KR20200020288A - 필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤패턴 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 기판 - Google Patents

필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤패턴 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 기판 Download PDF

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Abstract

본 발명은 모바일 기기 등의 폴더블 디스플레이의 패널 패턴이 시인되지 않고 빛샘이 발생하지 않도록 두께는 낮으면서 차광 특성이 우수한 베젤패턴을 형성하는, 필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 기판에 관한 것이다.

Description

필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤패턴 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 기판{A film-printable ultraviolet curable ink composition for inkjet, a method for preparing a bezel pattern using the same, a bezel pattern prepared thereby and a foldable display panel comprising the bezel pattern}
본 발명은 필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 베젤 패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤패턴 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 기판에 관한 것이다.
플렉시블 디스플레이 시장은 평면과 커브드 제품에서 자유롭게 접었다 펼 수 있는 폴더블 제품으로 진화하고 있으며, 폴더블 디스플레이도 다른 디스플레이 기기와 마찬가지로 패널의 비표시 영역 패턴이 시인되지 않으면서, 색감을 주기 위한 베젤패턴이 필요하다. 모바일 기기 특성상 사람의 눈과 가까운 거리에 접하기 때문에 패널 패턴이 시인되지 않고 빛샘이 발생하지 않으려면 차광 특성이 높은 베젤을 형성해야 하며, 베젤이 두꺼워지면 베젤 단차가 화면부에서 시인되고 OCA(optically clear adhesive: 광학용 투명 접착제) 부착시 기포가 빠지지 않는 문제가 발생한다. 이로 인해 두께는 낮으면서 차광특성이 우수한 베젤패턴이 필요하다. 그러나, 고차광 블랙잉크를 1도 인쇄로 경화하기 위해서는 5,000mJ/㎠ 이상의 높은 광량이 필요하지만 베젤패턴은 커버윈도우 필름이나 편광 필름 등 다양한 필름 층에 형성될 수 있어야 하기 때문에 내열성이 약한 필름에서는 변형이 발생하며, 필름에 변형이 발생하지 않는 낮은 광량, 예컨대 2,000mJ/㎠ 이하의 광량에서는 표면주름이 발생하여 베젤의 차광성과 부착력이 낮아진다. 이에 내열성이 약한 필름에서도 변형 및 표면주름이 발생하기 않도록 하는 잉크 조성 및 인쇄 공정이 요구된다.
대한민국 특허공개 10-2016-0147535호
본 발명의 목적은, 모바일 기기 등의 폴더블 디스플레이의 패널 패턴이 시인되지 않고 빛샘이 발생하지 않도록 두께는 낮으면서 차광 특성이 우수한 베젤패턴을 형성하면서도, 베젤패턴이 형성되는 커버윈도우 필름이나 편광 필름 등 다양한 필름에 대해 필름 변형 및 표면주름을 발생시키지 않는, 필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물, 이를 이용한 베젤패턴의 제조방법, 이에 따라 제조한 베젤 패턴 및 이를 포함하는 폴더블 디스플레이 기판을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 블랙 안료, 분산제, 지환식 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제, 비점이 200℃ 이상인 유기용매, 광중합 개시제 및 부착력 증진제를 포함하고, 상기 에폭시 화합물: 옥세탄 화합물의 중량비율이 1:3 내지 1:5인, 폴더블 디스플레이 기판의 베젤패턴 형성용 자외선 경화형 잉크 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 a) 기판에 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 제1도 잉크젯 프린팅하는 단계; b) 1차 UV 경화하여 베젤패턴을 형성하는 단계; c) 상기 b)단계에서 형성된 베젤패턴 위에 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 제2도 잉크젯 프린팅하는 단계; 및 d) 2차 UV 경화하여 베젤패턴을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 b)단계 및 d)단계의 경화 도즈량은 100 내지 5,000mJ/cm2이고, 상기 a)단계 수행 후의 베젤패턴은 두께가 1 내지 2.5μm 이고 OD 값이 2 내지 2.5이고, 상기 d)단계 수행 후의 베젤패턴은 두께가 2 내지 5 μm 이고 OD 값이 4 내지 5인 것인, 폴더블 디스플레이 기판용 베젤패턴의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 베젤패턴의 제조방법에 따라 제조한 베젤패턴을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 베젤패턴을 포함하는 디스플레이 기판을 제공한다.
