KR20160037125A - 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 베젤 패턴 - Google Patents

자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 베젤 패턴 Download PDF

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Abstract

본 발명은 착색제, 에폭시 수지, 옥세탄 수지 및 광중합 개시제를 포함하고,
상기 에폭시 수지: 옥세탄 수지의 함량비율이 1:0.5~1:6이고, 경화 후의 테이퍼 각이 0°~ 30° 이고, OD (Optical Density) 값이 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5 인 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법 및 이를 이용한 베젤 패턴에 관한 것이다.

Description

자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 베젤 패턴{UV-CURABLE INK COMPOSITION, MANUFACTURING METHOD FOR BEZEL PATTERN OF DISPLAY PANEL AND BEZEL PATTERN OF DISPLAY PANEL USING THE SAME}
본 발명은 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 의하여 제조된 베젤 패턴에 관한 것이다.
디스플레이 기기에 있어서, 경량화 및 박화를 달성하기 위해서는 별도의 베젤 구조물을 사용하는 대신, 베젤 패턴을 기판 위에 형성하는 방법이 사용되고 있다.
종래의 스크린 인쇄 방법으로 내부 배선을 은폐할 수 있도록 적정 수준의 광학밀도(optical density, OD)를 갖는 베젤 패턴을 제작하기 위해서는, 수 마이크론에서 수십 마이크론까지의 충분한 두께를 지녀야하기 때문에 2~3도의 추가 인쇄 공정을 필요로 한다는 단점이 있다. 더욱이 블랙(black) 색상 외 화이트(white)나 골드(gold) 등의 색상을 갖는 베젤부는 더욱 인쇄 도수가 증가함에 따라 패턴 형성부와 미형성부의 단차가 발생하여 필름 합지 시에 기포 불량이 나타나는 문제가 있다.
따라서, 종래의 베젤 패턴 형성방법에 비해 얇은 박막 상태에서도 기판 내부의 배선이나 금속전극 등을 차폐하는 데 충분한 광학 밀도를 갖는 베젤 패턴 형성 방법을 개발할 필요가 있다.
KR 2013-0132322 A JP 5488175 B2
상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 경화되었을 때 작은 테이퍼 각과 얇은 막 두께를 나타내는 자외선 경화형 잉크 조성물을 이용하여 베젤 패턴을 형성함으로써, 큰 단차에 의한 단락, 기포 발생 및 필름의 이형에 따른 시감 품위 저하를 나타내지 않는 베젤 패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 기판을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여,
본 발명은, 착색제, 에폭시 수지, 옥세탄 수지 및 광중합 개시제를 포함하고, 상기 에폭시 수지: 옥세탄 수지의 함량비율이 1:0.5~1:6이고, 경화 후의 테이퍼 각이 0°~ 30° 이고, OD (Optical Density) 값이 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5 인 자외선 경화형 잉크 조성물을 제공한다.
또한 본 발명은, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 사용하여, 기판 상에 베젤 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 베젤 패턴을 경화하는 단계;를 포함하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물이 경화되어, 기판 상에 형성된 디스플레이 기판용 베젤 패턴을 제공한다.
본 발명에 따르면 경화되었을 때 작은 테이퍼 각과 얇은 막 두께를 나타내는 자외선 경화형 잉크 조성물을 이용하여 베젤 패턴을 형성함으로써, 큰 단차에 의한 단락, 기포 발생 및 필름의 이형에 따른 시감 품위 저하를 나타내지 않는 베젤 패턴을 제조할 수 있다.
본 발명의 베젤 패턴 제조방법은 계면활성제를 포함하는 자외선 경화형 잉크 조성물을 사용함으로써, 제조된 베젤 패턴은 기재에 대한 접착력 및 코팅성이 우수하며, 상부기재에 대한 접착력이 우수하다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명은, 착색제, 에폭시 수지, 옥세탄 수지 및 광중합 개시제를 포함하고, 상기 에폭시 수지: 옥세탄 수지의 함량비율이 1:0.5~1:6이고, 경화 후의 테이퍼 각이 0°~ 30° 이고, OD (Optical Density) 값이 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5 인 자외선 경화형 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물은 계면활성제, 밀착증진제, 희석제 및 광증감제로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
자외선 경화형 잉크 조성물에는 통상적으로 라디컬 중합형 수지와 양이온 중합형 수지가 주로 사용될 수 있다. 라디컬 중합형 수지의 경우, 산소에 의한 경화 장애를 받기 때문에 박막의 경화에 적합하지 않으며, 또한 경화 수축이 크기 때문에 유리 기재와의 밀착성이 낮아 베젤 패턴 형성에 적합하지 않다. 반면에 양이온 중합형 수지의 경우, 통상적으로 경화 수축율이 낮으며 산소에 의한 영향이 작기 때문에 박막을 경화하는 데 유리하다.
