KR20060135558A - 칼라필터용 잉크조성물 및 그 잉크를 사용한 칼라필터의제조방법 - Google Patents

칼라필터용 잉크조성물 및 그 잉크를 사용한 칼라필터의제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명의 잉크 조성물은 착색제, 용매, 및 단량체, 올리고머 및 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분을 포함한다. 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg 미만이고, 용매의 온도가 60~90℃일 때, 용매의 증기압은 20℃에서의 증기압보다 5배 이상 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서의 부틸아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다. 본 발명의 잉크 조성물은 뛰어난 실용성을 갖는다. 본 발명의 잉크 조성물을 사용한 칼라필터의 제조방법은 투명 기판을 제공하는 단계; 투명 기판에 흑색 매트릭스를 형성하는 단계; 흑색 매트릭스의 상에 다수개의 절연막을 형성하는 단계; 잉크분사장치로 잉크 조성물을 절연막 사이의 공간에 주입하는 단계; 및 상기 잉크 조성물을 건조 고화시키는 단계를 포함한다.
칼라필터 제조용 잉크, 칼라필터의 제조방법

Description

칼라필터용 잉크조성물 및 그 잉크를 사용한 칼라필터의 제조방법{INK COMPOSITION AND MANUFACTURING METHOD OF COLOR FILTERS}
도 1은 본 발명의 첫번째 구현예에 따른 잉크로 칼라필터를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 첫번째 구현예에 따른 칼라필터 제조방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다.
도 3은 본 발명의 두번째 구현예에 따른 잉크로 칼라필터를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 4은 본 발명의 세번째 구현예에 따른 잉크로 칼라필터를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다.
도 5는 본 발명의 세번째 구현예에 따른 칼라필터 제조방법의 각 단계를 나타내는 순서도이다.
본 발명은 칼라필터용 잉크 조성물 및 그 잉크 조성물을 사용한 칼라필터의 제조방법에 관한 것이고, 더욱 상세히는 잉크-제트 시스템으로 칼라필터를 제조하 기 위한 잉크 조성물에 관한 것이다.
칼라필터는 액정표시장치에 사용되는 중요한 부재이다. 칼라필터는 액정표시장치의 영상 품질을 향상시키고 뛰어난 칼라를 제공하기 위해 사용된다. 칼라필터는 일반적으로 유리기판, 유리기판의 표면상에 형성된 흑색 매트릭스, 적색부, 녹색부 및 청색부로 형성된 칼라층, 및 흑색 매트릭스와 칼라층을 덮는 전기적으로 전도성인 투명층을 포함한다.
칼라필터는 일반적으로 안료 분산법으로 제조된다. 칼라필터를 제조하기 위한 안료분산법의 일반적인 공정은 4회의 반복 사이클을 갖는다. 여기서 각 사이클은 하나의 선택된 칼라에 대한 회전 도포방법(Spin Coating) 또는 슬릿 코팅 공정, 선택된 칼라를 건조 고화시켜 균일한 칼라층을 얻기 위한 예비-굽기 및 노광공정, 균일한 칼라층을 패턴화된 필름으로 전환시키는 현상공정 및 패턴화된 필름을 건조고화된 층으로 변화시키는 가열공정을 포함한다. 하나의 칼라 사이클이 끝나면, 또 다른 칼라 사이클이 실시된다. 그러므로, 4개의 사이클이 흑색 매트릭스, 적색부, 청색부 및 녹색부가 되도록 반복된다. 또 상기 회전도포방법으로 레지스트를 도포할 때 레지스트가 투명기판 밖으로 뿌리워 나가기 때문에 재료가 손실될 뿐 아니라 제조공정이 복잡하여 칼라필터 제조 비용이 높아진다.
종래기술에 따른 칼라필터 제조방법 중 또 다른 하나는 잉크 제트법이다. 이 방법은 잉크제트장치를 이용하여 적색, 녹색 및 청색 잉크을 동시에 투명기판의 흑색 매트릭스에 분사하고 이 잉크를 건조시켜 투명기판에 적색, 녹색 및 청색이 있는 착색층을 형성하는 것이다. 잉크분사방법은 적색, 녹색 및 청색이 있는 착색층 을 동시에 분사하여 형성하기 때문에 제조공정이 간단하고 삼색 착색층의 정밀도를 높여줄 뿐 아니라 잉크의 낭비가 발생하지 않으므로 칼라필터 제조비용을 감소시킬수 있다.