본 발명에 따른 필름 인쇄 가능한 자외선 경화형 잉크 조성물 및 상기 잉크 조성물을 적용한 2도 인쇄 공정의 폴더블 디스플레이 기판용 베젤패턴의 제조방법은 1도 인쇄시 낮은 UV조사량 (<2,000mJ/㎠)으로 경화해도 필름 변형이 없고 차광성이 낮아 (O.D<2.5) 표면주름이 발생하지 않고, 2도 인쇄시 낮은 두께에서 차광 특성이 우수하여 패널의 패턴 시인성 및 단차 시인 문제, OCA 부착 후 기포발생 문제가 발생하지 않으며 베젤 특성(폴딩, 부착, 패턴)이 우수하다.
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시양태를 가질 수 있는 바, 특정 실시양태들을 예시하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 발명은 블랙 안료, 분산제, 지환식 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제, 비점이 200℃ 이상인 유기용매, 광중합 개시제 및 부착력 증진제를 포함하고, 상기 에폭시 화합물: 옥세탄 화합물의 중량비율이 1:3 내지 1:5인, 폴더블 디스플레이 기판의 베젤패턴 형성용 자외선 경화형 잉크 조성물을 제공한다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 착색제로서 블랙 안료를 포함한다.
본 발명의 일 양태에서 블랙 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.
상기 블랙 안료의 함량은 자외선 경화형 잉크 조성물의 전체 중량에 대하여 5 내지 20 중량%일 수 있고, 또는 10 내지 20 중량%일 수 있다. 블랙 안료의 함량이 5중량% 미만일 경우, 베젤에 적용할 만한 수준의 OD가 나타나지 않으며, 25중량% 초과일 경우, 잉크의 점도가 과도하게 높아지거나 과량의 블랙 안료가 잉크에 분산되지 않고 침전물이 형성될 수 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 분산제를 포함한다.
상기 분산제는 상기 블랙 안료를 균일한 크기의 입자로 만들고, 또한, 잉크의 제조 시간을 단축시키기 위하여 사용된다. 상기 분산제로는 고분자형, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성의 분산제를 사용할 수 있으며, 그 예로는 아크릴 계열, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가 알코올, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물 및 알킬아민 등이 있고, 단독으로 사용하거나 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 중, 잉크의 저장성 등이 우수한 아크릴 계열의 분산제를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 분산제의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 0.5 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량%, 또는 약 3 중량%로서, 상기 분산제의 함량이 전체 잉크 조성물에 대하여 0.5 중량% 미만일 경우에는, 안료가 고르게 분산되지 않을 우려가 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는, 안료가 응집되거나 경화감도가 저하될 우려가 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 지환식 에폭시 화합물을 포함한다.
상기 지환식 에폭시 화합물은 양이온 중합형으로서, 양이온 중합성 지환식 에폭시 단량체를 포함하는 지환식 에폭시 화합물 중에서 선택되는 1종 또는 2종의 혼합물일 수 있다. 이와 같은 지환식 에폭시 화합물은, 에폭시화 지방족 고리기를 1 또는 2개 포함할 수 있는데, 여기서 상기 에폭시화 지방족 고리기는, 예를 들어, 지환식 고리에 형성된 에폭시기를 가지는 화합물일 수도 있고, 또한, 지환식 고리의 수소 원자는, 알킬기 등의 치환기에 의해 치환될 수도 있다.
