KR20140043026A - 잉크젯 잉크, 마이크로 렌즈, 광학 부품 및 장치 - Google Patents

잉크젯 잉크, 마이크로 렌즈, 광학 부품 및 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 잉크젯 잉크, 마이크로 렌즈, 광학 부품 및 장치에 관한 것이다. 기판의 표면 처리를 하지 않아도 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있는 잉크젯 잉크를 제공하는 것을 과제로 한다. 하기 화학식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴아미드(A), 하기 화학식 (2)로 나타내는 고리상(메타)아크릴아미드(B), 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 및 광중합 개시제(D)를 포함하여 형성되는 잉크젯 잉크이다.
Figure pat00014
(1)

Description

잉크젯 잉크, 마이크로 렌즈, 광학 부품 및 장치{INKJET INK, MICROLENS, OPTICAL COMPONENT AND APPARATUS}
본 발명은 영상 표시 장치 등의 광학 기기에 내장되는 백라이트 유닛의 부재인 도광판의 제조에 적절하게 이용될 수 있는 잉크젯 잉크에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 기판의 표면 처리를 하지 않아도 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있는 잉크젯 잉크에 관한 것이다.
예전부터 영상 표시 장치용 도광판에 형성된 마이크로 렌즈는 금형을 사용한 사출 성형에 의해 형성되었다. 그러나 이 방법을 이용하여 소량이면서 다품종의 마이크로 렌즈를 제조할 때는, 제품 설계마다 금형을 다시 만들 필요가 있어서 제조 공정수의 증가가 문제가 되었다.
최근, 설계의 자유도가 높은 제조 방법으로서 잉크젯 방법을 사용하여, 직접, 기판 표면상에 마이크로 렌즈를 형성하는 방법이 실시되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1 및 2 참조).
이와 같은 잉크젯 방법을 사용한 마이크로 렌즈의 제조 방법은 PC 등으로 용이하게 패터닝을 제어할 수 있기 때문에, 소량이면서 다품종의 마이크로 렌즈의 생산에 대해서도 제조 공정수가 변하지 않고, 제조비용을 억제할 수 있다는 점 등에 있어 기대되고 있다.
그러나 종래의 잉크젯 잉크를 사용하여 도광판을 구성하는 기판에 마이크로 렌즈를 직접 형성했을 경우, 기판 표면과 잉크와의 계면 자유 에너지가 작기 때문에 지름이 큰 마이크로 렌즈가 형성된다고 하는 문제나 잉크의 기판 표면에서의 젖음성에 불균일성이 보이기 때문에 양호하지 않은 형상의 마이크로 렌즈가 형성되어 버리는 문제가 있었다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 마이크로 렌즈의 지름 및 높이의 제어를 목적으로 하여 마이크로 렌즈를 형성하기 전에, 기판 표면에 발액성 경화막을 형성하는 등의 표면 처리가 실시되고 있다. 그러나 이와 같은 방법은 마이크로 렌즈의 형성에 있어서, 제조 공정수를 늘여서 택 타임을 증가시켜 버리는 문제가 있었다.
선행 기술 문헌
[특허 문헌]
특허 문헌 1：일본 특허 공개 공보 제2000-180605호
특허 문헌 2：일본 특허 공개 공보 제2004-240294호
상술한 문제를 해결하는 하나의 수단으로서, 종래의 잉크 대신에 기판의 표면 처리를 하지 않아도 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있는 잉크젯 잉크의 개발을 생각할 수 있다.
이 경우, 표면 처리를 하지 않은 기판의 표면 자유 에너지가 낮기 때문에, 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성하기 위해서는 잉크의 표면 자유 에너지가 높은 것이 요구되며, 잉크의 표면 자유 에너지를 높이기 위해서는 원료로서 표면 장력이 높은 화합물을 사용하는 것을 생각할 수 있다.
이러한 표면 장력이 높은 화합물을 포함하는 조성물은 몇 가지가 알려져 있다(일본 특허 공개 공보 제2002-212244호 또는 일본 특허 공개 공보 제2011-132322호 참조).
그러나 이들 문헌들에 기재된 조성물은 반드시 기판과의 계면 자유 에너지가 높다고는 말할 수 없으며, 사용하는 화합물에 따라서는 기판과의 계면 자유 에너지가 낮은 것도 있었다.
또한, 표면 장력이 높은 광중합성 화합물은 일반적으로 내습성이 나쁜 경향에 있으므로, 표면 장력이 높은 광중합성 화합물만으로 마이크로 렌즈를 형성하면 항온 항습 시험 후에 광학 특성이 악화되는 문제가 있었다.
본 발명의 목적은, 기판의 표면 처리를 하지 않아도 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있는 잉크젯 잉크를 제공하는 것이다. 특히, 아크릴 기판 상에 있어서, 표면 처리를 하지 않아도 양호한 형상을 가지면서, 또한 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 양호한 마이크로 렌즈를 형성하는 것이 가능한 잉크젯 잉크의 제공을 목적으로 한다.
본 발명자들은, 우레탄(메타)아크릴레이트, 광중합 개시제 및 특정한 구조를 가진 (메타)아크릴아미드 및 고리상(메타)아크릴아미드를 포함하여 이루어지는 광경화성 잉크젯 잉크에 의하면, 예를 들면 도광판을 제조할 때, 기판을 표면 처리하지 않아도 양호한 형상으로 게다가 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다는 것을 발견하고 이러한 지견에 근거하여 본 발명을 완성하였다.
다시 말하면 본 발명은 이하의 사항들을 포함한다.
[1] 하기 화학식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴아미드(A), 하기 화학식 (2)로 나타내는 고리상(메타)아크릴아미드(B), 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 및 광중합 개시제(D)를 포함해서 이루어지는 잉크젯 잉크.
Figure pat00001
......화학식 (1)
(상기 화학식 (1)에서, R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 탄소수 1 내지 10의 유기기 또는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기이며, R3은 수소, 탄소수 1 내지 10의 유기기 또는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기이다.)
Figure pat00002
......화학식 (2)
(상기 화학식 (2)에서, R4는 수소 또는 메틸이며, R5는 2가의 유기기이다.)
[2] 잉크젯 잉크의 총량에 대하여, 상기 (메타)아크릴아미드(A)가 5 중량% 내지 40 중량%의 양으로, 상기 고리상(메타)아크릴아미드(B)가 40 중량% 내지 85 중량%의 양으로, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(C)가 5 중량% 내지 20 중량%의 양으로, 상기 광중합 개시제 (D)가 0.5 중량% 내지 20 중량%의 양으로 포함되는 사항 [1]에 기재된 잉크젯 잉크.
[3] 상기 화학식 (1)의 R2가 탄소수 1 내지 5의 알킬렌이고, R3이 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬인 사항 [1] 또는 사항 [2]에 기재된 잉크젯 잉크.
[4] 상기 화학식 (2)의 R5가 하기 화학식 (3)으로 나타내는 기(基)인 사항 [1] 내지 사항 [3] 중에서 어느 하나의 사항에 기재된 잉크젯 잉크.
-R6-X-R7- ......화학식 (3)
(상기 화학식 (3)에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌이며, X는 산소 또는 유황이다.)
[5] 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(C)의 25℃에 있어서의 점도가 5,000mPaㆍs이상인 사항 [1] 내지 사항 [4] 중에서 어느 하나의 사항에 기재된 잉크젯 잉크.
[6] 상기 광중합 개시제(D)가 아실포스핀 옥사이드계 개시제, 옥시페닐 초산에스테르계 개시제, 벤조일 포름산계 개시제 및 하이드록시 페닐케톤계 개시제로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 사항 [1] 내지 사항 [5] 중에서 어느 하나의 사항에 기재된 잉크젯 잉크.
[7] 마이크로 렌즈 형성용인 사항 [1] 내지 사항 [6] 중에서 어느 하나의 사항에 기재된 잉크젯 잉크.
[8] 사항 [1] 내지 사항 [7] 중에서 어느 하나의 사항에 기재된 잉크젯 잉크를 경화시켜서 얻을 수 있는 마이크로 렌즈.
[9] 사항 [8]에 기재된 마이크로 렌즈를 갖는 광학 부품.
[10] 사항 [9]에 기재된 광학부품을 갖는 장치.
본 발명의 잉크젯 잉크에 의하면, 기판에 표면 처리하지 않더라도 양호한 형상을 가지며, 또한 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
1. 잉크젯 잉크
본 발명의 잉크젯 잉크(이하, '본 발명의 잉크'라고도 한다)는 하기 화학식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴아미드(A), 하기 화학식 (2)로 나타내는 고리상(메타)아크릴아미드(B), 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 및 광중합 개시제(D)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 잉크는 상기 화합물을 포함하여 이루어지는 것으로서, 기판 표면에 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성하기 위한 표면 처리를 하지 않더라도 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 잉크는 광경화성에 뛰어나며, 더욱이 해당 잉크에 의하면, 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
본 발명의 잉크는 본 발명의 요지를 손상하지 않는 범위에서, 필요에 따라 유기 용매, 중합 금지제, 열경화성 화합물, 열중합 개시제, 산화 방지제, 착색제, 및 (메타)아크릴아미드(A), 고리상(메타)아크릴아미드(B) 및 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 이외의 라디칼 중합성 이중결합을 갖는 화합물(E) 등의 기타의 성분을 포함할 수 있다.