상기 잉크분사방법 또는 레지스트 도포방법은 모두 착색층을 제조하기 위한 것이다. 잉크분사방법에서 사용하는 잉크의 특성, 특히 잉크의 건조속도는 칼라필터의 제조공정과 잉크제트 장치용 노즐에 큰 영향을 미친다. 미국특허 제6,627,364호에는 잉크가 건조하는 속도가 너무 빨라 노즐이 막히는 것을 방지하기 위하여 비등점이 245℃ 이상인 용매로 구성된 잉크가 개시되어 있다. 그러나, 비등점이 245℃ 이상인 용매는 대기압에서 증발속도가 비교적 느리다. 즉 비등점이 245℃ 이상인 용매로 구성된 잉크는 투명기판 위에서 건조하기 어렵기 때문에 칼라필터 제조 시간이 길어지고 실용성도 부족하게 된다.
본 발명의 주요목적은 잉크제트 장치로 칼라필터를 제조할 수 있는 잉크 조성물 및 그 잉크 조성물을 사용하여 칼라필터를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1면은 착색제, 용매, 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분 및 고분자 수지를 포함하는 잉크 조성물에 관한 것이다. 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg 미만이고, 60~90℃에서의 증기압은 20℃에서의 증기압보다 5배 증가되고 및/또는 60~90℃에서의 증발속도는 부틸아세테이트의 20℃에서의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다. 그러므로 본 잉크 조성물은 뛰어난 실용성을 갖는다.
본 발명의 제2면은 착색제, 혼합용매, 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분을 포함하는 잉크 조성물에 관한 것이다. 상기 혼합용매의 증기압은 20℃에서의 평균증기압이 0.33mmHg 미만이며, 60~90℃에서의 증기압은 20℃에서의 증기압보다 5배 증가되고 및/또는 60~90℃에서의 증발속도는 20℃에서 부틸에스테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다. 그러므로 본 잉크 조성물은 뛰어난 실용성을 갖는다.
본 발명의 제 3면은 본 발명의 잉크 조성물을 이용한 칼라필터의 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은 투명한 기판을 제공하는 단계, 투명한 기판에 다수개의 흑색 매트릭스를 형성하는 단계, 흑색 매트릭스의 상판 표면에 다수개의 절연막을 형성하는 단계, 잉크제트장치로 칼라잉크를 절연막 사이에 주입하는 단계, 잉크를 건조 고화시키는 단계를 포함하고, 여기서 상기 잉크 조성물은 착색제, 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분 및 단일 또는 혼합용매를 포함하고, 상기 용매는 20℃에서 평균증기압이 0.33mmHg 미만이며, 60~90℃에서의 증기압은 20℃에서의 증기압보다 5배 증가되고 및/또는 60~90℃에서의 증발속도는 20℃에서의 부틸에스테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다.
본 발명의 제4면은 본 발명의 잉크 조성물을 사용한 칼라필터의 제조방법에 관한 것으로, 상기 방법은 투명한 기판을 제공하는 단계, 투명한 기판에 다수개의 흑색 매트릭스를 형성하는 단계, 흑색 매트릭스 사이에 잉크흡수매질을 도포하는 단계, 잉크분사장치로 대응하는 칼라잉크를 흑색 매트릭스 사이에 있는 잉크 흡수매질에 주입하는 단계, 건조 고화시키는 단계를 포함하고, 상기 잉크는 착색제, 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분과 단일 또는 혼합용매를 포함하고, 상기 용매는 20℃에서의 평균증기압이 0.33mmHg 미만이며, 60~90℃에서의 증기압이 20℃에서의 증기압보다 5배 증가되고 및/또는 60~90℃에서의 증발속도가 20℃에서의 부틸에스테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다.
본 발명의 제 5면은 칼라필터 제조 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 투명한 기판을 제공하는 단계, 투명한 기판에 잉크 절연막기능이 있는 흑색 매트릭스를 형성하는 단계, 잉크분사장치로 대응하는 칼라잉크를 흑색 매트릭스 사이에 있는 잉크 흡수 매질에 주입하는 단계, 건조 고화 단계를 포함하고, 상기 잉크는 착색제, 단량체, 올리고머 및 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 성분과, 단일 또는 혼합용매를 포함하고, 상기 용매는 20℃에서의 평균증기압이 0.33mmHg 미만이며, 60~90℃에서의 증기압이 20℃에서의 증기압보다 5배 증가되거나 또는 60~90℃에서의 증발속도가 20℃에서의 부틸에스테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다.
구현예
본 발명의 칼라필터용 잉크는 착색제 0.1~30중량%, 단량체, 올리고머 또는 고분자수지 중에서 선택된 적어도 하나의 성분 1~ 80중량%, 용매 2~15중량%를 포함한다. 여기서 상기 성분은 5~30중량%이고, 상기 용매는 60~85중량%인 것이 바람직 하다.
이하, 상기 세가지 재료에 대하여 상세히 설명한다.