본 발명에서 사용하는 자외선 경화형 잉크 조성물은 양이온성 경화 성분으로서 에폭시 수지를 포함한다. 상기 에폭시 수지는 구체적으로 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 선형 지방족 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지 및 지환식 에폭시 화합물 중에서 선택되는 1종 또는 2종의 혼합물일 수 있다.
상기 지환식 에폭시 화합물은, 에폭시화 지방족 고리기를 하나 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
에폭시화 지방족 고리기를 포함하는 상기 지환족 에폭시 화합물에서, 상기 에폭시화 지방족 고리기는 지환식 고리에 결합된 에폭시 기를 의미하는 것으로, 예를 들면, 3,4-에폭시시클로펜틸기, 3,4-에폭시시클로헥실기, 3,4-에폭시시클로펜틸메틸기, 3,4-에폭시시클로헥실메틸기, 2-(3,4-에폭시시클로펜틸)에틸기, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸기, 3-(3,4-에폭시시클로페틸)프로필기 또는 3-(3,4-에폭시시클로헥실)프로필기 등의 관능기가 예시될 수 있다. 상기에서 지환식 고리를 구성하는 수소 원자는, 임의적으로 알킬기 등의 치환기에 의해 치환될 수도 있다. 상기 지환식 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 이하에서 구체적으로 예시되는 화합물을 사용할 수 있으나, 사용할 수 있는 에폭시 화합물이 하기의 종류에 제한되는 것은 아니다.
예컨대 디시클로펜타디엔디옥사이드, 시클로헥센옥사이드, 4-비닐-1,2-에폭시-4-비닐시클로헥센, 비닐시클로헥센디옥사이드, 리모넨모노옥사이드, 리모넨디옥사이드, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸-3,4-에폭시시클로헥산카르복실레이트, 3-비닐시클로헥센옥사이드, 비스(2,3-에폭시시클로펜틸)에테르, 비스(3,4-에폭시시클로헥실메틸)아디페이트, 비스(3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실메틸)아디페이트, (3,4-에폭시시클로헥실)메틸알코올, (3,4-에폭시-6-메틸시클로헥실)메틸-3,4-에폭시-6-메틸시클로헥산카르복실레이트, 에틸렌글리콜비스(3,4-에폭시시클로헥실)에테르, 3,4-에폭시시클로헥센카르본산 에틸렌글리콜디에스테르, (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 다이셀㈜ 사의 셀록사이드 8000 등을 사용할 수 있다.
상기 에폭시 수지의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 5~50 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10~30 중량%일 수 있다. 50 중량%를 초과하면 코팅성이 저하되고, 5 중량% 미만이면 감도가 저하된다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 다른 양이온 중합성 단량체로서 옥세탄 수지를 포함한다.
옥세탄 수지는, 분자 구조 내에 4원 고리형 에테르기를 가지는 화합물로서, 양이온성 경화된 잉크 조성물의 점도를 낮추는(일례로, 25℃에서 50cPs 미만) 작용을 할 수 있다.
구체적으로는, 3-에틸-3-히드록시메틸 옥세탄, 1,4-비스[(3-에틸-3-옥세타닐)메톡시메틸]벤젠, 3-에틸-3-(페녹시메틸)옥세탄, 디[(3-에틸-3-옥세타닐)메틸]에테르, 3-에틸-3-(2-에틸헥실옥시메틸)옥세탄, 3-에틸-3-시클로헥실옥시메틸 옥세탄 또는 페놀노볼락 옥세탄 등이 예시될 수 있다. 옥세탄 화합물로는, 예를 들면, 토아고세이㈜사의 「알론옥세탄 OXT-101」, 「알론옥세탄 OXT-121」, 「알론옥세탄 OXT-211」, 「알론옥세탄 OXT-221」 또는 「알론옥세탄 OXT-212」 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로, 혹은 2종 이상을 조합으로 이용할 수 있다.