상기 지환식 에폭시 화합물, 다시 말해, 상기 에폭시 화합물의 예를 들면, 디시클로펜타디엔디옥사이드, 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 및 (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 지환식 에폭시 화합물의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 3 내지 25 중량%, 또는 5 내지 15 중량%, 또는 약 10 중량%로서, 상기 에폭시 화합물의 함량이 전체 잉크 조성물에 대하여 3 중량% 미만일 경우에는, 경화감도가 저하되고, 25 중량%를 초과할 경우에는, 잉크의 점도가 상승하여 잉크젯 공정 성능이 저하될 수 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 다른 양이온 중합성 단량체로서 옥세탄 화합물을 포함한다.
상기 옥세탄 화합물은 분자 구조 내에 4원 고리형 에테르기를 가지는 화합물로서, 양이온 중합성 잉크 조성물의 점도를 낮추기 위하여 사용되며, 그 예로는 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 및 페놀노볼락 옥세탄 등이 있고, 상품명으로는 토아고세이㈜사의 「알론옥세탄 OXT-101」, 「알론옥세탄 OXT-121」, 「알론옥세탄 OXT-211」, 「알론옥세탄 OXT-221」 또는「알론옥세탄 OXT-212」 등을 예시할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 옥세탄 화합물의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 25 내지 50 중량%, 또는 30 내지 45 중량%, 또는 32 내지 40 중량%로서, 상기 옥세탄 화합물의 함량이 전체 잉크 조성물에 대하여 25 중량% 미만일 경우에는, 점도가 상승하여 잉크젯 공정성이 저하될 우려가 있고, 50 중량%를 초과할 경우에는, 경화감도가 낮아질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 조성물에서 상기 지환식 에폭시 화합물: 옥세탄 화합물의 중량비율은 1:2.5 내지 1:6일 수 있고, 또 다른 양태에서 1:3 내지 1:5일 수 있거나 또는 1:3 내지 1:4일 수 있다. 에폭시 화합물과 옥세탄 화합물의 비율이 1:6을 초과하는 경우에는 조성물의 점도가 낮음에 따라 조성물의 코팅성은 우수하나 코팅 막의 강도 및 경화 감도가 저하될 수 있으며, 1:2.5 미만인 경우에는 조성물의 점도가 높음에 따라 코팅성이 저하되고 UV경화 후 도막에 표면 주름이 발생할 수 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 계면활성제를 포함한다.
본 발명에 따른 2도 인쇄를 하기 위해서는 인쇄 후 경화된 도막 표면에서 잉크의 퍼짐성이 우수하여야 하므로, 상기 계면활성제는 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제인 것이 바람직하다. 상기 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제를 포함함으로써 본 발명에 따른 자외선 경화형 잉크 조성물은 친수성 표면처리(플라즈마, 코로나, UVO3 등)를 하지 않아도 재도장성이 우수한 베젤패턴을 형성할 수 있다.
상기 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제로서는 시판품을 사용할 수 있다. 예를 들면, BYK사의 BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-320, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-342, BYK-350, BYK-354, BYK-355, BYK-3550, BYK-356, BYK-358N, BYK-359, BYK-361N, BYK-381, BYK-370, BYK-371, BYK-378, BYK-388, BYK-392, BYK-394, BYK-399, BYK-3440, BYK-3441, BYK-UV 3530, BYK-UV 3570 또는 테고 사의 Rad 2100, Rad 2011, Glide 100, Glide 410, Glide 450, Flow 370, Flow 425, Wet500 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 자외선 경화형 잉크 조성물 총 중량에 대해 0.01 내지 2.0 중량%, 또는 0.1 내지 1.0 중량%로 포함될 수 있다. 상기 계면활성제의 함량이 0.01 중량% 미만일 경우에는 조성물의 표면장력을 낮추는 효과가 충분치 않아 기재에 조성물을 코팅 시 코팅불량이 발생하게 되고, 2.0 중량%를 초과할 경우에는 계면활성제가 과량으로 사용되어 조성물의 상용성 및 소포성이 오히려 감소하게 되는 문제점이 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 유기용매를 포함한다.