본 발명의 잉크는 무색이어도 유색이어도 좋다. 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 유색의 화합물을 미량 함유해도 좋다. 예를 들면, 마이크로 렌즈의 상태를 검사할 때에, 기판과의 식별을 용이하게 하기 위해서 착색제를 포함해도 좋다.
본 명세서에 있어서, '(메타)아크릴아미드'는 아크릴아미드와 메타크릴아미드 양자 모두 또는 한쪽을 '(메타)아크릴레이트'는 아크릴레이트와 메타크릴레이트 양자 모두 또는 한쪽을 나타내기 위해 사용된다.
1-1. (메타)아크릴아미드(A)
상기 (메타)아크릴아미드(A)는 하기 화학식 (1)의 구조를 갖는 화합물이다.
하기 화학식 (1)의 구조를 갖는 (메타)아크릴아미드(A)의 표면 장력은 극히 높아서, 이러한 (메타)아크릴아미드(A)를 포함하는 잉크에 의하면 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
Figure pat00003
......화학식 (1)
(상기 화학식 (1)에서, R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 탄소수 1 내지 10의 유기기 또는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기이며, R3은 수소, 탄소수 1 내지 10의 유기기 또는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기이다.)
상기 R2에 있어서의 탄소수 1 내지 10의 유기기로서는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기가 바람직하며, 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기가 보다 바람직하다.
탄소수 1 내지 10의 탄화수소기로서는, 메틸렌, 디메틸렌, 트리메틸렌, 이소프로필리덴, 테트라메틸렌, 펜타메틸렌, 헥사메틸렌 등을 들 수 있고, 바람직하게는 메틸렌, 디메틸렌 등이다.
본 명세서의 탄화수소기에 있어서의 적어도 하나의 -CH2-는, -CH=CH-, -C≡C-, -O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -NR-(R은 수소, 메틸, 에틸, 에톡시 또는 메톡시이다), -CONH-, -NHCO-로 치환되어도 좋다.
상기 R2에 있어서의 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기로서는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기가 바람직하며, 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 6의 탄화수소기가 보다 바람직하다.
상기 R3에 있어서의 탄소수 1 내지 10의 유기기 및 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기로서는 상기 R2에 있어서의 탄소수 1 내지 10의 유기기 및 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기로서 예시한 기(基) 중 하나의 결합수(結合手)에 수소 원자나 수산기가 부가된 기(基) 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, R2가 탄소수 1 내지 5의 알킬렌이고 R3이 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬이면, 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 화합물이 되기 때문에 바람직하다.
상기 (메타)아크릴아미드(A)로서는, 예를 들면, N-(하이드록시메틸)(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(3-하이드록시프로필)(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시프로필)(메타)아크릴아미드, N-(1-메틸-1-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(1-메틸-2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(1,1-디메틸-1-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(1-에틸-2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-(1,1-디메틸-3-하이드록시부틸)(메타)아크릴아미드, N-[1,2-디하이드록시-1-(하이드록시메틸)에틸](메타)아크릴아미드, N-[1,1-비스(하이드록시메틸)-2-하이드록시에틸](메타)아크릴아미드, N-[1,1-비스(하이드록시메틸)에틸](메타)아크릴아미드, N-[2-하이드록시-2,2-비스(하이드록시메틸)에틸](메타)아크릴아미드, N-(2,2-디하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드, N-[트리스(하이드록시메틸)메틸](메타)아크릴아미드, N-[2-(2-하이드록시 에톡시)에틸](메타)아크릴아미드, 및 이들 화합물의 질소원자에 결합된 수소원자를 -CH3, -C2H5, -CH2OH, -C2H4-OH, -CH2CH(OH)2, -CH2-CH(OH)CH3 등으로 치환한 화합물을 들 수 있다.
이들 중에서도, 입수의 용이성 등에 있어서 N-(하이드록시메틸)(메타)아크릴아미드, N-(2-하이드록시에틸)(메타)아크릴아미드가 바람직하다.
(메타)아크릴아미드(A)는 공지의 제조 방법으로 제조한 것이라도 좋고, 시판품이라도 좋다.
(메타)아크릴아미드(A)의 구체적인 예로서는, N-(하이드록시메틸)아크릴아미드(토쿄카세이(東京化成)공업(주)(Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.)), N-(하이드록시메틸)메타크릴아미드, N-(하이드록시에틸)아크릴아미드(상품명: HEAA, 코우진(興人)(주)), N-[트리스(하이드록시메틸)메틸]아크릴아미드(칸토카가쿠(關東化學)(주)(KANTO CHEMICAL CO., INC.)) 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용되는 (메타)아크릴아미드(A)는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, (메타)아크릴아미드(A)의 함유량이 해당 잉크 총량에 대하여, 바람직하게는 5 중량% 내지 40 중량%, 보다 바람직하게는 5 중량% 내지 30 중량%, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 20 중량%이면, 항온 항습 시험 후에도 광학 특성 변화가 적고, 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
1-2. 고리상(메타)아크릴아미드(B)
고리상(메타)아크릴아미드(B)는 하기 화학식 (2)의 구조를 갖는 화합물이다.
하기 화학식 (2)의 구조를 갖는 고리상(메타)아크릴아미드(B)의 표면 장력은 극히 높고, 또한 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는다. 이어란 고리상(메타)아크릴아미드(B)를 포함하는 잉크에 의하면, 양호한 형상이면서 또한 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다.
Figure pat00004
......화학식 (2)
(상기 화학식 (2)에서, R4는 수소 또는 메틸이며, R5는 2가의 유기기이다.)
상기 R5에 있어서의 2가의 유기기로서는, 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기가 바람직하며, 예를 들면, R2에 있어서의 탄소수 1 내지 10의 탄화수소기로 예시한 기(基)를 들 수 있다.
또한, R5를 포함하는 고리는 포화 또는 불포화 지방환이라도 좋고, 방향족환이라도 좋다.
상기 R5가 하기 화학식 (3)으로 나타내는 기(基)이면, 항온 항습 시험 후에도 보다 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 화합물이 되기 때문에 바람직하다.
-R6-X-R7- ......화학식 (3)
(상기 화학식 (3)에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌이며, X는 산소 또는 유황이다.)
고리상(메타)아크릴아미드(B)는 공지의 제조 방법으로 제조한 것이라도 좋고, 시판품이라도 좋다.
고리상(메타)아크릴아미드(B)의 구체적인 예로서는, N-아크릴로일모르폴린(상품명: ACMO, 코우진(興人)(주)), N-메타크릴로일모르폴린, N-아크릴로일티오모르폴린 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용되는 고리상(메타)아크릴아미드(B)는 1종이라도 좋고, 2종 이상을 병용해도 좋다.
본 발명의 잉크에 있어서, 고리상(메타)아크릴아미드(B)의 함유량이 해당 잉크 총량에 대하여, 바람직하게는 40 중량% 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 60 중량% 내지 85 중량%이면, 얻어지는 잉크는 양호한 형상이면서, 또한 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 마이크로 렌즈를 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
나아가, 고리상(메타)아크릴아미드(B)의 함유량이 상술한 범위에 있으면, 토출성 등이 우수한 잉크젯 잉크에 적합한 점도를 갖는 잉크가 되고, 또한 마이크로 렌즈를 형성할 때에 요구되는 광경화성도 우수한 잉크가 되기 때문에 바람직하다.
1-3. 우레탄(메타)아크릴레이트(C)
우레탄(메타)아크릴레이트(C)를 사용하면, 특히 항온 항습 시험 후라고 하더라고 얻어지는 마이크로 렌즈가 높은 광학 특성을 나타내기 때문에 바람직하다.
우레탄(메타)아크릴레이트(C)는 특별히 한정되지 않지만, 25℃에 있어서의 점도가 5,000mPaㆍs이상의 화합물이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10,000mPaㆍs 이상의 화합물이다. 점도가 이러한 범위에 있으면 기판 위로 토출된 잉크의 젖음성을 억제할 수 있어서, 보다 지름이 작은 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
그리고 우레탄(메타)아크릴레이트(C)의 점도의 상한은 3,000,000mPaㆍs이어도 좋다.
상기 점도는 R/S플러스 레오미터(브룩필드(Brookfield)사)에 의해 측정될 수 있다.
우레탄(메타)아크릴레이트(C)는 공지의 제조 방법으로 제조한 것이라도 좋고, 시판품이라도 좋다.
25℃에 있어서의 점도가 10,000mPaㆍs 이상인 우레탄(메타)아크릴레이트(C)의 구체적인 예로서는 아래 화합물을 들 수 있다.
NK올리고 UA-1100H(11,000mPaㆍs, 25℃), NK올리고 U-6LPA (149,000mPaㆍs, 25℃), NK올리고 U-6HA (40,000mPaㆍs, 50℃)(모두 상품명: 신나카무라 화학공업(주)(Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)), CN9001(46,500mPaㆍs, 60℃), CN9893 (1,120,000mPaㆍs, 25℃), CN990(60,000mPaㆍs, 25℃)(모두 상품명: 사토머(주)(Sartomer Co.)), 카야라드(KAYARAD) UXE-1000(525,000mPaㆍs, 25℃)(상품명: 닛폰카야쿠(日本化藥)(주)(NIPPON KAYAKU Co., Ltd.)).