상기 옥세탄 수지의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 15~75 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 40~60 중량%일 수 있다. 75 중량%를 초과하면 경화도가 낮고, 15 중량% 미만이면 점도가 상승하여 코팅성이 저하된다.
또한, 본 발명의 옥세탄 수지는 1개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물 및 2개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물을 포함하여 사용할 수 있다. 상기 1개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물 및 2개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물을 함께 사용하는 경우에는 점도 및 막의 유연성을 조절할 수 있다는 장점이 있다. 상기와 같이 2종의 옥세탄 화합물을 함께 사용하는 경우, 1개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물: 2개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물의 함량범위는 1:1.16 내지 1:3의 범위로 사용하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 에폭시 수지: 옥세탄 수지의 함량비율이 1:0.5~1:6인 것을 특징으로 한다. 에폭시 화합물과 옥세탄 화합물의 비율이 1:6을 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 낮음에 따라 조성물의 코팅성은 우수하나 경화 감도가 저하될 수 있으며, 1:0.5 미만인 경우에는 조성물의 점도가 높음에 따라 코팅성이 저하될 수 있다.
본 발명의 잉크 조성물은 양이온성 광중합 개시제로서 자외선의 조사에 의해 양이온(cation) 종이나 브론스테드산을 만들어내는 화합물, 예를 들면 요오드늄 염 또는 설포늄 염 등을 포함하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 요오드늄 염 또는 설포늄 염은 자외선 경화 과정에서 잉크에 함유된 불포화 이중결합을 갖는 모노머가 반응하여 고분자를 형성하는 경화 반응이 일어나도록 하며, 중합 효율에 따라 광증감제를 사용할 수도 있다.
일 예로, 상기 광중합 개시제는 SbF6-, AsF6-, BF6-, (C6F5)4B-, PF6- 혹은 RfnF6-n으로 표시되는 음이온을 갖는 것일 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광중합 개시제는 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1~15 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2~10 중량%로 포함될 수 있다. 광중합 개시제의 함량이 1 중량% 미만이면 경화 반응이 충분하지 않고, 15 중량% 초과이면 모두 용해되지 않거나 점도가 증가하여 코팅성이 저하될 수 있다.
상기 잉크 조성물은 잉크의 점도를 저하시켜 유동성을 증가시킴으로써 코팅성을 개선하기 위해 희석제를 더 포함할 수 있다.
상기 희석제로는 메틸 에틸 케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에틸 에테르, 2-에톡시 프로판올, 2-메톡시 프로판올, 2-에톡시 에탄올, 3-메톡시 부탄올, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 에틸 셀로솔브아세테이트, 메틸 셀로솔브아세테이트, 부틸 아세테이트, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 시클로헥센 옥사이드 및 프로필렌 카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
상기 희석제의 함량은 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 0~30 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.1~20 중량%일 수 있다. 30 중량% 초과이면 경화 감도가 저하된다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 착색제를 포함한다.
상기 착색제로는 1종 이상의 안료, 염료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있으며, 필요에 따른 색을 발현할 수 있다면 특별히 한정하지 않는다.
본 발명의 일 구체예로서는, 흑색 안료로서 카본 블랙, 흑연, 금속 산화물, 유기블랙 안료 등을 사용할 수 있다.
카본 블랙의 예로는 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토VGPF, 시스토 SVHSRF-HS 및 시스토 SSRF(동해카본 ㈜); 다이어그램 블랙 II, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA7, MA77, MA8, MA11, MA100, MA40, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B 및 OIL31B(미쯔비시화학㈜) ; PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 및 LAMP BLACK-101(대구사㈜); RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN-790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, 및 RAVEN-1170(콜롬비아 카본㈜) 또는 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 유기블랙 안료로 아닐린 블랙, 락탐 블랙 또는 페릴렌 블랙계열 등을 사용할 수 있으나, 이로 한정하는 것은 아니다.
본 발명에서 자외선 경화형 잉크 조성물은 장파장의 자외선(일예로 365 또는 395 nm)의 조사에 의해 경화되어 일정 수준의 OD(Optical Density)를 갖는 것을 특징으로 한다. 이를 위해, 상기 착색제의 함량은 자외선 경화형 잉크 조성물의 전체 중량에 대하여 1 내지 15 중량%인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 3 내지 10 중량%일 수 있다. 착색제의 함량이 1중량% 미만일 경우, 베젤에 적용할 만한 수준의 OD가 나타나지 않으며, 15중량% 초과일 경우, 과량의 착색제가 잉크에 분산되지 않고 침전물이 형성될 수 있다.