상기 유기용매는, 본 발명에 따른 잉크 조성물이 경화 후 높은 차광성을 나타내면서 낮은 두께를 유지하기 위해 필수적인 성분으로서 본 발명에 따른 잉크 조성물을 이용하여 디스플레이 기판에 베젤 패턴을 인쇄한 후에도, 경화감도가 우수한 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있으나, 잉크젯 공정 성능을 향상시키기 위하여, 비점이 200 ℃ 이상이고, 25 ℃에서 점도가 1 내지 5 cP 또는 1 내지 3 cP 인 것을 사용하는 것이 좋다.
본 발명에 따른 블랙 안료가 전체 잉크 조성물에 10 중량% 미만(특히, 7 중량% 이하)의 낮은 함량으로 포함될 경우에는, 비점이 200 ℃ 미만인 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트(BCsA)와 같은 유기용매를 사용하더라도 잉크젯 공정 성능에 큰 문제가 없지만, 잉크 조성물에 상기 블랙 안료가 10 % 이상의 비교적 높은 함량으로 포함될 경우에는, 잉크젯 공정 성능이 저하된다.
따라서, 본 발명에서는, 잉크젯 공정 성능을 향상 또는 개선시킬 수 있는 유기용매의 사용이 요구되는데, 잉크젯 공정 성능은 상술한 바와 같은 고비점 및 저점도의 조건(비점이 200 ℃ 이상이고, 25 ℃에서 점도가 1 내지 5 cP, 특히, 3 cP 이하)을 만족하는 유기용매를 사용할수록 향상되므로, 이와 같은 조건을 만족하는 유기용매, 예를 들어, 부틸 다이글라임(Butyl diglyme, 또는 디에틸렌글리콜 디부틸에테르), 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트(Dipropylene glycol methyl ether acetate), 에틸렌글리콜 디부티레이트(ethylene glycol dibutyrate), 디에틸 숙신산(Diethyl succinate), 감마부티로락톤(gamma-butyrolactone: GBL) 및 에틸 카프레이트(Ethyl caprate)와 같은 유기용매를 사용하여야 하며, 상기 부틸 다이글라임 및 디에틸 숙신산을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 유기용매의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 10 내지 40 중량%, 또는 15 내지 30 중량%, 또는 20 내지 30 중량%, 또는 20 내지 25 중량%로서, 상기 유기용매의 함량이 10 중량% 미만일 경우에는 잉크의 점도가 높아지거나 베젤층의 두께가 두꺼워질 우려가 있고, 40 중량%를 초과할 경우에는 경화감도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 광중합 개시제를 포함한다.
상기 광중합 개시제는 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 내지 15 중량%로 포함될 수 있고, 또 다른 양태에서 1 내지 10 중량%이나 2 내지 10 중량%이나 3 내지 5중량%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 자외선 경화형 잉크 조성물은 광중합 개시제 용매를 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제 용매는 용해도 (solubility)가 높아 개시제를 녹일 수 있는 용매라면 제한없이 사용이 가능하며, 프로필렌 카보네이트, 감마 부틸로락톤(GBL), N-에틸 피롤리돈(NEP)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되지는 않는다.
상기 광중합 개시제 용매의 함량은 광중합 개시제 함량에 대하여 50 내지 150 중량%일 수 있고, 또는 75 내지 125 중량%일 수 있다. 50 중량% 미만이면 광중합 개시제가 녹지 않아 석출될 수 있고, 150 중량% 초과되면 경화 감도가 저하된다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 부착력 증진제를 포함한다.
상기 부착력 증진제는 기재와 인쇄층의 부착력을 향상시킬 수 있는 것으로서, 알콕시 실란 화합물 및 포스페이트 아크릴레이트(phosphate acrylate) 등의 포스페이트계 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 것을 사용할 수 있으며, 상기 알콕시 실란 화합물의 예로는, 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란(3-Glycidoxypropyl trimethoxysilane, KBM-403(Shin-Etsu사, 미국)), 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldimethoxysilane, KBM-402), 2-(3,4 에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란(2-(3,4 epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, KBM-303), 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란(3-Glycidoxypropyl methyldiethoxysilane, KBE-402), 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란(3-Glycidoxypropyl triethoxysilane, KBE-403) 및 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란(3-Methacryloxypropyl trimethoxysilane, KBM-503) 등을 들 수 있고, 1종 이상 사용할 수 있다.