그리고 이들 화합물 중에서, NK올리고 U-6LPA, CN9893 및 카야라드(KAYARAD) UXE-1000의 점도 값은 R/S플러스 레오미터(브룩필드사 제품)에 의해 측정된 값이며, 그 이외의 화합물의 점도의 값은 카탈로그 값이다.
본 발명의 잉크에 사용되는 우레탄(메타)아크릴레이트(C)는 1종이라도 좋고 2종 이상을 병용해도 좋다.
본 발명의 광경화성 잉크젯 잉크에 있어서의 우레탄(메타)아크릴레이트(C)의 함유량이, 해당 잉크 총량에 대하여 바람직하게는 5 중량% 내지 20 중량%, 보다 바람직하게는 5 중량% 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 12 중량%이면, 잉크젯 잉크에 적합한 점도를 갖는 잉크가 되며, 해당 잉크로부터 얻어지는 마이크로 렌즈는 항온 항습 시험 후에도 광학 특성의 변화가 적어지기 때문에 바람직하다.
1-4. 광중합 개시제(D)
광중합 개시제(D)는 자외선 혹은 가시광선의 조사에 의해 라디칼을 발생할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않지만, 아실포스핀 옥사이드계 개시제, 옥시페닐 초산에스테르계 개시제, 벤조일 포름산계 개시제 및 하이드록시 페닐케톤계 개시제가 바람직하며, 이들 중에서도 특히 아실포스핀 옥사이드계 개시제, 옥시페닐 초산에스테르계 개시제 및 벤조일 포름산계 개시제가 잉크의 광경화성 및 얻어지는 마이크로 렌즈의 광선투과율 등의 관점에서 보다 바람직하다.
자외선 혹은 가시광선의 조사에 의해 라디칼을 발생할 수 있는 광중합 개시제(D)의 구체적인 예로서는, 벤조페논, 미힐러 케톤, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 크산톤, 티오크산톤, 이소프로필크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-에틸안트라퀴논, 아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-4'-이소프로필 프로피오페논, 이소프로필 벤조인 에테르, 이소부틸 벤조인 에테르, 2,2-디에톡시아세토페논, 캠포르퀴논, 벤즈안트론, 4-디메틸아미노 안식향산 에틸, 4-디메틸아미노 안식향산 이소아밀, 4,4'-디(t-부틸 퍼옥시카보닐)벤조페논, 3,4,4'-트리(t-부틸 퍼옥시카보닐)벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸 퍼옥시카보닐)벤조페논, 3,3',4,4'-테트라(t-헥실 퍼옥시카보닐)벤조페논, 3,3'-디(메톡시카보닐)-4,4'-디(t-부틸 퍼옥시카보닐)벤조페논, 3,4'-디(메톡시카보닐)-4,3'-디(t-부틸 퍼옥시카보닐)벤조페논, 4,4'-디(메톡시카보닐)-3,3'-디(t-부틸 퍼옥시카보닐)벤조페논, 2-(4'-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(2'-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-펜틸옥시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 4-[p-N,N-디(에톡시카보닐 메틸)]-2,6-디(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(2'-클로로페닐)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(4'-메톡시페닐)-s-트리아진, 2-(p-디메틸아미노스티릴)벤즈옥사졸, 2-(p-디메틸아미노스티릴)벤즈티아졸, 2-메르캅토 벤조티아졸, 3,3'-카르보닐 비스(7-디에틸아미노쿠마린), 2-(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 3-(2-메틸-2-디메틸아미노 프로피오닐)카바졸, 3,6-비스(2-메틸-2-모르폴리노프로피오닐)-9-n-도데실카바졸, 비스(η5-2,4-시클로펜타디엔-1-일)-비스(2,6-디플루오르-3-(1H-피롤-1-일)-페닐)티타늄, 1-하이드록시 시클로헥실 페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논, 1-[4-(2-하이드록시 에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로파논, 2-하이드록시-1-{4-[4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-1-프로파논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노-1-프로파논, 2-(디메틸 아미노)-1-(4-모르폴리노 페닐)-2-벤질-1-부타논, 2-(디메틸 아미노)-2-[(4-메틸페닐)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논, 옥시-페닐-초산2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸 에스테르, 옥시-페닐-초산2-[2-하이드록시-에톡시]-에틸 에스테르, 벤조일 포름산 메틸, 비스(2,4,6-트리메틸 벤조일)페닐포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리메틸 벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리메틸 벤조일 디페닐포스핀산 에스테르, 1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온-2-(O-벤조일옥심), 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-에타논-1-(O-아세틸옥심) 등을 들 수 있다.
이들 중에서도, 1-하이드록시 시클로헥실 페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로파논, 1-[4-(2-하이드록시 에톡시)-페닐]-2-하이드록시-2-메틸-1-프로파논, 2-하이드록시-1-{4-[4-(2-하이드록시-2-메틸-프로피오닐)-벤질]페닐}-2-메틸-1-프로파논, 옥시-페닐-초산2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸에스테르, 옥시-페닐-초산2-[2-하이드록시-에톡시]-에틸에스테르, 벤조일 포름산메틸, 비스(2,4,6-트리메틸 벤조일)페닐포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리메틸 벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 2,4,6-트리메틸 벤조일 디페닐포스핀산 에스테르 등이 바람직하다.
광중합 개시제(D)의 시판품으로서는 이르가큐어(Irgacure) 184, 이르가큐어(Irgacure) 651, 이르가큐어(Irgacure) 127, 다로커(DAROCUR) 1173, 이르가큐어(Irgacure) 500, 이르가큐어(Irgacure) 2959, 이르가큐어(Irgacure) 754, 다로커(DAROCUR) MBF, 루시린(Lucirin) TPO(모두 상품명: 바스프 재팬(주)(BASF Japan Ltd.))등이 바람직하다.
이들 중에서도, 이르가큐어(Irgacure) 754, 다로커(DAROCUR) MBF, 루시린(Lucirin) TPO를 사용하면, 얻어지는 마이크로 렌즈의 광선투과율이 가장 높아지기 때문에 보다 바람직하다.
광중합 개시제(D)는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
광중합 개시제(D)의 함유량은 본 발명의 잉크 총량에 대하여, 0.5 중량% 내지 20 중량%이면, 자외선에 대하여 고감도의 잉크를 얻을 수 있기 때문에 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 중량% 내지 20 중량%이며, 더욱 바람직하게는 5 중량% 내지 20 중량%이다.
1-5. 기타 성분
본 발명의 잉크는 본 발명의 요지를 손상하지 않는 범위 내에서 필요에 따라 유기 용매, 중합 금지제, 열경화성 화합물, 열중합 개시제, 산화 방지제, 착색제 그리고 (메타)아크릴아미드(A), 고리상(메타)아크릴아미드(B) 및 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 이외의 라디칼 중합성 이중 결합을 갖는 화합물(E) 등의 기타의 성분을 포함해도 좋다.
1-5-1. 유기 용매
본 발명의 잉크는 토출성을 조정할 목적으로 유기용매를 함유해도 좋다. 용매를 포함하는 것으로서, 잉크의 점도나 표면장력의 미세한 조정이 가능하여 토출성을 조정할 수 있다.
상기 유기 용매로서는, 특별히 제한되지 않지만, 끓는점이 100℃ 내지 300℃의 유기용 매인 것이 바람직하다.
끓는점이 100℃ 내지 300℃인 유기 용매의 구체적인 예로서는, 초산 부틸, 프로피온산 부틸, 유산 에틸, 메톡시초산 메틸, 메톡시초산 에틸, 메톡시초산 부틸, 에톡시초산 메틸, 에톡시초산 에틸, 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 피루브산 메틸, 피루브산 에틸, 피루브산 프로필, 아세토초산 메틸, 아세토초산 에틸, 디옥산, 3-메톡시부탄올, 3-메톡시부틸 아세테이트, 2-하이드록시 이소부티르산 메틸, 2-하이드록시 이소부티르산 i-프로필, 2-하이드록시 이소부티르산 i-부틸, 2-하이드록시 이소부티르산 n-부틸, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노페닐에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노페닐에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노페닐에테르, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜, 벤질 알코올, 시클로헥산올, 1,4-부탄디올, 트리에틸렌글리콜, 트리프로필렌글리콜, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 디프로필렌글리콜 디메틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 아니솔, γ-부티롤락톤, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-필로리돈 및 디메틸이미다졸리디논을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용되는 유기 용매는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
유기용매의 함유량은 본 발명의 잉크 총량에 대하여, 0.1 중량% 내지 20 중량%이면, 토출성과 다른 특성과의 밸런스가 좋은 잉크를 얻을 수 있기 때문에 바람직하고, 보다 바람직하게는 0.2 중량% 내지 10 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 8 중량%이며, 특히 바람직하게는 1 중량% 내지 5 중량%이다.