상기 착색제의 함량이 상기 범위 내인 경우 OD는 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5, 필요에 따라, 0.25 내지 1.0의 범위로 유지할 수 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 작은 테이퍼 각을 나타내기 위해잉크 조성물의 표면장력을 낮춰주는 계면활성제를 포함한다.
상기 계면활성제로는 시판품을 사용할 수 있으며, 예를 들면 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 Megafack F-444, F-475, F-478, F-479, F-484, F-550, F-552, F-553, F-555, F-570, RS-75 또는 아사히 가라스 사의 Surflon S-111, S-112, S-113, S-121, S-131, S-132, S-141 및 S-145 또는 스미토모 스리엠 사의 Fluorad FC-93, FC-95, FC-98, FC-129, FC-135, FC-170C, FC-430 및 FC-4430 또는 듀퐁 사의 Zonyl FS-300, FSN, FSN-100 및 FSO 및 BYK사의 BYK-306, BYK-310, BYK-320, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-342, BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-370, BYK-371, BYK-378, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK-399, BYK-3440, BYK-3441, BYKETOL-AQ, BYK-DYNWET 800, BYK-SILCLEAN 3700 및 BYK-UV 3570 또는 테고 사의 Rad 2100, Rad 2011, Glide 100, Glide 410, Glide 450, Flow 370 및 Flow 425 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 자외선 경화형 잉크 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 5.0 중량%, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3.0 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 계면활성제의 함량이 0.1 중량% 미만일 경우에는 조성물의 표면장력을 낮추는 효과가 충분치 않아 기재에 조성물을 코팅 시 코팅불량이 발생하게 되고, 5.0 중량%를 초과할 경우에는 계면활성제가 과량으로 사용되어 조성물의 상용성 및 소포성이 오히려 감소하게 되는 문제점이 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 장파장 활성 에너지 선에서의 경화성을 보완하기 위해 광 증감제를 더 포함할 수 있다.
상기 광 증감제는 안트라센, 9,10-디부톡시안트라센, 9,10-디메톡시
안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센 등의 안트라센계 화합물; 벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논, 메틸-o-벤조일벤조에이트, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 3,3,4,4-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 아세토페논; 디메톡시아세토페논, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 프로판온 등의 케톤계 화합물; 페릴렌; 9-플로레논, 2-크로로-9-프로레논, 2-메틸-9-플로레논 등의 플로레논계 화합물; 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 1-클로로-4-프로필옥시 티옥산톤, 이소프로필티옥산톤(ITX), 디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 화합물; 크산톤, 2-메틸크산톤 등의 크산톤계 화합물; 안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, t-부틸 안트라퀴논, 2,6-디클로로-9,10- 안트라퀴논 등의 안트라퀴논계 화합물; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스(9-아크리디닐펜탄), 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판 등의 아크리딘계 화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온, 9,10-펜안트렌퀴논 등의 디카보닐 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드 등의 포스핀 옥사이드계 화합물; 메틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-n-부톡시에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트 등의 벤조에이트계 화합물; 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)-4-메틸-시클로펜타논 등의 아미노 시너지스트; 3,3-카본닐비닐-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-메톡시-쿠마린, 10,10-카르보닐비스[1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-C1]-벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온 등의 쿠마린계 화합물; 4-디에틸아미노 칼콘, 4-아지드벤잘아세토페논 등의 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌; 및 3-메틸-b-나프토티아졸린으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 광 증감제는 광중합 개시제 100 중량부에 대해, 1 내지 200 중량부로 포함되는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 10 내지 100 중량부로 포함된다. 1 중량부 미만일 경우에는 원하는 파장에서의 경화감도 상승 작용을 기대할 수 없으며, 200 중량부 초과일 경우 광 증감제가 용해되지 못하고 패턴의 접착력 및 가교 밀도를 저하시키는 문제점이 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 첨가제로서 밀착증진제를 더 포함할 수 있다.