상기 착색제는 칼라필터의 사용 목적에 따라 적절히 선택되며, 안료, 염료, 또는 천연 착색물질일 수 있다. 여기서 바람직하기는 해상력이 높고 내열성이 높은 착색제를 선택한다. 상기 착색제는 안료, 특히 유기안료가 선택된다. 그것은 안료가 색상 보유성이 비교적 길기 때문이다.
상기 유기안료로는, 예를 들면 색지수 (C.I.; The Society of Dyers and Colourists)에서 안료로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로 하기와 같은 색지수(C.I.)번호가 붙은 것이 사용될 수 있다: C.I.적색안료 122, C.I.적색안료 177, C.I.적색안료 185, C.I.적색안료 202, C.I.적색안료 206, C.I.적색안료 207, C.I.적색안료 209, C.I.적색안료 224, C.I.적색안료 254, C.I.적색안료 264, C.I.청색안료 15:3, C.I.청색안료 15:4, C.I.청색안료 15:6, C.I.녹색안료 7, C.I.녹색안료 36, C.I.황색안료 74, C.I.황색안료 83, C.I.황색안료 110, C.I.황색안료 138, C.I.황색안료 139, C.I.황색안료 150, C.I.황색안료 151, C.I.황색안료 155, C.I.황색안료 180, C.I.황색안료 213, C.I.주황색안료 38, C.I.주황색안료 73, C.I.갈색안료 24, C.I.보라색안료 19, C.I.보라색안료 23.
상기 단량체, 올리고머 및 고분자수지 중에서 선택된 적어도 하나의 성분은 반응성 또는 비반응성이다. 반응성 성분은 일반적으로 불포화 탄소-탄소 이중결합의 구조를 포함한다. 바람직한 반응성 성분은 단량체 또는 올리고머이다. 단량체는 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 글리세롤 디아크릴레 이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리아크릴레이트 트리메틸올 메탄, 트리아크릴레이트 트리메틸올 에탄, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
올리고머는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 메타크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 메타아크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아민 변형된 에폭시 아크릴레이트, 아민 변형된 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 올리고머, 디아크릴레이트 올리고머, 트리아크릴레이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
바람직한 비반응성 성분은 고분자 수지이다. 고분자 수지는 아크릴레이트 중합체 또는 그 유도체, 아크릴산-아크릴레이트 중합체 또는 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물의 용매는 유기용매이다. 상기 유기용매의 증기압은 20℃에서의 0.33mmHg 미만이지만, 용매의 온도가 60~90℃일 때, 20℃에서의 용매의 증기압보다 적어도 5배 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서 n-부틸 아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다. 상기 용매의 증기압은 20℃에서 바람직하기는 0.00001mmHg~0.33mmHg이고, 더욱 바람직하기는 0.01mmHg~0.33mmHg이다.
상기 특징을 갖는 용매는 디프로필렌 글리콜 메틸에테르, 트리프로필렌 글리콜 메틸에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n- 프로필에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 n-부틸에테르, 에틸렌글리콜 헥실에테르, 에틸렌글리콜 페닐에테르, 트리메틸노나놀, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 및 헥실렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 용매이다. 또 상기 용매는 상기 특성을 얻기 위해 다른 용매를 추가로 포함할 수 있다.
상기 여러 가지 용매를 혼합한 혼합용매를 본 발명 칼라필터용 잉크의 용매로 사용할 때, 이 혼합용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg미만이고, 60~90℃에서의 증기압은 20℃에서의 증기압보다 5배 증가되고 및/또는 60~90℃에서의 증발속도는 20℃에서의 부틸 아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠르다.
본 발명의 잉크 조성물은 필요에 따라 추가로 개시제 및 첨가제를 포함할 수수 있다. 잉크 조성물 중의 개시제의 양은 0~10 중량%가 바람직하고, 더욱 바람직하기는 0.1~3.5중량%이다. 잉크 조성물 중의 첨가제의 양은 바람직하기는 0~30중량%이고, 더욱 바람직하기는 1~10중량%이다.
