었다. 젤은 TGA에 의해 측정된 바 38.85 중량% SiO2를 함유했다. GC는 샘플내 잔류한 알코올이 없음을 확인해 주었다.
퍼스트큐어 BD-3 2부, 사르토머 CN-371 2부, 헥산디올 디아크릴레이트 18.6부, 및 상기 젤 77.4부를 합하고, 혼합물을 70℃ 오븐에 30분간 방치하여 경화성 제팅가능한 제제를 제조했다. 그 후 혼합물을 균질해질 때까지 교반했다.
물질을 MIT 크사르제트 30 pL 프린트헤드를 사용해 실험적 x-y 프린터 셋업상에서 제팅했다. 프린트헤드를 가변 단권변압기에 의해 온도를 조절하면서 두 직렬 연결된 10-ohm 저항기들을 사용해 50℃로 가열했다. 제팅 볼트를 35V로 설정했다. 140 mils (약 3.5mm)로 이격된 단일 도트들의 패턴을 ITO-코팅된 폴리에스테르 기재 위에 제팅했다. 물질을 제팅 약 1초 후에 대기 중에서 250-450nm 필터를 가진 EFOS 울트라큐어 100SS 플러스 고압 수은 100W UV 램프를 사용해 경화했다. 램프를 필름의 약 0.25인치 (약 6mm) 위에 둔 채 테이블을 램프 하에 속도 약 1인치/초 (약 2.5cm/초)로 통과시켰다. 이 과정을 4번 반복하여, 쌓여진 도트를 생성시키는데, 각각은 다른 것의 위에 인쇄된 5개의 액적에 해당하고, 이전 액적이 인라인으로 경화된 후에 각각의 새로운 액적이 인쇄된다. 모든 액적의 인쇄 및 인-라인 경화 후에, 쌓여진 도트를 중압 수은 전구를 가진 가변 전원 퓨젼 UV 시스템스 인크. 프로세서를 사용해 100%의 입력 전력 (500-600W/in)에서 50피트/분 (약 25cm/sec)으로 대기 중에서 오프-라인으로 경화했다.
상기 실시예의 각각에 의해 만들어진 도트에 대한 다양한 성질을 측정했다. 도트 높이는 위코 NT 2000 현미경을 사용해 광학 프로필로미트리에 의해 몇몇 실시예에 대해 측정했다. 도트 직경은 현미경을 사용해 몇몇 실시예에 대해 측정했다. 부착 결과는 각 실시예에 대해 도트가 인쇄 표면에 부착하는지 여부를 관찰하여 정량적 및 정성적으로 측정했다. 퍼센트로 주어진 부착 결과는 부착된 도트의 관찰된 퍼센트를 나타낸다. 불량으로 나타낸 부착 결과는 의미있는 수의 도트가 표면에 잘 부착되지 않았음을 의미하고, 그러므로, 정성적 측정을 하지 않았다. 마찰 시험을 수행하기 위해, 도트를 한 면에는 경질코트 및 다른 면에는 ITO 코팅을 가진 7 mil 두께 (약 0.2mm 두께) PET 필름으로 도포했다. ITO 코팅 면이 스페이서를 향하여 경질코트가 터치 표면을 제공했다. 그 후 바늘을 약 350그램의 힘을 사용해 100,000 사이클 동안 터치 표면 상에서 2인치 (약 5cm) 거리에 걸쳐 앞뒤로 반복하였다. 그 후 모든 도트가 부착된 채 유지되었는지 또는 임의의 도트가 탈착되었는지를 결정하기 위해 도트를 검사했다. 시험의 결과는 표 III에 표로 만들었다. 표 III의 빈 칸은 데이터가 얻어지지 않았음을 나타낸다.