베젤 패턴 위에 부착된 필름은 온도와 습도 등 사용 조건에 따라 수축과 팽창을 반복함으로써, 베젤 패턴에 응력이 가해지게 되어 필름과 베젤이 유리 기재에서 탈락될 수 있다. 이를 방지하기 위해 밀착증진제로서 알콕시 실란계 화합물, 에폭시 실란계 화합물, 아미노페닐 실란계 화합물, 아미노 실란계 화합물, 메르캅토 실란계 화합물 및 비닐 실란계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 실란계 화합물을 사용할 경우 우수한 결과 나타낼 수 있다.
이 중에서도 에폭시 실란계 화합물이 본 발명의 밀착증진제로 더욱 바람직하다.
상기 밀착증진제는 잉크 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 15 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 2 내지 10 중량%로 포함된다. 0.1 중량% 미만일 경우에는 베젤 패턴이 기재로부터 박리하는 것을 방지하여 주지 못하며, 15 중량% 초과인 경우에는 잉크 용액의 점도가 상승하고 분산성이 낮은 문제점이 있다.
본 발명에서 사용하는 자외선 경화형 잉크 조성물은 잉크젯 프린팅 직후 짧은 시간 내에 퍼짐이 일어나서, 우수한 도막 특성을 나타내며, 경화되어 우수한 접착 특성을 나타낸다. 따라서, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 적용시에는 잉크젯 프린팅과 동시에 경화가 가능하도록 잉크젯 헤드 바로 뒤에 UV-lamp를 설치하는 것이 바람직하다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 경화 도즈량이 1~10,000 mJ/㎠, 바람직하게는 80~2,000 mJ/㎠이다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 250 nm 내지 450 nm, 바람직하게는 360 nm 내지 410 nm의 파장 범위에서 방사선을 흡수하여 경화된다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 일 예로 25℃에서 1cP 내지 50cP, 더욱 바람직하게는 25℃에서 3cp 내지 45cp 이하의 점도를 가짐으로써 잉크젯 공정에 적합하다. 상기의 점도 범위를 갖는 자외선 경화형 잉크 조성물은 공정 온도에서의 토출이 양호하다. 상기 공정 온도는 경화형 잉크 조성물의 점도가 낮아지도록 가열한 온도를 의미한다. 공정 온도는 10℃ 내지 100℃일 수 있으며, 바람직하게는 20℃ 내지 70℃일 수 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 기재에 대한 접착력 및 코팅성이 우수하다.
또한, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 불소계 계면활성제를 포함함으로써 본 발명에 따라 형성한 베젤 패턴은 상부 기재에 대한 접착력이 우수하다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물로 형성한 베젤 패턴의 상단부는 상부 기재용 점착제층을 개재하여 상부 기재와 부착되는데, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 아크릴계 점착제, 스티렌 부타디엔 고무계 점착제, 에폭시 점착제, 폴리비닐알코올계 점착제, 폴리우레탄계 점착제 등의 상부 기재용 점착제와 우수한 부착력을 나타내므로, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 사용할 경우 베젤 패턴과 상부 기재 간의 부착력이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.본 발명의 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 이용한다.
구체적으로, 본 발명의 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법은, a) 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 사용하여, 기판 상에 베젤 패턴을 형성하는 단계; 및 b) 상기 베젤 패턴을 경화하는 단계;를 포함한다.
또한 본 발명의 디스플레이 기판의 베젤 패턴의 제조방법은, 상기 a) 베젤 패턴을 형성하는 단계 이전에, 기판의 세정 및 건조 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 잉크의 코팅성 향상 및 이물질로 인한 얼룩의 제거를 위해 기판의 표면에너지에 따라 표면 처리를 선택적으로 실시하기 위함이다.
구체적으로 상기 표면 처리는 습식 표면처리, UV 오존, 상압 플라즈마 등의 처리에 의하여 실시 될 수 있다.
상기 기판상에 베젤패턴을 형성하는 방법으로는 포토리소그라피 및 스크린 인쇄 대신 자외선 경화 수지를 이용한 잉크젯(Inkjet) 인쇄, 그라비아(Gravure) 코팅 및 리버스 오프셋(Reverse offset) 코팅 중에서 선택된 방법을 사용할 수 있다. 상기 방법을 적용하기 위해 본 발명의 잉크 조성물의 점도는 1 cP 내지 50 cP일 수 있으며, 3cp 내지 45cp 인 것이 바람직하다.