1-5-2. 중합 금지제
본 발명의 잉크는 보존 안정성을 향상시키기 위해서 중합 금지제를 함유해도 좋다. 중합 금지제의 구체적인 예로서는, 4-메톡시페놀, 하이드로퀴논(hydroquinone), 디부틸 하이드록시 톨루엔 및 페노티아진을 들 수 있다. 이들 중에서도 페노티아진을 사용하면, 장기적인 보존에 있어서도 점도의 증가가 작은 잉크를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 중합 금지제는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
중합 금지제의 함유량이 본 발명의 잉크 총량에 대하여, 0.01 중량% 내지 1 중량%이면, 장기적인 보존에 있어서도 점도의 변화가 작은 잉크를 얻을 수 있기 때문에 바람직하고, 다른 특성과의 밸런스를 고려한다면, 보다 바람직하게는 0.01 중량% 내지 0.5 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.01 중량% 내지 0.1 중량%이다.
1-5-3. (메타)아크릴아미드(A), 고리상(메타)아크릴아미드(B) 및 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 이외의 라디칼 중합성 이중 결합을 갖는 화합물(E)
본 발명의 잉크는 해당 잉크의 특성을 손상하지 않는 범위 내에서 점도를 조정하는 점 등에서, (메타)아크릴아미드(A), 고리상(메타)아크릴아미드(B) 및 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 이외의 라디칼 중합성 이중 결합을 갖는 화합물(E)을 포함해도 좋다.
화합물(E)로서는, 특별히 제한되지 않지만, 2-하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 모노(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 3-메틸-3-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, 3-에틸-3-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, 3-메틸-3-(메타)아크릴옥시에틸옥세탄, 3-에틸-3-(메타)아크릴옥시에틸옥세탄, 2-페닐-3-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, 2-트리플루오르메틸-3-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, 4-트리플루오르메틸-2-(메타)아크릴옥시메틸옥세탄, (메타)아크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, iso-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.02,6]데카닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐 옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 글리세롤 모노(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로푸르푸릴(메타)아크릴레이트, 5-테트라하이드로푸르푸릴옥시카보닐펜틸(메타)아크릴레이트, 라우릴알코올의 에틸렌옥사이드 부가물의 (메타)아크릴레이트, ω-카복시폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트, 호박산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸], 말레산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸], 시클로헥센-3,4-디카복실산 모노[2-(메타)아크릴로일옥시에틸], (메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드, N,N-디에틸(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드, N-이소프로필(메타)아크릴아미드, 티오글리시딜(메타)아크릴레이트, 페닐티오에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시화o-페닐페놀(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, γ-부티롤락톤(메타)아크릴레이트, 라우릴(메타)아크릴레이트, 메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 1,9-노난디올 디(메타)아크릴레이트, 1,4-시클로헥산디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 2-n-부틸-2-에틸-1,3-프로판디올 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 비스[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]하이드록시 에틸이소시아누레이트, 스티렌, 메틸스티렌, 클로로메틸스티렌, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, 비닐톨루엔, 폴리스티렌매크로모노머, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 계피산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산, 펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트 모노스테아레이트, 디펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에피클로로하이드린 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디트리메틸롤프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 에피클로로하이드린 변성 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 인산 트리(메타)아크릴레이트, 트리스[2-(메타)아크릴로일옥시에틸]이소시아누레이트, 카프로락톤 변성 트리스[(메타)아크릴옥시에틸]이소시아누레이트, 산 변성 에폭시(메타)아크릴레이트, 산 변성(메타)아크릴레이트, 비스페놀F 에틸렌옥사이드 변성 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 에틸렌옥사이드 변성 디(메타)아크릴레이트 및 비스페놀S 에틸렌옥사이드 변성 디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 화합물(E)은 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
본 발명의 잉크가 상기 화합물(E)을 포함할 경우, 해당 화합물(E)의 배합량은 바람직하게는 본 발명의 잉크 총량에 대하여, 1 중량% 내지 40 중량%이며, 본 발명의 잉크에 사용할 수 있는 다른 재료와의 밸런스를 고려한다면, 특히 바람직하게는 1 중량% 내지 15 중량%이다.
1-5-4. 열경화성 화합물
본 발명의 잉크는 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 저하되지 않는 마이크로 렌즈를 얻기 위해서 열경화성 화합물을 포함해도 좋다. 열경화성 화합물로서는 열경화시키는 것이 가능한 관능기를 갖는 화합물이라면 특별히 한정되지 않고, 에폭시 화합물, 에폭시 경화제, 비스말레이미드, 페놀 수지, 페놀성 수산기를 함유하는 수지, 멜라민 수지 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 열경화성 화합물은 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
열경화성 화합물의 함유량이 본 발명의 잉크 총량에 대하여, 0.01 중량% 내지 10 중량%이면, 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 쉽게 악화되지 않는 마이크로 렌즈를 얻을 수 있기 때문에 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1 중량% 내지 8 중량%이며, 더욱 바람직하게는 0.5 중량% 내지 5 중량%이다.
1-5-4-1. 에폭시 화합물
에폭시 화합물은 1분자 중에 적어도 하나의 하기 화학식 (4-1) 또는 화학식 (4-2)으로 나타내는 구조를 갖는 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다.
Figure pat00005
......화학식 (4-1)
Figure pat00006
......화학식 (4-2)
에폭시 화합물의 구체적인 예는, 노볼락형(페놀 노볼락형 및 크레졸 노볼락형) 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 트리스 페놀 메탄형 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀A형 에폭시 수지, 수소첨가된 비스페놀F형 에폭시 수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 테트라 페닐올 에탄형 에폭시 수지, 비크실렌올(bixylenol)형 에폭시 수지, 비페놀형 에폭시 수지, 지방환식 및 복소환식 에폭시 수지, 및, 디시클로펜타디엔 골격이나 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지를 들 수 있고, 바람직하게는 노볼락형 에폭시 수지, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지 및 트리스 페놀 메탄형 에폭시 수지 등이 있다.
에폭시 화합물로서는 공지의 방법으로 제조한 에폭시 수지를 사용해도 좋고, 또한 시판품을 사용해도 좋다.
시판품의 예로서는, jER 828, jER 834, jER 1001, jER 1004(모두 상품명: 미쓰비시 화학(주)(Mitsubishi Chemical Corporation)), 에피클론(Epiclon) 840, 에피클론 850, 에피클론 1050, 에피클론 2055(모두 상품명: DIC(주)), 에포토토(Epotohto) YD-011, 에포토토 YD-013, 에포토토 YD-127, 에포토토 YD-128(모두 상품명: 신닛테츠(新日鐵) 화학(주)(Nippon Steel Chemical CO., LTD.)), D.E.R. 317, D.E.R. 331, D.E.R. 661, D.E.R. 664(모두 상품명: 다우케미컬니혼(주)), 애럴다이트(Araldite) 6071, 애럴다이트 6084, 애럴다이트 GY250, 애럴다이트 GY260(모두 상품명: 헌츠만 재팬(주)), 스미에폭시(Sumi-Epoxy) ESA-011, 스미에폭시 ESA-014, 스미에폭시 ELA-115, 스미에폭시 ELA-128(모두 상품명: 스미토모(住友)화학공업(주)), A.E.R. 330, A.E.R. 331, A.E.R. 661 및 A.E.R. 664(모두 상품명: 아사히카세이 E-머티어리얼즈(주)(Asahi Kasei E-materials Corp.)) 등의 비스페놀A형 에폭시 수지,
jER 152, jER 154(모두 상품명: 미쓰비시 화학(주)), D.E.R. 431, D.E.R. 438(모두 상품명: 다우케미칼니혼(주)), 에피클론 N-730, 에피클론 N-770, 에피클론 N-865(모두 상품명: DIC(주)), 에포토토 YDCN-701, 에포토토 YDCN-704(모두 상품명: 신닛테츠(新日鐵) 화학(주)), 애럴다이트 ECN1235, 애럴다이트 ECN1273, 애럴다이트 ECN1299(모두 상품명: 헌츠만 재팬(주)), XPY307, EPPN-201, EOCN-1025, EOCN-1020, EOCN-104S, RE-306(모두 상품명: 닛폰카야쿠(日本化藥)(주)(NIPPON KAYAKU Co., Ltd.)), 스미에폭시 ESCN-195X, 스미에폭시 ESCN-220(모두 상품명: 스미토모(住友)화학공업(주)), A.E.R. ECN-235 및 A.E.R. ECN-299(모두 상품명: 아사히카세이 E-머티어리얼즈(주)) 등의 노볼락형 에폭시 수지,
에피클론 830(상품명: DIC(주)), jER 807(상품명: 미쓰비시 화학(주)), 에포토토 YDF-170(상품명: 신닛테츠(新日鐵) 화학(주)), YDF-175, YDF-2001, YDF-2004 및 애럴다이트 XPY306(모두 상품명: 헌츠만 재팬(주)) 등의 비스페놀F형 에폭시 수지,
에포토토 ST-2004, 에포토토 ST-2007 및 에포토토 ST-3000(모두 상품명: 신닛테츠(新日鐵) 화학(주)) 등의 수소첨가된 비스페놀A형 에폭시 수지,
셀옥사이드(Celloxide) 2021P(상품명: (주)다이셀), 애럴다이트 CY175 및 애럴다이트 CY179(모두 상품명: 헌츠만 재팬(주)) 등의 지방환식 에폭시 수지,
YL-6056, YX-4000, YL-6121(모두 상품명: 미쓰비시 화학(주)) 등의 비크실렌올형 혹은 비페놀형 에폭시 수지 또는 이들의 혼합물,
EBPS-200(상품명: 닛폰카야쿠(日本化藥)(주)), EPX-30(상품명: (주)ADEKA) 및 EXA-1514(상품명: DIC(주)) 등의 비스페놀S형 에폭시 수지,
jER157S(상품명: 미쓰비시 화학(주)) 등의 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지,
YL-931(상품명: 미쓰비시 화학(주)) 및 애럴다이트 163(상품명: 헌츠만 재팬(주)) 등의 테트라 페닐올 에탄형 에폭시 수지,
애럴다이트 PT810(상품명: 헌츠만 재팬(주)) 및 TEPIC(상품명: 닛산화학공업(日産化學工業)(주)) 등의 복소환식 에폭시 수지,
HP-4032, EXA-4750 및 EXA-4700(모두 상품명: DIC(주)) 등의 나프탈렌 골격을 갖는 에폭시 수지,
HP-7200, HP-7200H 및 HP-7200HH(모두 상품명: DIC(주)) 등의 디시클론 펜타디엔 골격을 갖는 에폭시 수지, 그리고
테크모어 VG3101L(상품명: 미쓰이 화학(주)(Mitsui Chemicals, Inc.)), YL-933(상품명: 미쓰비시 화학(주)), EPPN-501 및 EPPN-502(모두 상품명: 닛폰카야쿠(日本化藥)(주)) 등의 트리스 페놀 메탄형 에폭시 수지를 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 에폭시 화합물은 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
1-5-4-2. 에폭시 경화제
에폭시 경화제로서는 산무수물계 경화제, 폴리아민계 경화제 및 촉매계 경화제 등이 바람직하다.