상기 개시제는 광중합 개시제 또는 열중합 개시제일 수 있다. 상기 광중합 개시제는 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 4,4-비스(디메틸아미노), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, Irgacure®819, Irgacure®369, Irgacure®2959, Irgacure®379, Irgacure®184, Irgacure®784, Irgacure®250, Irgacure®907, Irgacure®651, Irgacure®OXE01, Irgacure®500, Irgacure®1800, Irgacure®1000, Irgacure®1700, Darocure®BP, Darocure®1173, CGI 242, CGI-552, Chivacure®TPO, Chivacure®TPO-L, Chivacure®200, Chivacure®107, Chivacure®184, 및 Chivacure®284로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하기는 열개시제는 벤조일 퍼옥사이드 및 아조비스이소부티로니트릴(AIBN)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
상기 첨가제는 그것의 특성에 따라, 계면활성제, 기포 방지제/소포제, 또는 분산제일 수 있다. 바람직하기는 계면활성제는 불소화 계면활성제, 중합성 불소화계면활성제, 실록산 계면활성제, 중합성 실록산 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 계면활성제 및 그들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하기는,기포 방지제/소포제는 실록산 계면활성제, 중합성 실록산 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 계면활성제 및 그들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된다. 바람직하기는 분산제는 아크릴레이트형 또는 변형 아크릴레이트형 중합성 분산제, 우레탄형 또는 변형 우레탄형 중합성 분산제 및 다른 구조의 중합성 분산제로 이루어진 군으로부터 선택된다. 이에 더하여 일반적으로 상표명 Solsperse®의 분산제가 사용될 수 있다.
본 발명의 첫번째 구현예에 따른 제1 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 1중량%, C.I. 변형 황색안료 138 5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 15중량%, CGI-242 1중량%, 트리프로필렌 클리콜 메틸에테르 41중량%, 디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르 35중량%, Solsperse® 24000 2중량%로 이루어진다.
본 발명의 두번째 구현예에 따른 제2 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 15중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 30중량%, Irgacure®819 1중량%, 트리프로필렌 글리콜 메틸에테르 49중량%, Solsperse® 24000 5중량%로 이루어진다.
본 발명의 세번째 구현예에 따른 제3 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 4.5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 5중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 2중량%, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 30중량% 및 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 51중량%, Solsperse® 24000 2.5중량%로 이루어진다.
본 발명의 네번째 구현예에 따른 제4 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 4.5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 2.5중량%, 아크릴레이트 중합체 7.5중량%, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 2중량%, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 48.5중량%, 프로필텐글리콜 n-부틸 에테르 30중량% 및 Solsperse® 24000 5중량%로 이루어진다.
본 발명의 다섯번째 구현예에 따른 제5 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 5.5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 5중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, Irgacure®184 2중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 25중량%, 프로필렌글리 콜 메틸에테르 아세테이트 30중량%, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 25중량%, Solsperse® 24000 2.5중량%로 이루어진다.
본 발명의 여섯번째 구현예에 따른 제6 잉크 조성물은 C.I.변형 적색안료 254 5.25중량%, 아크릴산-아크릴레이트 중합체 8중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 52.5중량%, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트 31.5중량% 및 Solsperse®24000 2.75중량%로 이루어진다.
본 발명의 일곱번째 구현예에 따른 제7 잉크 조성물은 C.I. 변형 녹색안료 36 3중량%, 아크릴산-아크릴레이트 중합체 6중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 36.5중량%, 디에틸렌글리콜 에틸에테르 52.5중량% 및 Solsperse®24000 2중량%로 이루어진다.
본 발명의 여덟번째 구현예에 따른 제8 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 3중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, Irgacure®184 2중량%, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 82중량%, Solsperse®24000 3중량%로 이루어진다.
본 발명의 아홉번째 구현예에 따른 제9 잉크 조성물은 C.I. 변형 녹색안료 36 3.5중량%, C.I. 변형 황색안료 138 0.5중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5중량%, 아크릴레이트중합체 5중량%, Irgacure®819 2중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 55중량%, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트 26중량%, Solsperse®24000 3중량%로 이루어진다.
본 발명의 열번째 구현예에 따른 제10 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 4중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 87중량%, Solsperse®24000 4중량%로 이루어진다.
본 발명의 열한번째 구현예에 따른 제11 잉크 조성물은 C.I. 변형 적색안료 254 3중량%, 아크릴레이트중합체 10중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 82중량%, Solsperse®24000 5중량%로 이루어진 제11 조성물로 이루어진다.
이하, 도 1~ 도 5을 참조하여, 본 발명의 잉크 조성물을 사용한 칼라필터의 제조방법을 기술한다.
도 1은 본 발명의 첫번째 구현예에 따른 잉크로 칼라필터를 제조하는 방법을 나타내는 순서도이다. 제조방법은 투명한 기판을 제공하는 단계(101); 투명 기판에 흑색 매트릭스를 형성하는 단계(102); 흑색 매트릭스 표면에 다수의 절연막을 형성하는 단계(103); 잉크제트장치로 잉크 조성물을 절연막 사이의 공간에 주입하는 단계(104); 및 잉크 조성물을 건조 고화시키는 단계를 포함한다.
이하 도 2(a)~(f)를 참조하면서 상기 제조방법을 상세히 서술한다.