상기 부착력 증진제가 사용될 경우 그 함량은, 전체 잉크 조성물에 대하여 1 내지 5 중량%, 또는 2 내지 4 중량%로서, 상기 부착력 증진제의 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 기재와 인쇄층의 부착력이 저하될 수 있고, 5 중량%를 초과할 경우에는 경화감도가 낮아지거나, 잉크의 안정성이 저하될 수 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-디메톡시안트라센, 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 자외선 경화형 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 내지 5 중량%로 포함될 수 있고, 또 다른 양태에서 2 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. 광 증감제의 함량이 1 중량% 미만이면 원하는 파장에서의 경화감도 상승작용을 기대할 수 없고, 5 중량% 초과이면 광 증감제가 용해되지 못하고 석출되거나 패턴의 접착력 및 가교 밀도를 저하시키는 문제점이 있다.
한편, 본 발명에 따른 자외선 경화형 잉크 조성물은(또는, 잉크는) 경화 도즈량이 100 내지 5,000 mJ/cm2 또는 200 내지 3,000 mJ/cm2 이고, 250 내지 410 nm 파장, 바람직하게는 360 내지 410 nm 파장 범위에서 방사선을 흡수하여 경화되고, 잉크젯 공정에 적합하도록, 예를 들어 25 ℃에서 1 내지 30 cP, 또는 공정 온도에서 2 내지 20 cP의 점도를 가지며, 후 공정(열처리)이 배제된 상태에서의 기재와의 부착력이 cross cut test 4B 이상 또는 5B 이상이고, 폴딩 특성에 있어서 UV 경화 후 폴딩 반지름 2.5R에서 10만회 폴딩시 크랙이 발생하지 않는다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 커버윈도우 필름 혹은 편광필름 층에 베젤패턴을 형성하며, 내열성이 약한 필름에서도 필름 변형 없이 UV 경화가 가능하도록 낮은 UV 조사량 (예컨대, < 2,000mJ/㎠)으로도 고 차광 (예컨대, O.D > 4) 패턴을 표면 주름 없이 경화시킬 수 있다. 또한, 낮은 두께에서 차광 특성이 우수하여 패널의 패턴 시인성 및 단차 시인 문제, OCA 부착 후 기포발생 문제가 발생하지 않는다. 그리고, 폴더블 기기에 적용하기 위한 폴딩 (예컨대, 폴딩 반지름 2.5R, 100,000회 또는 그 이상) 및 부착 (예컨대, Cross cut 5B) 특성이 우수하게 나타난다.
상기 자외선 경화형 잉크 조성물로 형성한 베젤 패턴의 상단부는 상부 기재용 점착제층을 개재하여 상부 기재와 부착될 수 있는데, 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 폴더블 디스플레이 기판의 베젤패턴의 제조방법은 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 이용한다.
구체적으로, 본 발명의 폴더블 디스플레이 기판의 베젤패턴의 제조방법은 a) 기판에 제1항에 따른 자외선 경화형 잉크 조성물을 제1도 잉크젯 프린팅하는 단계; b) 1차 UV 경화하여 베젤패턴을 형성하는 단계; c) 상기 b)단계에서 형성된 베젤패턴 위에 제1항에 따른 자외선 경화형 잉크 조성물을 제2도 잉크젯 프린팅하는 단계; 및 d) 2차 UV 경화하여 베젤패턴을 형성하는 단계를 포함한다.
본 발명은 필름 변형 및 표면주름을 방지하기 위해 2도 인쇄(2 layer printing) 공정 및 본 발명에 따른 상기 자외선 경화형 잉크 조성물을 적용한다.