시험 결과
실시예 번호 높이 범위 (미크론) 직경 범위 (미크론) 부착 결과 마찰 결과
1 100% 모든 도트가 부착 유지
2 11.3 내지 14.1 66.4 내지 84 96% 다수의 도트 탈착
3 10.7 내지 14.3 65.2 내지 90 100% 다수의 도트 탈착
4 8 내지 11.1 61.6 내지 97 불량
5 100% 모든 도트가 부착 유지
6 불량
7 75 80% 다수의 도트 탈착
8 75 불량
9 67.5 불량 거의 또는 모든 도트 탈착
10 77.5 불량 거의 또는 모든 도트 탈착
11 23.2 내지 27.8 102 내지 138
실시예 1-11에서 만들어진 도트는 사용된 잉크 제트 프린트헤드가 승온에서 물질을 인쇄하기 위해 최적화되지 않았던 이유로 비교적 크고, 어떤 경우에는 타원형이었음이 주목되어야 한다. 잉크 제트 노즐의 균일한 가열을 얻기가 어려웠다.
실시예 1-10에서 만들어진 모든 도트를 또한 기재 요소의 광학 선명도에 대해 시각적으로 검사했다. 실시예에서 만들어진 각각의 기재는 적합한 광학 선명도를 가지고, 잉크 제팅된 도트가 상업적으로 구입가능한 터치 스크린의 기재 위의 스크린 인쇄된 발연 실리카-함유 스페이서 도트보다 정성적으로 덜 가시적인 것으로 나타났다.
본 발명은 상기 특정 실시예에 한정되는 것으로 고려되어서는 안되고, 오히려 첨부된 청구항에 공정히 개시된 발명의 모든 측면들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명이 적용될 수 있는 수 많은 구조물 뿐만 아니라 다양한 변형, 등가의 공정은 본 명세서의 재고시 직접 본 발명이 속한 분야의 숙련자에게 쉽게 드러날 것이다.
상기에 인용된 각 특허, 특허 자료, 및 공보는 이로써 전체가 재현된 것 처럼 이 명세서에 도입된다.

Claims (51)

  1. 첫번째 전도성 코팅을 포함하는 첫번째 기재를 제공하는 단계;
    첫번째 전도성 코팅에 복수의 도트를 잉크 제트 인쇄하는 단계;
    도트를 경화하여 첫번째 기재에 부착된 스페이서를 형성하는 단계; 및
    외부 힘이 가해지지 않을 때 터치 위치의 감지를 막고 첫번째 및 두번째 기재 사이에 충분한 지엽적 외부 힘이 가해질 때 지엽적 터치 위치의 감지를 허용하기 위해, 스페이서가 첫번째 및 두번째 기재 사이의 거리를 유지하도록 첫번째 기재 위에 두번째 전도성 코팅을 포함하는 두번째 기재를 위치시키는 단계
    를 포함하는, 터치 활성화 사용자 입력 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 도트가 표면-변형된 무기 나노입자를 포함하는 나노복합체를 포함하는 방법.
  3. 제2항에 있어서, 상기 표면-변형된 무기 나노입자가 실리카 나노입자를 포함하는 방법.
  4. 제2항에 있어서, 상기 나노입자가 나노복합체의 약 5 중량% 또는 그 이상의 양으로 존재하는 방법.
  5. 제2항에 있어서, 상기 나노입자가 나노복합체의 약 10 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 방법.
  6. 제2항에 있어서, 상기 나노입자가 약 10 내지 30nm 범위의 평균 직경을 가진 방법.
  7. 제2항에 있어서, 상기 나노복합체가 추가로 헥산디올 디아크릴레이트를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 복수의 도트를 잉크 제트 인쇄하는 단계가 가열된 젤 조성물의 잉크 제트 인쇄를 포함하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 젤 조성물이 나노복합체 젤을 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 나노복합체 젤 조성물이 에너지 경화성 유체 부형제에 분산된 표면-변형된 실리카 나노입자를 포함하는 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 에너지 경화성 유체 부형제가 헥산디올 디아크릴레이트를 포함하는 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 실리카 나노입자가 나노복합체 젤의 약 5 중량% 또는 그 이상의 양으로 존재하는 방법.
  13. 제10항에 있어서, 상기 실리카 나노입자가 나노복합체 젤의 약 10 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 방법.