도 2(a)에서, 상부 표면(11)을 갖는 투명기판(10)을 제공한다. 이 상부 표면(11) 상에 제1 포토 레지스트층(5)을 형성한다.
도 2(b)에서, 제1 포토 레지스트층(5)을 포토 마스크(7)를 통하여 노광시키고 현상하여 패턴화된 흑색 매트릭스(12)를 형성한다.
도 2(c)에서, 제2 포토 레지스트층(15)을 습식 스핀코팅법으로 흑색 매트릭스(12)와 투명기판(10)에 형성한다.
도 2(d)에서, 제2 포토 레지스트층(15)을 포토 마스크(19)를 통해 노광시키고 현상하여 다수의 절연막(16, 18)을 형성한다. 직교하는 4개의 절연막(16과 18)에 의해 공간(21)이 형성된다.
도 2(e)에서, 요구되는 칼라 잉크방울(20)은, 열 기포 잉크제트 인쇄장치 또는 압전식 잉크제트 인쇄장치와 같은 잉크제트 장치를 사용하여 공간(21)으로 분사된다. 잉크방울(20)은 공간(21)에서 함께 혼합되어 잉크 조성물을 형성한다. 다른 한편으로는, 유사한 높이의 절연막(16과 18)을 갖는 다른 형태의 흑색 매트릭스가 투명기판(10) 상에 형성될 수 있고, 따라서 잉크조성물은 잉크 제트 장비를 통해 절연체로서의 흑색 매트릭스에 의해 형성되는 공간으로 분사될 수 있다.
도 2(f)에서, 잉크방울(20)에 의해 혼합된 잉크 조성물은 가열장치(42)에 의해 건조고화되어 평탄한 칼라층(41)을 형성한다. 평탄한 칼라층(41)은 적색일 수 있고, 상응하여, 청색층 및 녹색층과 같은 다른 칼라층이 적색칼라층(14)에 근접하여 형성될 수 있다. 잉크 조성물의 가열온도는 잉크 조성물 중 용매의 증기압이0.1~1mmHg일 때의 온도보다 높아야 한다. 예를 들면, 잉크 조성물 중의 용매의 증기압이 60℃에서 1mmHg 보다 높으면, 잉크 조성물의 가열온도는 60℃ 이상일 수 있다. 잉크 조성물의 건조 고화를 위해 진공펌프장치가 추가로 사용될 수 있다. 잉크 조성물의 진공도는 가열장치의 선택된 가열온도에서 용매의 증기압보다 높거나 근접하다. 예를 들면, 잉크 조성물이 가열온도가 60℃ 이상일 때, 적용된 진공도는 0.1~ 5mmHg의 범위일 수 있고, 바람직하기는 1mmHg이다. 물론, 가열온도가 높을수록, 요구되는 진공도는 낮다. 잉크 조성물은, 잉크 조성물이 교차결합 잉크 조성물이면, 추가로 발광장치에 의해 건조 고화될 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 세번째 구현예에 따른 칼라필터의 제조방법을 나타낸다. 상기 방법은, 투명기판을 제공하는 단계(301); 투명한 기판 위에 흑색 매트릭스를 형성하는 단계(302); 흑색 매트릭스 일부 사이에 잉크흡수매질을 형성하는 단계(303); 흑색 매트릭스 사이의 잉크흡수매질에 요구되는 칼라잉크를 주입하는 단계(304); 및 잉크 조성물을 건조 고화하는 단계(305)를 포함한다.
이하 도 5(a)~(f)를 참조하면서 상기 제조방법을 더욱 상세히 서술한다.
도 5(a)에서, 상부 표면(311)을 갖는 투명기판(310)이 제공된다. 제1 포토 레지스터층(135)이 상부 표면(311)에 형성된다.
도 5(b)에서, 포토 마스크(37)를 통해 제1 포트 레지스트층(35)을 노광 및 현상처리하여, 패턴화된 흑색 매트릭스(312)를 형성한다. 잉크흡수층(315)을 흑색 매트릭스(312) 사이에 코팅된다. 잉크흡수층(315)의 재료는 고분자 접착제, 실리카 또는 금속산화물의 혼합물일 수 있다.
도 5(c)에서, 요구되는 칼라 잉크방울(32)은 열 기포 잉크제트 인쇄장치 또는 압전식 잉크제트 인쇄장치와 같은 잉크분사장치(313)를 사용하여 대응하는 잉크흡수층(315)에 주입된다.