상기 산무수물계 경화제로서는, 말레산무수물, 테트라하이드로 프탈산무수물, 헥사하이드로 프탈산무수물, 메틸헥사하이드로 프탈산무수물, 헥사하이드로 트리멜리틱산무수물, 프탈산무수물, 트리멜리틱산무수물, 및 스티렌-무수말레산 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 폴리아민계 경화제로서는, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라민, 테트라에틸렌펜타민, 디시안디아미드, 폴리아미드아민(폴리아미드 수지), 케티민화합물, 이소포론디아민, m-크실렌디아민, m-페닐렌디아민, 1,3-비스(아미노메틸)시클로헥산, N-아미노에틸피페라진, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸디페닐메탄, 및 디아미노디페닐술폰 등을 들 수 있다.
상기 촉매계 경화제로서는 3급 아민 화합물 및 이미다졸 화합물을 들 수 있으며, 그 구체적인 예로서는, 1,2-디메틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸륨 트리멜리테이트, 2-페닐이미다졸린, 1-시아노에틸-2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 에폭시 경화제는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
1-5-4-3. 비스말레이미드
비스말레이미드로서는, 예를 들면, 하기 화학식 (5)로 나타내는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00007
......화학식 (5)
상기 화학식 (5)에서, R8 및 R10은 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸이며, R9는 하기 화학식 (6)으로 나타내는 2가의 기(基)이다.
-R11-Y-R12- ......화학식 (6)
상기 화학식 (6)에서, R11 및 R12는 각각 독립적으로, 연속하지 않는(이웃하지 않는) 적어도 1개의 메틸렌이 산소로 치환되어도 좋은 탄소수 1 내지 18의 알킬렌, 치환기를 가져도 좋은 방향환을 갖는 2가의 기 또는 치환기를 가져도 좋은 시클로 알킬렌이다. 상기 치환기로서는, 예를 들면, 카복실, 하이드록시, 탄소수 1 내지 5의 알킬, 탄소수 1 내지 5의 알콕시를 들 수 있다. 내열성이 높은 마이크로 렌즈를 얻을 수 있다는 점에서 R11 및 R12는 각각 독립적으로 하기 화학식 군(b)에서 선택되는 1종의 2가의 기(基)인 것이 바람직하다.
Figure pat00008
상기 화학식 (6)에서, Y는 하기 화학식 군(c)에서 선택되는 1종의 2가의 기(基)이다.
Figure pat00009
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 비스말레이미드는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
1-5-4-4. 페놀 수지 또는 페놀성 수산기를 함유하는 수지
페놀 수지로서는 페놀성 수산기를 갖는 방향족 화합물과 알데하이드류와의 축합반응으로 얻어지는 노볼락 수지를 바람직하게 사용할 수 있으며, 페놀성 수산기를 함유하는 수지로서는, 비닐 페놀의 단독 중합체(수소첨가물을 포함한다), 그리고 비닐 페놀과 이것과 공중합이 가능한 화합물과의 비닐 페놀계 공중합체(수소첨가물을 포함한다) 등을 바람직하게 사용할 수 있다.
페놀성 수산기를 갖는 방향족 화합물로서는, 페놀, o-크레졸, m-크레졸, p-크레졸, o-에틸페놀, m-에틸페놀, p-에틸페놀, o-부틸페놀, m-부틸페놀, p-부틸페놀, 2,3-크실렌올, 2,4-크실렌올, 2,5-크실렌올, 2,6-크실렌올, 3,4-크실렌올, 3,5-크실렌올, 2,3,5-트리메틸페놀, 3,4,5-트리메틸페놀, p-페닐페놀, 레조르시놀(resorcinol), 하이드로퀴논(hydroquinon), 하이드로퀴논 모노메틸에테르, 피로갈롤(pyrogallol), 비스페놀A, 비스페놀F, 테르펜(terpene)골격 함유 디페놀, 몰식자산, 몰식자산 에스테르, α-나프톨(naphthol), 및 β-나프톨 등을 들 수 있다.
알데하이드류의 구체적인 예로서는, 포름알데하이드, 파라포름알데하이드, 푸르푸랄(furfural), 벤즈알데하이드, 니트로벤즈알데하이드 및 아세트알데하이드(acetaldehyde)를 들 수 있다.
비닐 페놀과 공중합 가능한 화합물로서는, (메타)아크릴산 또는 그 유도체, 스티렌 또는 그 유도체, 무수 말레산, 초산 비닐, 및 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.
페놀 수지의 구체적인 예로서는, 레지탑(Resitop) PSM-6200(상품명: 군에이(群榮) 화학공업(주)(GUN EI CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.)), 쇼놀(Shonol) BRG-555(상품명: 쇼와덴코(昭和電工)(주)(SHOWA DENKO K.K.)), 페놀성 수산기를 함유하는 수지의 구체적인 예로서는, 마루카린커M(Maruka Lyncur M) S-2G, 마루카린커 CST70 및 마루카린커 PHM-C(모두 상품명: 마루젠 석유화학(주)(Maruzen Petrochemical Co., LTD.))를 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 페놀수지 또는 페놀성 수산기를 함유하는 수지는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
1-5-4-5. 멜라민 수지
멜라민 수지는 멜라민과 포름알데하이드와의 중축합에 의해 제조되는 수지라면 특별히 한정되지 않고, 메틸롤멜라민, 에테르화 메틸롤멜라민, 벤조구아나민, 메틸롤 벤조구아나민 및 에테르화 메틸롤벤조구아나민 등의 축합물등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 마이크로 렌즈의 내약품성이 양호해진다는 점에서, 에테르화 메틸롤멜라민의 축합물이 바람직하다.
멜라민 수지의 구체적인 예로서는, 니카락(Nikalac) MW-30, 니카락MW-30HM, 니카락 MW-390, 니카락 MW-100LM, 니카락 MX-750LM(상품명: (주)산와케미컬(Sanwa Chemical Co., Ltd.))을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 멜라민 수지는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
1-5-5. 열중합 개시제
본 발명의 잉크는 가열 공정에 의해 잉크의 경화성을 향상시키기 때문에 열중합 개시제를 함유해도 좋다. 열중합 개시제의 구체적인 예로서는, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(azobisisobutyronitrile), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸 발레로니트릴(Valeronitrile)), 과산화벤조일, 과산화디-t-부틸, 산에이드(San-Aid) SI-60L, 산에이드 SI-80L, 산에이드 SI-100L, 산에이드 SI-110L, 산에이드 SI-180L, 산에이드 SI-110, 산에이드 SI-180(상품명: 산신(三新) 화학공업(주)(SANSHIN CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD.))을 들 수 있다. 이들 중에서도 2,2'-아조비스이소부티로니트릴, 및 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴)가 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 열중합 개시제는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
열중합 개시제의 함유량은 바람직하게는 본 발명의 잉크 총량에 대하여, 10 중량% 이하이며, 첨가 효과 및 토출 안정성 등의 관점에서 보다 바람직하게는 0.005 중량% 내지 10 중량%이다.
1-5-6. 산화 방지제
본 발명의 잉크는 얻어지는 마이크로 렌즈의 산화를 방지하기 위해서 산화 방지제를 함유해도 좋다.