  14. 제10항에 있어서, 상기 실리카 나노입자가 약 10 내지 30nm의 평균 직경을 가진 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 각 첫번째 및 두번째 전도성 코팅이 투명 전도성 코팅을 포함하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 스페이서 도트가 높이가 약 2 미크론 또는 그 이상이고 높이 대 직경의 종횡비가 약 1:10 또는 그 이상인 것인 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 잉크 제트 인쇄 단계가 이미 존재하는 도트 위에 물질을 잉크 제트 인쇄하는 것을 포함하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 추가로 전자 디스플레이와 터치 활성화 사용자 입력 장치를 연계시키는 것을 포함하는 방법.
  19. 경화성 젤 조성물을 제공하는 단계;
    젤 조성물을 가열하여 액체 조성물을 형성하는 단계;
    투명 전도성 코팅 위로 액체 조성물을 잉크 제팅하여 복수의 도트를 형성하는 단계;
    도트를 젤 상태로 냉각하는 단계; 및
    도트를 경화시켜 투명 전도성 코팅에 도트를 부착하는 단계
    를 포함하고, 여기서 상기 경화된 도트는 높이가 약 2 미크론 또는 그 이상이고 높이 대 직경의 종횡비가 약 1:10 또는 그 이상인, 터치 패널에서 스페이서로서 적절한 도트의 형성 방법.
  20. 제19항에 있어서, 상기 경화성 젤 조성물이 나노복합체를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 나노복합체가 결합제 물질에 분산된 실리카 나노입자를 포함하는 방법.
  22. 제21항에 있어서, 상기 결합제 물질이 아크릴레이트 물질을 포함하는 방법.
  23. 제19항에 있어서, 상기 투명 전도성 코팅이 인듐 틴 옥시드를 포함하는 방법.
  24. 에너지 경화성 유체 부형제에 분산된 표면-변형된 무기 나노입자를 포함하는 나노복합체 조성물을 인쇄하여 전도성 코팅에 복수의 경화성 도트를 형성하는 단계; 및
    경화성 도트를 경화하여 전도성 코팅에 도트를 부착하는 단계
    를 포함하는, 터치 패널 스페이서 도트의 제조 방법.
  25. 제24항에 있어서, 상기 나노복합체 조성물의 인쇄 단계가 잉크 제트 인쇄를 포함하는 방법.
  26. 제25항에 있어서, 상기 잉크 제트 인쇄가 조성물을 가열하고, 가열된 조성물을 잉크 제팅하고, 복수의 경화성 도트를 형성하기 위해 잉크 제트된 조성물을 냉각하는 것을 포함하는 방법.
  27. 제24항에 있어서, 상기 나노복합체 조성물의 인쇄 단계가 스크린 인쇄를 포함하는 방법.
  28. 제24항에 있어서, 상기 나노복합체 조성물이 나노복합체 젤 조성물을 포함하는 방법.
  29. 제24항에 있어서, 상기 나노복합체 조성물이 실리카 나노입자를 포함하는 방법.
  30. 제24항에 있어서, 상기 나노입자가 나노복합체 조성물의 약 5 중량% 또는 그 이상의 양으로 존재하는 방법.
  31. 제24항에 있어서, 상기 나노입자가 나노복합체 조성물의 약 10 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 방법.
  32. 제24항에 있어서, 상기 나노입자가 약 10 내지 30nm의 평균 크기를 가진 방법.
  33. 제24항에 있어서, 상기 나노복합체가 추가로 헥산디올 디아크릴레이트를 포함하는 방법.
  34. 제24항에 있어서, 상기 전도성 코팅이 투명 전도성 옥시드를 포함하는 방법.
  35. 제34항에 있어서, 상기 투명 전도성 옥시드가 인듐 틴 옥시드를 포함하는 방법.