도 5(d)에서, 잉크 조성물은 가열장치(342)에 의해 건조 고화되고, 잉크흡수층(315) 및 그 안의 잉크 조성물은 잉크 조성물의 색에 따라 평탄한 칼라층(31)으 로 변하고, 잉크 조성물의 증기압이 65℃에서의 0.1mmHg보다 높으면, 잉크 조성물에 대한 가열온도는 65℃ 이상일 수 있다. 잉크 조성물의 건조 고화를 위해 추가로 진공펌프가 사용될 수 있다. 잉크 조성물에 대한 진공펌프의 진공도는 선택된 가열온도 내에서의 용매의 증기압보다 높거나 근접해야 한다. 예를 들면, 잉크 조성물에 대한 가열 온도가 60℃ 이상이면, 적용된 진공도는 0.1~ 5mmHg의 범위일 수 있고, 바람직하기는 0.1mmHg이다. 잉크 조성물이 교차결합 잉크조성물이면, 잉크 조성물은 추가로 발광장치를 통해 건조 고화될 수 있다. .
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 칼라필터 잉크는 증기압이 20℃에서 0.33mmHg보다 낮은 용매를 함유하므로, 20℃의 조건하에서 잉크분사장치로 잉크를 칼라필터 투명기판에 주입할 시에 증발속도가 느리고, 지나치게 빠른 잉크건조속도에 의해 나타나는 잉크제트 헤드의 막힘 현상이 없다. 또한, 본 발명의 잉크 조성물이 투명기판에 분사되고 60℃~90℃의 온도에서 가열되면, 건조속도가 빠르고, 따라서 칼라 필터의 제조속도가 향상된다. 본 발명의 잉크 조성물은 뛰어난 실용성을 갖는다.

Claims (40)

  1. 착색제; 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 성분; 및 용매를 포함하는 잉크 조성물로, 여기서 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg미만이고, 용매의 온도가 60~90℃일 때, 용매의 증기압은 20℃에서의 증기압보다 5배 이상 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서의 부틸아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠른 것인 잉크조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 잉크 조성물 중의 상기 착색제의 총량은 0.1~30중량%인 잉크 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 잉크 조성물 중의 상기 착색제의 총량은 2~150중량%인 잉크 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 잉크 조성물 중에서 단량체, 올리고머 및 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분의 총량은 1~80중량%인 잉크 조성물.
  5. 제4항에 있어서, 상기 잉크 조성물 중에서 단량체, 올리고머 및 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분의 총량은 5~30중량%인 잉크 조 성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 잉크 조성물 중에서 상기 용매의 총량은 15~95중량%인 잉크 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 잉크 조성물 중에서 상기 용매의 총량은 60~85중량%인 잉크 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.00001~0.33mmHg인 잉크 조성물.
  9. 제8항에 있어서, 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.01~0.33mmHg인 잉크 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 착색제는 안료 또는 염료인 잉크 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 착색제는 C.I.적색안료 122, C.I.적색안료 177, C.I.적색안료 185, C.I.적색안료 202, C.I.적색안료 206, C.I.적색안료 207, C.I.적색안료 209, C.I.적색안료 224, C.I.적색안료 254, C.I.적색안료 264, C.I.청색안료15:3, C.I.청색안료 15:4, C.I.청색안료 15:6, C.I.녹색안료 7, C.I.녹색안료 36, C.I.황색안료 74, C.I.황색안료 83, C.I.황색안료 110, C.I.황색안료 138, C.I.황색안료 139, C.I.황색안료 150, C.I.황색안료 151, C.I.황색안료 155, C.I.황색안료 180, C.I.황색안료 213, C.I.주황색안료 38, C.I.주황색안료 73, C.I.갈색안료 24, C.I.보라색안료 19, C.I.보라색안료 23 으로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 안료인 잉크 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 단량체는 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 글리세롤 디아크릴레이트, 트리프로필렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리아크릴레이트 트리메틸올 메탄, 트리아크릴레이트 트리메틸올 에탄, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 올리고머는 에폭시 아크릴레이트 올리고머, 에폭시 메타크릴레이트 올리고머, 폴리에스테르 아크릴레이트 올리고머, 우레탄 메타크릴레이트 올리고머, 우레탄 아크릴레이트 올리고머, 아민 변형된 에폭시 아크릴레이트, 아민 변형된 폴리에스테르 아크릴레이트, 폴리부타디엔 아크릴레이트 올리고머, 아크릴레이트 올리고머, 디아크릴레이트 올리고머, 트리아크릴레이트 올리고머 및 카바메이트 올리고머로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 고분자수지는 아크릴레이트 중합체 또는 그 유도체, 및 아크릴산-아크릴레이트 중합체 또는 그 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 용매는 유기용매인 잉크 조성물.