산화 방지제로서는, 트리에틸렌글리콜-비스-[3-(3-t-부틸-5-메틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥산디올-비스[3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 3,5-디-t-부틸-4-하이드록시 벤질 포스포네이트 디에틸에스테르 등의 장애 페놀(hindered phenol) 화합물, n-부틸아민, 트리에틸아민, 디에틸아미노 메틸 메타크릴레이트 등의 아민 화합물 등을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 산화 방지제는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
산화 방지제의 함유량은 본 발명의 잉크 총량에 대하여 바람직하게는 3 중량% 이하이며, 첨가 효과 및 토출 안정성 등의 관점에서 보다 바람직하게는 0.005 중량% 내지 2 중량%이다.
1-5-7. 착색제
본 발명의 잉크는 착색이 되어도 무색이여도 좋으나, 예를 들면, 해당 잉크를 기판에 도포 등을 하여 경화시키는 것에 의해 얻어지는 마이크로 렌즈의 상태를 검사할 때에, 마이크로 렌즈와 기판과의 식별을 용이하게 하기 위하여 착색제를 포함해도 좋다. 착색제로서는 염료 및 안료가 바람직하다.
본 발명의 잉크에 사용될 수 있는 착색제는 1종의 화합물이라도 좋고, 2종 이상의 화합물의 혼합물이라도 좋다.
착색제의 함유량은 본 발명의 잉크 중의 고형분 100 중량부에 대하여 0.1 중량부 내지 5 중량부이면, 해당 잉크로부터 얻어지는 마이크로 렌즈의 검사가 용이해지므로 바람직하고, 다른 특성과의 밸런스를 고려한다면, 보다 바람직하게는 0.1 중량부 내지 1 중량부이고, 더욱 바람직하게는 0.1 중량부 내지 0.5 중량부이다.
1-6. 잉크의 보존
본 발명의 잉크는 5℃ 내지 25℃로 보존하면 보존 중의 점도변화가 작아 보존 안정성이 양호하다.
1-7. 잉크의 점도
본 발명의 잉크의 E형 점도계로 측정한 25℃에 있어서의 점도는 2mPaㆍs 내지 200mPaㆍs인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2mPaㆍs 내지 100mPaㆍs이다. 점도가 이러한 범위에 있으면 잉크젯 장치에 의한 토출성이 양호해진다.
1-8. 잉크의 조제 방법
본 발명의 잉크는 원료가 되는 각 성분을 공지의 방법으로 혼합하는 것으로 조제할 수 있다.
특히, 본 발명의 잉크는, 상기 (메타)아크릴아미드(A), 고리상(메타)아크릴아미드(B), 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 및 광중합 개시제(D), 그리고 필요에 따라 다른 성분을 혼합하여 얻어진 용액을, 예를 들면, 멤브레인 필터를 이용해서 여과하여 탈기(脫氣)하는 것에 의해 조제되는 것이 바람직하다. 이렇게 하여 조제된 잉크는 토출성이 뛰어나다.
1-9. 잉크젯 방법에 의한 잉크의 도포
본 발명의 잉크는 공지의 잉크젯 방법을 이용하여 도포할 수 있다. 잉크젯 방법으로서는, 예를 들면, 잉크에 역학적 에너지를 작용시켜서 잉크를 잉크젯 헤드로부터 토출시키는 피에조 방식, 그리고 잉크에 열 에너지를 작용시켜서 잉크를 토출시키는 도포 방법(말하자면, 서멀 방식)을 들 수 있다.
잉크젯 방법을 이용하는 것에 의해 본 발명의 잉크를 미리 정해진 패턴 형상으로 용이하게 도포할 수 있고, 균일한 패턴을 큰 기판 위에 형성할 수 있다.
잉크젯 헤드로서는, 예를 들면, 금속 및/또는 금속 산화물로 이루어지는 발열부를 갖는 것을 들 수 있다. 금속 및/또는 금속 산화물의 구체적인 예로서는, 탄탈륨(Ta), 지르코늄(Zr), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 등의 금속 및 이들 금속의 산화물을 들 수 있다.
본 발명의 잉크를 사용하여 도포를 할 때에 사용되는 바람직한 도포 장치로서는, 예를 들면, 잉크가 수용되는 잉크 수용부를 갖는 잉크젯 헤드 내의 잉크에 도포 신호에 대응한 에너지를 부여하여, 상기 에너지에 의해 잉크 액적(液滴)을 발생시키면서 상기 도포 신호에 대응한 도포(묘화)을 실시하는 장치를 들 수 있다.
상기 잉크젯 도포 장치는 잉크젯 헤드와 잉크 수용부가 분리되어 있는 것에 한정되지 않고, 이들이 분리가 불가능하게 일체화된 것을 사용해도 좋다. 또한, 잉크 수용부는 잉크젯 헤드에 대하여 분리 가능 또는 분리 불가능하게 일체화되어서 캐리지(carriage)에 탑재되는 것이라도 좋고, 장치의 고정 부위에 마련되어도 좋다. 후자의 경우, 잉크 공급 부재, 예를 들면 튜브를 통해 잉크젯 헤드에 잉크를 공급하는 형태의 것이라도 좋다.
2. 마이크로 렌즈
본 발명의 마이크로 렌즈는 상술한 본 발명의 잉크로부터 형성되며, 구체적으로는, 본 발명의 잉크를 잉크젯 방법으로 기판 표면에 도포한 후에, 해당 잉크에 자외선이나 가시광선 등의 광을 조사하여 경화시키는 것으로 얻어지는 마이크로 렌즈가 바람직하다.
　본 발명의 마이크로 렌즈는 상기 본 발명의 잉크를 경화시키는 것으로 얻어지기 때문에 양호한 형상을 가지면서, 동시에 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 양호한 마이크로 렌즈이다.
자외선이나 가시광선 등을 조사할 경우, 조사하는 노광량은 상기 잉크의 조성에 따라서 적절히 선택하면 좋지만, 100mJ/cm2 내지 5,000mJ/cm2 정도가 바람직하고, 150mJ/cm2 내지 2,000mJ/cm2 정도가 보다 바람직하며, 180mJ/cm2 내지 1,000mJ/cm2 정도가 더욱 바람직하다. 또한, 조사하는 자외선이나 가시광선 등의 파장은 200㎚ 내지 500㎚ 정도가 바람직하고, 250㎚ 내지 450㎚ 정도가 보다 바람직하다.
또한, 본 발명에 있어서, 노광량은 우시오 전기(電機)(주)(USHIO INC.) 제품인 수광기 UVD-365PD(상품명)을 부착한 적산 광량계 UIT-201(상품명)로 측정한 값이다.
그리고 노광기로서는, 저압 수은 램프, 고압 수은 램프, 초고압 수은 램프, 메탈헬라이드 램프, 할로겐 램프, 무전극 램프 등을 탑재하며, 200㎚ 내지 500㎚의 범위에서 자외선이나 가시광선 등을 조사하는 장치인 것이 바람직하다.
또한, 필요에 따라, 광의 조사에 의해 경화된 마이크로 렌즈를 더욱 가열ㆍ소성(燒成)해도 좋고, 80℃ 내지 250℃에서 10분 내지 60분간 가열ㆍ소성함으로써, 마이크로 렌즈를 보다 견고하게 경화시킬 수 있다.
본 발명의 잉크가 도포되는 '기판'은 본 발명의 잉크가 도포되는 대상이 될 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 그 형상은 평판 형상에 한정되지 않고, 곡면 형상 등이라도 좋다.
상기 기판으로서는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면, 폴리에틸렌 텔레프탈레이트(PET) 및 폴리부틸렌 텔레프탈레이트(PBT) 등으로 이루어지는 폴리에스테르계 수지기판과, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌 등으로 이루어지는 폴리올레핀 수지기판, 폴리염화비닐, 불소수지, 아크릴계 수지, 폴리아미드, 폴리카보네트 및 폴리이미드 등으로 이루어지는 유기 고분자 필름과, 셀로판으로 이루어지는 기판, 금속박, 폴리이미드와 금속박의 적층 필름, 필링(filling) 효과가 있는 글래신(glassine)지, 양피지, 폴리에틸렌, 클레이 바인더, 폴리비닐알코올, 전분 또는 카복시메틸셀룰로오스(CMC) 등으로 필링(filling) 처리된 종이, 그리고 유리 기판을 들 수 있다.
본 발명의 잉크에 의하면, 아크릴계 수지 기판 상에 있어서도 기판의 표면 처리를 수행하지 않고 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있기 때문에 바람직하다.
상기 기판으로서는, 본 발명의 효과에 악영향을 끼치지 않는 범위 내에 있어서, 산화 방지제, 열화 방지제, 충전제, 자외선 흡수제, 대전 방지제 및/또는 전자파 방지제 등의 첨가제를 함유한 기판을 사용해도 좋다. 또한, 상기 기판으로서는, 기판 표면의 적어도 일부에 필요에 따라 코로나 처리, 플라즈마 처리 또는 블래스트(blast) 처리 등의 표면 처리를 수행한 기판이라도 좋고, 표면에 이접착층(易接着層)이나 컬러 필터용 보호막, 하드 코트막을 마련한 기판이라도 좋다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 잉크에 의하면, 기판의 표면 처리를 하지 않아도 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있지만, 보다 지름이 작고 높이가 높은 마이크로 렌즈를 얻는 등의 목적에서 필요에 따라 기판 표면을 발액(撥液) 처리를 해도 좋다.