상기의 방법으로 기판의 특정 부분에 베젤 패턴을 형성하기 위해 1 cP 내지 50 cP의 낮은 점도를 지니는 잉크 조성물을 0.1 내지 20 ㎛, 보다 구체적으로는 0.5 내지 5 ㎛의 높이로 도포한다. 도포된 상기 조성물은 자외선을 포함하는 노광을 통해 경화되며, 그 결과 0.1 내지 20 ㎛, 보다 구체적으로는 0.5 내지 5 ㎛의 얇은 막 두께를 지니는 베젤 패턴이 제조될 수 있다.
본 발명에 자외선 경화성 잉크 조성물을 경화시키기 위한 광원으로는, 예컨대 파장이 250 내지 450㎚의 광을 발산하는 수은 증기 아크(arc), 탄소 아크, Xe 아크, LED 경화기 등이 있으나 반드시 이에 국한되지는 않는다.
상기 베젤 패턴은 경화 처리한 후에 측정되는 테이퍼 각이 0° 초과 30°이고, 두께가 0.1㎛~20㎛ 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 테이퍼 각은 바람직하게는 0° 초과 10°일 수 있다. 또한, 상기 두께는 바람직하게는 0.5㎛~5㎛ 일 수 있다. 본 발명의 베젤 패턴은 상기와 같은 특징을 가짐으로써 큰 단차에 의한 단락, 기포 발생 및 필름의 이형에 따른 시감 품위 저하를 나타내지 않을 수 있다.
상기 베젤패턴의 광학밀도(OD)는 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5, 필요에 따라, 0.25 내지 1.0 일 수 있다. 이 경우 베젤패턴에 의한 차폐특성이 우수한 장점이 있다. 광학밀도가 2.5를 초과할 경우에는 투입해야 할 안료의 요구 함량이 매우 높아지기 때문에 잉크의 제조 및 잉크젯 공정에 악영향을 미칠 수 있으며, 자외선 경화성 잉크 조성물이 방사선에 의한 경화되는 것을 저해 할 수 있다.
본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 디스플레이 기판의 베젤 패턴을 제공한다. 본 발명에서 베젤패턴은 시계, 디스플레이 장치 등 각종 장치의 테두리부분에 형성되는 패턴을 말한다.
상기 베젤 패턴은 경화 처리한 후에 측정되는 테이퍼 각이 0° 초과 30°이고, 두께가 0.1㎛~20㎛ 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 테이퍼 각은 바람직하게는 0° 초과 10°일 수 있다. 또한, 상기 두께는 바람직하게는 0.5㎛~5㎛ 일 수 있다. 본 발명의 베젤 패턴은 상기와 같은 특징을 가짐으로써 큰 단차에 의한 단락, 기포 발생 및 필름의 이형에 따른 시감 품위 저하를 나타내지 않을 수 있다.
상기 베젤패턴의 광학밀도(OD)는 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5, 필요에 따라, 0.25 내지 1.0 일 수 있다. 이 경우 베젤패턴에 의한 차폐특성이 우수한 장점이 있다. 광학밀도가 2.5를 초과할 경우에는 투입해야 할 안료의 요구 함량이 매우 높아지기 때문에 잉크의 제조 및 잉크젯 공정에 악영향을 미칠 수 있으며, 자외선 경화성 잉크 조성물이 방사선에 의한 경화되는 것을 저해 할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 베젤 패턴을 포함하는 디스플레이 기판을 제공한다.
상기 디스플레이는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin Film Transistor- Liquid Crystal Display, LCD-TFT) 및 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 중 어느 하나에 사용되는 것일 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 범위 및 그 치환 및 변경을 포함하며, 실시예의 범위로 한정되지 않는다.
<실시예>
하기 표 1에서와 같은 조성으로 혼합하고, 3시간 동안 교반하여, 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4의 베젤 패턴 형성용 조성물을 제조하였다.