  16. 제1항에 있어서, 상기 용매는 디프로필렌 글리콜 메틸에테르, 트리프로필렌 글리콜 메틸에테르, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-프로필에테르, 디프로필렌 글리콜 n-부틸에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 n-부틸에테르, 에틸렌 글리콜 헥실에테르, 에틸렌 글리콜 페닐에테르, 트리메틸노나놀, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 및 헥실렌글리콜로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  17. 제1항에 있어서, 추가로 개시제 0~10중량%를 포함하는 잉크 조성물.
  18. 제17항에 있어서, 상기 개시제는 0.1~3.5중량%의 범위인 잉크 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 추가로 첨가제 0~30중량%를 포함하는 잉크 조성물.
  20. 제19항에 있어서, 상기 첨가제는 1~10중량%의 범위인 잉크 조성물.
  21. 제17항에 있어서, 상기 개시제는 광개시제 또는 열개시제인 잉크 조성물.
  22. 제17항에 있어서, 상기 개시제는 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤, 4,4'-비스(디메틸아미노), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페톤, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, IRGACURE® 819, IRGACURE®369, IRGACURE®2959, IRGACURE®379, IRGACURE®184, IRGACURE®784, IRGACURE®250, IRGACURE®907, IRGACURE®651, IRGACURE®OXE01, IRGACURE®500, IRGACURE®1800, IRGACURE®1000, IRGACURE®1700, DAROCURE®BP, DAROCURE®1173 CGI-242, CGI-552, CHIVACURE®TPO, CHIVACURE®TPO-L, CHIVACURE®200, CHIVACURE®107, CHIVACURE®184, CHIVACURE®284, 벤조일 페옥사이드, 아조비스이소부티로니트릴로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  23. 제19항에 있어서, 상기 첨가제는 계면활성제, 기포방지제/소포제 및 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  24. 제23항에 있어서, 상기 계면활성제는 불소화 계면활성제, 중합성 불소화계면활성제, 실록산 계면활성제, 중합성 실록산 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 계면활성 제 및 그들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 기포 방지제 또는 소포제는 실록산 계면활성제, 중합성 실록산 계면활성제, 폴리옥시에틸렌 계면활성제 및 그들의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택되고, 상기 분산제는 아크릴레이트형 또는 변형 아크릴레이트형 중합성 분산제, 우레탄형 또는 변형 우레탄형 중합성 분산제 및 다른 구조의 중합성 분산제로 이루어진 군으로부터 선택되는 잉크 조성물.
  25. 제23항에 있어서, 상기 분산제는 Solsperse® 인 잉크 조성물.
  26. 제1항에 있어서, 잉크 조성물은
    C.I. 변형 적색안료 254 1중량%, C.I. 변형 황색안료 138 5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 15중량%, CGI-242 1중량%, 트리프로필렌 클리콜 메틸에테르 41중량%, 디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르 35중량%, Solsperse® 24000 2중량%로 이루어진 제1 조성물;
    C.I. 변형 적색안료 254 15중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 30중량%, Irgacure®819 1중량%, 트리프로필렌 글리콜 메틸에테르 49중량%, Solsperse® 24000 5중량%로 이루어진 제2 조성물;
    C.I. 변형 적색안료 254 4.5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 5중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 2중량%, 프로 필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 30중량% 및 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 51중량%, Solsperse® 24000 2.5중량%로 이루어진 제3 조성물;
    C.I. 변형 적색안료 254 4.5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 2.5중량%, 아크릴레이트 중합체 7.5중량%, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤 2중량%, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 48.5중량%, 프로필텐글리콜 n-부틸 에테르 30중량% 및 Solsperse® 24000 5중량%로 이루어진 제4 조성물;
    C.I. 변형 적색안료 254 5.5중량%, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 5중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, Irgacure®184 2중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 25중량%, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 30중량%, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 25중량%, Solsperse® 24000 2.5중량%로 이루어진 제5 조성물;
    C.I.변형 적색안료 254 5.25중량%, 아크릴산-아크릴레이트 중합체 8중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 52.5중량%, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트 31.5중량% 및 Solsperse®24000 2.75중량%로 이루어진 제6 조성물;
    C.I. 변형 녹색안료 36 3중량%, 아크릴산-아크릴레이트 중합체 6중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 36.5중량%, 디에틸렌글리콜 에틸에테르 52.5중량% 및 Solsperse®24000 2중량%로 이루어진 제7 조성물;
    C.I. 변형 적색안료 254 3중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5중량%, 아 크릴레이트 중합체 5중량%, Irgacure®184 2중량%, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 82중량%, Solsperse®24000 3중량%로 이루어진 제8 조성물;
    C.I. 변형 녹색안료 36 3.5중량%, C.I. 변형 황색안료 138 0.5중량%, 우레탄 아크릴레이트 올리고머 5중량%, 아크릴레이트중합체 5중량%, Irgacure®819 2중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 55중량%, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트 26중량%, Solsperse®24000 3중량%로 이루어진 제9 조성물;
    C.I. 변형 적색안료 254 4중량%, 아크릴레이트 중합체 5중량%, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르 87중량%, Solsperse®24000 4중량%로 이루어진 제 10 조성물; 및
    C.I. 변형 적색안료 254 3중량%, 아크릴레이트중합체 10중량%, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트 82중량%, Solsperse®24000 5중량%로 이루어진 제11 조성물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인 잉크 조성물.