또한, 본 발명의 잉크를 기판, 특히 아크릴 기판 위에 토출할 경우, 해당 기판의 표면 상태는 얼룩이 없는(부분적으로 극단적으로 친액(親液)이거나, 발액(撥液)이 아닌) 것이 바람직하다. 따라서 기판 표면의 얼룩을 없앨 목적에서 기판 표면을 표면 처리해 두는 것이 바람직하다.
상기 기판의 두께는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로, 10㎛ 내지 4㎜ 정도이며, 사용하는 목적에 따라 적절히 조정되나 50㎛ 내지 2㎜ 정도가 바람직하고, 100㎛ 내지 1㎜ 정도가 더욱 바람직하다.
상기 마이크로 렌즈의 렌즈 지름(D)에 대한 렌즈 높이(H)의 비(H/D)는 원하는 용도에 따라 적절히 선택하면 좋고, 특별히 한정되지 않으나, 광의 취출 효율이 뛰어난 광학 부품 등을 제조할 수 있다는 점에서, 바람직하게는 0.15 이상, 보다 바람직하게는 0.16 이상이다.
본 발명에 있어서, '양호한 형상의 마이크로 렌즈'라는 것은, 예를 들면, 거의 진원 형상이며 렌즈 지름에 대한 렌즈 높이의 비가 상기 범위에 있는 것과 같은 마이크로 렌즈를 말한다.
상기 마이크로 렌즈는 파장 400㎚에 있어서의 광 투과율이 바람직하게는 98% 이상이고, 보다 바람직하게는 98.5% 이상이다.
3. 광학 부품
본 발명의 광학 부품은 상기 마이크로 렌즈를 가지면 특별히 제한되지 않으나, 기판 위에 상기 마이크로 렌즈가 마련된 것이 바람직하다.
이와 같은 광학 부품으로서는 도광판 등을 들 수 있다.
4. 장치
본 발명의 장치는 상기 광학 부품을 가진다.
이와 같은 장치로서는 디스플레이 및 조명 등을 들 수 있다.
상기 도광판을 백라이트에 설치하는 것으로서, 예를 들면, 액정 표시 소자용 액정 모니터를 제작할 수 있고, 도광판과 고휘도 LED를 내장한 LED 광원부를 도광판의 양단에 구비한 구성으로 하는 것으로서, LED 조명을 제작할 수 있다.
실시예
이하, 실시예들에 의해 본 발명을 더 설명하지만, 본 발명은 이들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
그리고 이하에서는, 실시예에서 얻어진 잉크젯 잉크를 단순히 잉크라고 호칭하는 경우가 있다. 다시 말하면, 예를 들면 잉크젯 잉크 1을 잉크 1이라고 하는 경우가 있다.
실시예 1
(메타)아크릴아미드(A)로서, N-(하이드록시에틸)아크릴아미드인 HEAA(상품명: 코우진(興人)(주)), 고리상(메타)아크릴아미드(B)로서, N-아크릴로일모르폴린인 ACMO(상품명: 코우진(興人)(주)), 우레탄(메타)아크릴레이트(C)로서, CN9893(상품명: 사토머(주), 2관능의 우레탄(메타)아크릴레이트) 및 광중합 개시제(D)로서, 옥시-페닐-초산2-[2-옥소-2-페닐-아세톡시-에톡시]-에틸에스테르와 옥시-페닐-초산2-[2-하이드록시-에톡시]-에틸에스테르와의 혼합물인 이르가큐어(Irgacure) 754(상품명: BASF 재팬(주), 이후 'Ir754'로 약칭함)를 아래 조성비율로 혼합하여 완전히 용해시킨 후, 초고분자량 폴리에틸렌(UPE)제의 멤브레인 필터(0.2㎛)로 여과하여, 여과액(잉크 1)을 얻었다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 78.00g
(C) CN9893 12.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계(토키산교(東機産業)(주)(TOKI SANGYO CO., LTD.) TV-22, 이하 동일)를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 1의 점도를 측정한 결과, 44mPaㆍs였다.
실시예 2
우레탄(메타)아크릴레이트(C)로서, KAYARAD UXE-1000(상품명: 닛폰카야쿠(日本化藥)(주), 4관능의 우레탄(메타)아크릴레이트. 이후 'UXE-1000'라고 약칭함)을 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이 하여 잉크 2를 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 78.00g
(C) UXE-1000 12.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 2의 점도를 측정한 결과, 48mPaㆍs이었다.
실시예 3
우레탄(메타)아크릴레이트(C)로서, U-6LPA(상품명: 신나카무라화학공업(주), 6관능의 우레탄(메타)아크릴레이트)을 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 3을 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 80.00g
(C) U-6LPA 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 3의 점도를 측정한 결과, 48mPaㆍs이었다.
실시예 4
(메타)아크릴아미드(A)로서, N-(하이드록시메틸)아크릴아미드(이후, 'HMAA'라고 약칭함)를 사용하여, 우레탄(메타)아크릴레이트(C)로서, CN9001(상품명: 사토머(주), 2관능의 우레탄(메타)아크릴레이트)을 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 4를 조제하였다.
(A) HMAA 10.00g
(B) ACMO 80.00g
(C) CN9001 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 4의 점도를 측정한 결과, 41mPaㆍs이었다.
실시예 5
우레탄(메타)아크릴레이트(C)로서, CN2302(상품명: 사토머(주), 16관능의 우레탄(메타)아크릴레이트. 25℃에 있어서의 점도: 300mPaㆍs)를 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 5를 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 70.00g
(C) CN2302 20.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 5의 점도를 측정한 결과, 38mPaㆍs이었다.
비교예 1
우레탄(메타)아크릴레이트(C)를 사용하지 않고 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 6을 조제하였다.
(A) HEAA 20.00g
(B) ACMO 80.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 6의 점도를 측정한 결과, 33mPaㆍs이었다.
비교예 2
(메타)아크릴아미드(A)를 사용하지 않고 대신에, 2-하이드록시 에틸메타크릴레이트(이후 'HEMA'라고 약칭함)를 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 7을 조제하였다.
(기타) HEMA 10.00g
(B) ACMO 80.00g
(C) CN 9893 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 7의 점도를 측정한 결과, 25mPaㆍs이었다.
비교예 3
(메타)아크릴아미드(A)를 사용하지 않고 대신에, N-(부톡시메틸)아크릴아미드(이후, 'BMAA'라고 약칭한다)를 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 8을 조제하였다.
(기타) BMAA 10.00g
(B) ACMO 80.00g
(C) CN 9893 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 8의 점도를 측정한 결과, 29mPaㆍs이었다.
비교예 4
고리상(메타)아크릴아미드(B)를 사용하지 않고 대신에, N,N-디에틸아크릴아미드(이후, 'DEAA'라고 약칭함)를 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 9를 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(기타) DEAA 80.00g
(C) CN 9893 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 9의 점도를 측정한 결과, 8mPaㆍs이었다.
비교예 5
고리상(메타)아크릴아미드(B)를 사용하지 않고 대신에, 테트라하이드로 푸르푸릴아크릴레이트(이후, 'THFA'라고 약칭함)를 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 10을 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(기타) THFA 80.00g
(C) CN 9893 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 10의 점도를 측정한 결과, 12mPaㆍs이었다.
비교예 6
우레탄(메타)아크릴레이트(C)를 사용하지 않고 대신에, 트리시클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트인 IRR214-K(상품명: 다이셀ㆍ사이텍(주)(DAICEL-CYTEC Company LTD))를 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 11을 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 80.00g
(기타) IRR214-K 10.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 11의 점도를 측정한 결과, 18mPaㆍs이었다.
비교예 7
우레탄(메타)아크릴레이트(C)를 사용하지 않고 대신에, EBECRYL 140(상품명: 다이셀ㆍ사이텍(주). 이후 'EB-140'라고 약칭함)을 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 12를 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 75.00g
(기타) EB-140 15.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 12의 점도를 측정한 결과, 16mPaㆍs이었다.
비교예 8
우레탄(메타)아크릴레이트(C)를 사용하지 않고 대신에, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트인 DPHA(상품명: 니치유(주)(NOF CORPORATION))을 사용하여 아래 비율로 한 것 외에는, 실시예 1과 같이하여 잉크 13을 조제하였다.
(A) HEAA 10.00g
(B) ACMO 75.00g
(기타) DPHA 15.00g
(D) Ir 754 7.00g
E형 점도계를 사용하여 25℃에 있어서의 잉크 13의 점도를 측정한 결과, 27mPaㆍs이었다.
잉크, 마이크로 렌즈 및 경화막의 평가
상술한 바와 같이 얻어진 잉크를 잉크젯 토출하여 얻어지는 마이크로 렌즈의 형상 평가 및 H/D의 평가, 또한 상술한 바에 따라 얻어진 잉크에서 얻어지는 경화막의 400㎚에서의 광선 투과율과 L*a*b* 표색계에 있어서의 b* 값의 측정, 항온 항습 시험 후의 400㎚의 광선 투과율과 L*a*b* 표색계에 있어서의 b* 값의 측정 및 막 두께를 측정하였다.