  36. 터치 패널에의 사용에 적절한 투명 전도성 코팅을 선택하는 단계;
    (i) 높이 대 직경의 종횡비가 약 1:10 또는 그 이상인 투명 전도성 코팅 위에 높이 약 2 내지 10 미크론 또는 그 이상을 가진 액적을 형성하기 위해 투명 전도성 코팅 위에 잉크 제트 인쇄할 수 있고, 및 (ii) 투명 전도성 코팅의 변형 없이 경화시 투명 전도성 코팅에 부착할 수 있는, 경화성 젤 조성물을 제제화하는 단계
    를 포함하는, 터치 패널 스페이서 도트의 제조 방법.
  37. 제36항에 있어서, 상기 경화성 젤 조성물이 나노복합체 젤 조성물을 포함하는 방법.
  38. 제37항에 있어서, 상기 나노복합체 젤 조성물이 결합제에 분산된 표면-변형된실리카 나노입자를 포함하는 방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 결합제가 아크릴레이트 물질을 포함하는 방법.
  40. 제38항에 있어서, 상기 실리카 나노입자가 나노복합체 젤의 약 5 중량% 또는 그 이상의 양으로 존재하는 방법.
  41. 제38항에 있어서, 상기 실리카 나노입자가 나노복합체 젤의 약 10 내지 40 중량%의 양으로 존재하는 방법.
  42. 제38항에 있어서, 상기 실리카 나노입자가 약 10 내지 30nm의 평균 직경을 가진 방법.
  43. 제36항에 있어서, 상기 투명 전도성 코팅의 선택이 인듐 틴 옥시드 코팅의 선택을 포함하는 방법.
  44. 첫번째 전도성 코팅을 포함하는 첫번째 기재;
    두번째 전도성 코팅을 포함하는 두번째 기재; 및
    외부 힘이 가해지지 않을 때 터치 위치의 감지를 막고 첫번째 및 두번째 기재 사이에 충분한 지엽적 외부 힘이 가해질 때 지엽적 터치 위치의 감지를 허용하기 위해, 첫번째 및 두번째 기재 사이의 거리를 유지하도록 첫번째 및 두번째 기재 사이에 배치된 복수의 스페이서 도트
    를 포함하고, 여기서 상기 복수의 스페이서 도트는 표면-변형된 무기 나노입자 약 5 중량% 또는 그 이상을 포함하는 나노복합체 물질을 포함하는 터치 패널.
  45. 제44항에 있어서, 상기 나노복합체 물질이 표면-변형된 무기 나노입자 약 10 내지 40 중량%를 포함하는 터치 패널.
  46. 제44항에 있어서, 상기 표면-변형된 무기 나노입자가 실리카 입자를 포함하는 터치 패널.
  47. 제44항에 있어서, 상기 나노복합체가 추가로 아크릴레이트 물질을 포함하는 터치 패널.
  48. 제44항에 있어서, 상기 첫번째 및 두번째 전도성 코팅 중 하나 이상이 투명 전도성 코팅을 포함하는 터치 패널.
  49. 복수의 스페이서 도트를 포함하는 터치 패널 기재를 제공하는 단계;
    기재를 분실 또는 손상된 스페이서 도트에 대해 검열하는 단계; 및
    검열 단계에서 인지된 분실 또는 손상된 스페이서 도트를 충전 또는 회복하기 위해 물질을 잉크 제트 인쇄하는 단계
    를 포함하는, 터치 패널 스페이서 도트의 제조 방법.
  50. 첫번째 기재;
    첫번째 기재 위에 배치된 두번째 기재; 및
    첫번째 및 두번째 기재 사이에 배치된, 잉크 제트 인쇄에 의해 형성된 복수의 스페이서 도트
    를 포함하는, 터치 패널을 포함하는 디스플레이 시스템.
  51. 첫번째 기재;
    첫번째 기재 위에 배치된 두번째 기재; 및
    표면-변형된 무기 나노 입자 약 5 중량% 또는 그 이상을 포함하는 나노복합체 물질을 포함하는 복수의 스페이서 도트
    를 포함하는, 터치 패널을 포함하는 디스플레이 시스템.
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