착색제 에폭시 옥세탄 중합
개시제		 계면
활성제		 희석제
실시예 A B C D E G
1 A1: 5 B1: 20 C2: 69 D1: 5 E1: 1 -
2 A1: 7.5 B1: 19 C2: 67.5 D1: 5 E1: 1 -
3 A1: 11 B1: 18 C2: 65 D1: 5 E1: 1 -
4 A1: 15 B1: 12 C2: 57 D2: 5 E1: 1 G1 : 10
비교예 -
1 A1: 0.5 B1: 24.5 C2: 73 D5: 1 E2: 1 -
2 A1: 7.5 B1: 10 C2: 80.5 D3: 1 E2: 1 -
3 A1: 20 B1: 20 C2: 58 D3: 1 E2: 1 -
4 A1: 40 B1: 10 C2: 48 D3: 1 E2: 1 -
A1: 카본 블랙
B1: 셀록사이드 2021P(다이셀코포레이션)
C2: 아론 옥세탄 221 (토아고세이)
D1: CPI-200K (산-아프로)
D2: Rhodorsil 2074 (블루스타실리콘)
D3: Irgacure 290 (BASF)
D4: WPI-130 (WAKO)
E1: BYK-330 (BYK chemie)
G1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
<제조예 1> 베젤 패턴의 제조
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 조성물을 세정된 LCD 글라스 기재 상에 경화 후에 두께가 2㎛가 되도록 잉크젯 코팅 방법으로 코팅하였다. 이물질 부착을 방지하기 위해 코팅 후 1분 이내에 코팅층을 하기 조건으로 자외선을 조사하여 경화함으로써 베젤 패턴을 형성하였다. 자외선 조사기는 고압 수은등을 사용하였으며, UVV 기준 1000mJ/cm2의 광량으로 조사하였다.
<제조예 2> 베젤 패턴을 이용한 디스플레이 소자의 제조
디스플레이 패널(이하 패널) 상부면에 상기 제조예 1의 방법을 따라 베젤 패턴을 형성하고, 상부 기재로서 아크릴계 점착층을 사용하는 LG화학 제조 NRT 편광필름을 부착하였다. 부착 후에는 편광 필름과 패턴의 틈으로 수분 및 이물질이 혼입되는 것을 방지하기 위해, 씰런트로 주위를 인캡하였다.
<실험예 1>: 점도
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 4에서 제조한 조성물에 대해 점도를 측정하였다. 점도 측정 장비로 Brookfield사의 DV-Ⅲ+를 사용하였다.
<실험예 2>: 경화 감도의 측정
상기 제조예 1에 따라 제조한 베젤 패턴의 경화 감도를 측정하기 위해 자외선 조사 후 5분 경과한 시점에서 라텍스 장갑을 착용한 후 눌러보아 표면의 상태를 확인하였다.
○: 베젤 패턴이 끈적이지 않으며, 완전히 경화됨
△: 베젤 패턴이 경화되었으나, 끈적임이 있음
×: 베젤 패턴의 경화가 불충분하여 미반응 잔여물이 묻어남
<실험예 3>: 퍼짐성 평가
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 2에서 제조한 조성물을 세정된 LCD 글라스 기재 상에 도포한 후, 접촉각을 측정하였다.
<실험예 5>: 베젤 패턴 OD 평가
제조예 1의 방법에서 잉크젯 코팅 대신 스핀코팅으로 일반 LCD 글래스 기재 위에 코팅한 후 노광하여 제조한 베젤막의 OD를 X-rite 사의 OD 측정기를 이용하여 측정하였다. OD는 1㎛ 두께 기준으로 환산하였으며, 상기 코팅된 기재를 LCD 모니터 패널에 덧대여 내부 배선 및 금속을 차단할 수 있는지 은폐력을 확인하였다.
실시예 점도 경화 유무 퍼짐성 OD 값
조건 (cP) UV 조사 5분 후,
O: tack-free
△: tack감
X: 미경화		 접촉각
O: <10°
△: 10°~30°
X: >30°		 /1㎛
1 16 O O 0.33
2 20 O O 0.47
3 42 O O 0.72
4 44 O O 1.25
비교예
1 15 O O 0.04
2 15 △ O 0.50
3 52 X O 1.89
4 착색제가 조성 내에 고르게 분산되지 않음
실시예 1 내지 4의 잉크 조성물로 형성한 베젤 패턴은 경화 감도 및 OD가 양호하였으나, 비교예 1의 잉크 조성물은 경화 감도는 양호하였으나, 은폐력이 충분하지 못하였고, 비교예 3의 잉크 조성물은 점도가 높으며, 자외선만으로 경화시 경화가 불충분하였다. 그러나. 추가로 60도에서 10분간 포스트 베이크(post-bake) 공정을 통해 열경화를 하였을 때는 경화되어 막이 형성되었고 매우 높은 은폐력을 나타냈다. 비교예 2의 조성물은 점도와 OD는 적절하였으나, 자외선만으로 경화시 경화가 불충분하였다. 비교예 4의 조성물은 착색제의 함량을 고려했을 때 OD가 1.0㎛ 당 2.5 이상이 될 것으로 기대하였으나 착색제의 함량이 과도하여, 착색제가 잉크 조성 내에 고르게 분산되지 못하고 응집되는 문제가 나타났다.