  27. 착색제; 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분; 및 혼합용매를 포함하는 잉크 조성물로, 여기서 상기 혼합용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg 미만이고, 혼합용매의 온도가 60~90℃일 때, 용매의 증기압은 20℃에서의 혼합용매의 증기압보다 5배 이상 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서의 부틸아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠른 것인 잉크조성 물.
  28. 칼라필터의 제조방법으로, 상기 방법은
    투명 기판을 제공하는 단계;
    투명 기판에 흑색 매트릭스를 형성하는 단계;
    흑색 매트릭스의 상에 다수개의 절연막을 형성하는 단계;
    잉크분사장치로 잉크 조성물을 절연막 사이의 공간에 주입하는 단계; 및
    상기 잉크 조성물을 건조 고화시키는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 잉크 조성물은 착색제; 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분; 및 용매를 포함하고,
    여기서 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg 미만이고, 용매의 온도가 60~90℃일 때, 용매의 증기압은 20℃에서의 용매의 증기압보다 5배 이상 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서의 부틸아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠른 제조방법.
  29. 칼라필터의 제조방법으로, 상기 방법은
    투명 기판을 제공하는 단계;
    투명 기판에 흑색 매트릭스를 형성하는 단계;
    흑색 매트릭스의 위치 사이에 잉크 수용층을 형성하는 단계;
    잉크분사장치로 잉크 조성물을 잉크 수용층으로 주입하는 단계; 및
    상기 잉크 조성물을 건조 고화시키는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 잉크 조성물은 착색제; 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분; 및 용매를 포함하고,
    여기서 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg 미만이고, 용매의 온도가 60~90℃일 때, 용매의 증기압은 20℃에서의 용매의 증기압보다 5배 이상 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서의 부틸아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠른 제조방법.
  30. 칼라필터의 제조방법으로, 상기 방법은
    투명 기판을 제공하는 단계;
    투명 기판상에 절연막으로서 흑색 매트릭스를 형성하는 단계;
    잉크분사장치로 잉크 조성물을 절연막 사이의 공간에 주입하는 단계; 및
    상기 잉크 조성물을 건조 고화시키는 단계를 포함하고,
    여기서, 상기 잉크 조성물은 착색제; 단량체, 올리고머 또는 고분자수지로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 성분; 및 용매를 포함하고,
    여기서 상기 용매의 증기압은 20℃에서 0.33mmHg 미만이고, 용매의 온도가 60~90℃일 때, 용매의 증기압은 20℃에서의 용매의 증기압보다 5배 이상 증가되고 및/또는 증발속도는 20℃에서의 부틸아세테이트의 증발속도의 십분의 일보다 빠른 제조방법.
  31. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 고화 단계는 가열에 의해 용매를 제거하는 것인 제조방법.
  32. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 고화 단계는 가열공정 및 진공펌프공정으로 용매를 제거하는 것인 제조방법.
  33. 제31항에 있어서, 상기 가열온도는 잉크 조성물 중의 용매의 증기압이 0.1~1mmHg일 때의 온도보다 높은 것인 제조방법.
  34. 제32항에 있어서, 상기 가열온도는 잉크 조성물 중의 용매의 증기압이 0.1~1mmHg일 때의 온도보다 높은 것인 제조방법.
  35. 제33항에 있어서, 상기 가열온도는 60℃~ 90℃인 제조방법.
  36. 제34항에 있어서, 상기 가열온도는 60℃~ 90℃인 제조방법.
  37. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 건조 고화단계는 발열장치 또는 발광장치에 의해 절연막 사이의 잉크를 건조시키는 단계를 포함하는 제조방법.
  38. 제34항에 있어서, 상기 잉크 조성물에 대한 진공펌프의 진공도는 선택된 가열온도에서의 용매의 증기압보다 높거나 근접한 제조방법.
  39. 제38항에 있어서, 상기 진공펌프의 진공도는 0.1~5mmHg인 제조방법.
  40. 제28항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 잉크분사장치는 열 기포 잉크제트 인쇄장비, 또는 압전식 잉크제트 인쇄장비인 제조방법.
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