마이크로 렌즈의 형성
상술한 바와 같이 얻어진 잉크(1 내지 13)를 잉크젯 카트리지에 주입하고, 10pl(피코리터)용 잉크젯 헤드를 사용하여 잉크젯 장치 DMP-2831(상품명: FUJIFILM Dimatix Inc.)에 장착하고, 토출 전압(피에조(piezo) 전압)과 토출 온도 모두 잉크 점도에 따라 표 1에 기재한 대로 설정하였다. 구동 주파수 5㎑로 아크릴 기판 데라글래스AD999(상품명: 아사히카세이 테크노플러스(주)(ASAHIKASEI TECHNOPLUS Co., Ltd.)) 위에 150㎛간격으로 1도트씩 토출하였다. 그 후, 도트 패턴이 등간격으로 형성된 아크릴 기판에 UV조사 장치 J-CURE1500(상품명: (주)쟈텍(JATEC))을 사용하여 적산 노광량 1,000mJ/cm2의 광을 조사하여 잉크(1 내지 13)를 경화시키는 것으로, 마이크로 렌즈가 형성된 아크릴 기판(1a 내지 13a)을 얻었다. 이러한 아크릴 기판(1a 내지 13a)을 사용하여 이하의 측정 및 평가를 실시하였다.
형상의 평가
상술한 바에 따라 얻어진 마이크로 렌즈가 형성된 기판(1a 내지 13a) 위의 마이크로 렌즈의 형상을 광학식 현미경 BX51(상품명: OLYMPUS(주))을 사용하여 관찰하는 것으로서, 마이크로 렌즈의 형상을 표 1에 기재한 대로 평가하였다.
그리고 마이크로 렌즈의 형상의 평가 기준은 아래와 같다.
◎：모든 마이크로 렌즈의 형상이 거의 진원 형상이다.
○：대부분의 마이크로 렌즈의 형상이 거의 진원 형상이지만, 드물게 거의 진원 형상이 아닌 마이크로 렌즈가 보인다.
△：마이크로 렌즈의 형상이 거의 진원형상인 것과 그렇지 않은 것이 뒤섞여 있다.
■：모든 마이크로 렌즈의 형상이 찌그러져 있다.
본 발명에 있어서의 '거의 진원 형상'이라는 것은 기판 위에 형성된 마이크로 렌즈의 평면도(마이크로 렌즈가 형성된 기판을 마이크로 렌즈의 상방에서 기판방향(마이크로 렌즈의 높이 방향)을 향해 본 경우의 도면)에 있어서, 해당 마이크로 렌즈가 원형(또는 타원형) 형상으로 보일 경우, 바람직하게는 해당 마이크로 렌즈의 윤곽이 매끄러운 원(또는 타원)을 그리는 것과 같은 형상인 경우를 말하며, 원의 일부가 깎여나간 것과 같은 형상이거나, 원의 일부가 뛰어 나온 것과 같은 형상이거나, 해당 마이크로 렌즈의 윤곽이 울퉁불퉁한 경우를 마이크로 렌즈의 형상이 거의 진원형상이 아니라고 하거나 찌그러져 있다고 한다.
H/D의 평가
상술한 마이크로 렌즈의 지름을 광학식 현미경 BX51(상품명: OLYMPUS(주)) 사용하여 측정하였다. 렌즈 지름의 값으로는 임의의 3개의 마이크로 렌즈 지름의 평균치를 사용하였다. 그 후, 상기의 마이크로 렌즈의 렌즈 높이를 KLA-Tencor Japan(주) 제품인 접촉식 박막두께 측정기 P-15(상품명)를 사용하여 측정하였다. 렌즈 높이의 값으로는 임의의 3개의 마이크로 렌즈 높이의 평균치를 사용하였다.
상술한 바와 같이 얻어진 마이크로 렌즈 높이를 마이크로 렌즈 지름으로 나누어 H/D(Height/Diameter)의 값을 산출하였다. 기판(1a 내지 13a) 위의 마이크로 렌즈의 H/D 값을 표 1에 나타낸다.
경화막의 형성
가로 세로 4㎝의 유리 기판(두께: 0.7㎜)에 표 2에 기재한 회전수로 설정한 스핀 코터로 잉크(1 내지 13)를 도포하였다. 그 후, 잉크(1 내지 13)가 도포된 유리 기판을 마이크로 렌즈 형성과 같은 적산 노광량 1,000mJ/cm2의 광을 조사하여 잉크(1 내지 13)를 경화시키는 것으로서, 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)을 얻었다. 이러한 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)을 사용하여 이하의 측정 및 평가를 실시하였다.
광학 특성 평가
얻어진 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)을 사용하여 파장 400㎚에서의 광선투과율 및 b* 값을 측정하였다. 광선 투과율 측정 및 b* 값은 투과율측정 장치 V-670(상품명: 니혼분코우(日本分光)(주))을 사용하여 측정하였다.
그리고 레퍼런스로서 경화막을 형성하고 있지 않은 가로 세로 4cm의 유리기판을 사용하였다. 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)의 400㎚에서의 광선 투과율과 b* 값을 표 2에 나타낸다.
항온 항습 시험 후의 광학 특성 평가
상술한 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)을 화로 온도 50℃, 상대 습도 90%의 조건으로 설정한 소형 항온 항습 시험기 SH-641(상품명: 애스팩(주)(ESPEC CORP.)) 내에 65시간 안치시켰다. 그 후, 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)을 소형 항온 항습 시험기로부터 꺼내어 항온 항습 시험전과 동일하게 파장 400㎚에서의 광선 투과율 및 b* 값을 측정하였다.
항온 항습 시험 후의 경화막 형성 기판(1b 내지 13b)의 400㎚에서의 광선투과율과 b* 값을 표 2에 나타낸다.
막 두께의 측정
상기 항온 항습 시험 후의 경화막이 부착된 유리 기판(1b 내지 13b)의 경화막의 일부를 커터로 잘라내어, 단차 부분의 막 두께를 KLA-Tencor Japan(주) 제품인 접촉식 막 두께 측정기 P-15(상품명)를 사용해서 측정하여 3군데의 측정 평균치를 산출하였다.
Figure pat00010
Figure pat00011
표 1 및 표 2에서 알 수 있듯이, 실시예 1 내지 5에서는 마이크로 렌즈의 H/D의 값이 크고, 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 양호하였다. 실시예 5는 점도가 낮은 우레탄(메타)아크릴레이트(C)를 사용했으므로 H/D가 약간 저하되었다.
상술한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기판에 대하여 마이크로 렌즈를 용이하게 형성하기 위한 표면 처리를 하지 않아도, 양호한 형상의 마이크로 렌즈를 형성할 수 있다. 또한, 본 발명의 잉크에서 얻어진 마이크로 렌즈의 광학 특성은 항온 항습 시험 후에도 광학 특성이 우수하다. 따라서 본 발명의 잉크는 도광판 등의 광학 부품 및 이를 갖는 디스플레이나 조명 등의 장치를 제조하기 위해서 적절하게 사용할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하기 화학식 (1)로 나타내는 (메타)아크릴아미드(A), 하기 화학식 (2)로 나타내는 고리상(메타)아크릴아미드(B), 우레탄(메타)아크릴레이트(C) 및 광중합 개시제(D)를 포함하여 이루어지는 잉크젯 잉크.
    Figure pat00012
    ......화학식 (1)
    상기 화학식 (1)에서, R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 탄소수 1 내지 10의 유기기 또는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기이며, R3은 수소, 탄소수 1 내지 10의 유기기 또는 수산기를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 유기기이다.
    Figure pat00013
    ......화학식 (2)
    상기 화학식 (2)에서, R4는 수소 또는 메틸이며, R5는 2가의 유기기이다.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 잉크젯 잉크의 총량에 대하여, 상기 (메타)아크릴아미드(A)가 5 중량% 내지 40 중량%의 양으로, 상기 고리상(메타)아크릴아미드(B)가 40 중량% 내지 85 중량%의 양으로, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(C)가 5 중량% 내지 20 중량%의 양으로, 상기 광중합 개시제(D)가 0.5 중량% 내지 20 중량%의 양으로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯 잉크.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 (1)의 R2가 탄소수 1 내지 5의 알킬렌아고, R3이 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬인 것을 특징으로 하는 잉크젯 잉크.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 화학식 (2)의 R5가 하기 화학식 (3)으로 나타내는 기(基)인 것을 특징으로 하는 잉크젯 잉크.
    -R6-X-R7- ......화학식 (3)
    상기 화학식 (3)에서, R6 및 R7은 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 3의 알킬렌이며, X는 산소 또는 유황이다.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 우레탄(메타)아크릴레이트(C)의 25℃에 있어서의 점도가 5,000mPa·s 이상인 것을 특징으로 하는 잉크젯 잉크.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 광중합 개시제(D)가, 아실포스핀 옥사이드계 개시제, 옥시페닐 초산에스테르계 개시제, 벤조일 포름산계 개시제 및 하이드록시 페닐케톤계 개시제로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종의 화합물인 것을 특징으로 하는 잉크젯 잉크.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 마이크로 렌즈 형성용인 것을 특징으로 하는 잉크젯 잉크.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 따른 잉크젯 잉크를 경화시켜서 얻어지는 마이크로 렌즈.
  9. 제 8 항에 따른 마이크로 렌즈를 갖는 광학 부품.
  10. 제 9 항에 따른 광학 부품을 갖는 장치.
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