Claims (37)

  1. 착색제, 에폭시 수지, 옥세탄 수지 및 광중합 개시제를 포함하고,
    상기 에폭시 수지: 옥세탄 수지의 함량비율이 1:0.5~1:6이고,
    경화 후의 테이퍼 각이 0°~ 30° 이고, OD (Optical Density) 값이 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5 인 자외선 경화형 잉크 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    계면활성제, 밀착증진제, 희석제 및 광증감제로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 옥세탄 수지는 1개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물 및 2개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 1개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물: 2개의 옥세탄 고리를 갖는 옥세탄 화합물의 함량비율이 1:16 내지 1:3인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 에폭시 수지의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 5~50 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 옥세탄 수지의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 15~75 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광중합 개시제는 요오드늄 염 또는 설포늄 염인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 광중합 개시제의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1~15 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 착색제의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1~15 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  10. 청구항 2에 있어서,
    상기 희석제의 함량은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 0~30 중량%인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  11. 청구항 2에 있어서,
    상기 계면활성제는 불소계 계면활성제인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 불소계 계면활성제는 상기 자외선 경화형 잉크 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 5.0 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  13. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 증감제는 상기 광중합 개시제 100 중량부에 대해 1 내지 200 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  14. 청구항 2에 있어서,
    상기 밀착증진제는 에폭시 실란계 화합물인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  15. 청구항 2에 있어서,
    상기 밀착증진제는 상기 자외선 경화형 잉크 조성물 총 중량에 대해 0.1 내지 15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 경화 도즈량이 1~10,000 mJ/㎠인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 점도는 25℃에서 1cp 내지 50cp인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  18. 청구항 17에 있어서,
    상기 자외선 경화형 잉크 조성물의 점도는 25℃에서 3cp 내지 45cp인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 테이퍼 각이 0°~ 10° 인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 베젤 패턴 형성용인 것을 특징으로 하는 자외선 경화형 잉크 조성물.
  21. a) 청구항 1의 자외선 경화형 잉크 조성물을 사용하여, 기판 상에 베젤 패턴을 형성하는 단계; 및
    b) 상기 베젤 패턴을 경화하는 단계;를 포함하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 a) 베젤 패턴을 형성하는 단계 이전에, 기판의 세정 및 건조 단계를 더 포함를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 기판의 세정 및 건조 단계는 습식 표면처리, UV 오존 처리, 상압 플라즈마 처리로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상의 처리에 의하여 실시되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  24. 청구항 21에 있어서,
    상기 a)단계에서 기판 상에 베젤 패턴을 형성하는 방법은 잉크젯(Inkjet) 인쇄, 그라비아(Gravure) 코팅 및 리버스 오프셋(Reverse offset) 코팅 중에서 선택된 방법인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  25. 청구항 21에 있어서,
    상기 a)단계는 10℃ 내지 100℃의 공정 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 a)단계는 20℃ 내지 70℃의 공정 온도에서 실시하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  27. 청구항 21에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 두께가 0.1㎛~20㎛ 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  28. 청구항 27에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 두께가 0.5㎛~5㎛ 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  29. 청구항 21에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 테이퍼 각이 0°~ 30° 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  30. 청구항 29에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 테이퍼 각이 0°~ 10° 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  31. 청구항 21에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 OD 값이 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴의 제조방법.
  32. 청구항 1의 자외선 경화형 잉크 조성물이 경화되어, 기판 상에 형성된 디스플레이 기판용 베젤 패턴.
  33. 청구항 32에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 두께가 0.1㎛~20㎛ 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 두께가 0.5㎛~5㎛ 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴.
  35. 청구항 32에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 테이퍼 각이 0°~ 30° 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴.
  36. 청구항 35에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 테이퍼 각이 0°~ 10° 인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴.
  37. 청구항 32에 있어서,
    상기 베젤 패턴의 OD 값이 막 두께 1.0㎛ 당 0.05~2.5인 것을 특징으로 하는 디스플레이 기판용 베젤 패턴.
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