본 발명은 1도 인쇄시 OD 값이 2 이상, 두께가 2.5μm 이하가 되도록 인쇄하며, 낮은 UV 조사량으로 경화하여 필름 변형이 없으며 차광성이 낮아(예컨대, OD 값이 2.5 이하) 표면주름이 발생하지 않는다. 또한, 2도 인쇄시 OD 값이 4 이상, 두께가 5μm 이하가 되도록 인쇄하며, 이로부터 형성되는 베젤패턴은 낮은 두께에서 차광 특성이 우수하여 패털의 패턴 시인성 및 단차 시인 문제, OCA 부착 후 기포발생이 일어나지 않을 뿐 아니라, 폴더블 기기에 적용하기 위한 폴딩 및 부착 특성이 우수하게 나타난다.
본 발명의 일 양태에서 상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서 상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계 및 d)단계의 경화 도즈량은 100 내지 5,000 mJ/cm2 또는 200 내지 3,000 mJ/cm2 이고, 상기 a)단계 수행 후 형성되는 베젤패턴은 두께가 1 내지 2.5μm 이고 OD 값이 2 내지 2.5이고, 상기 d)단계 수행 후 형성되는 베젤패턴은 두께가 2 내지 5 μm 이고 OD 값이 4 내지 5일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 b)단계 및 d)단계의 경화는 360 nm 내지 410 nm의 파장 범위의 자외선을 흡수하여 이루어질 수 있다.
본 발명에서 상기 a)단계의 기판은 필름, 유리, 플라스틱 등의 다양한 기재일 수 있고, 예컨대 커버윈도우 필름이나 편광 필름일 수 있다.
또한, 본 발명의 디스플레이 필름의 베젤 패턴의 제조방법은, 상기 a) 베젤 패턴을 형성하는 단계 이전에, 필름의 세정 단계를 더 포함할 수 있다. 이는 잉크의 코팅성 향상 및 이물질로 인한 얼룩의 제거를 위해 필름의 표면에너지에 따라 표면 처리를 선택적으로 실시하기 위함이다.
구체적으로 상기 표면 처리는 상압 플라즈마, 코로나 등의 처리에 의하여 실시될 수 있다.
상기 베젤패턴은 경화 처리한 후에 측정되는 테이퍼 각이 0° 초과 30°이고, 두께가 0.1 내지 20㎛ 인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 테이퍼 각은 바람직하게는 0° 초과 10°일 수 있다. 또한, 상기 두께는 바람직하게는 0.5 내지 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 광학밀도는 막 두께 4.0㎛ 기준으로 4 내지 5.5이며, 필요에 따라, 4.5 내지 5일 수 있다. 이 경우 베젤패턴에 의한 차폐특성이 우수한 장점이 있다. 광학밀도가 5.5를 초과할 경우에는 투입해야 할 안료의 요구 함량이 매우 높아지기 때문에 잉크의 제조 및 잉크젯 공정에 악영향을 미칠 수 있으며, 자외선 경화성 잉크 조성물이 방사선에 의해 경화되는 것을 저해할 수 있다.
본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 폴더블 디스플레이 기판의 베젤패턴을 제공한다. 본 발명에서 베젤패턴은 시계, 디스플레이 장치 등 각종 장치의 테두리 부분에 형성되는 패턴을 말한다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름일 수 있다.
본 발명의 일 양태에서, 상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름을 포함할 수 있다.
상기 베젤패턴은 경화 처리한 후에 측정되는 테이퍼 각이 0° 초과 30°이고, 두께가 0.1 내지 20㎛인 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 테이퍼 각은 0° 초과 10°일 수 있다. 또한, 상기 두께는 0.5 내지 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 광학밀도는 막 두께 4.0㎛ 기준으로 4 내지 5.5이며, 필요에 따라, 4.5 내지 5일 수 있다. 이 경우 베젤패턴에 의한 차폐특성이 우수한 장점이 있다. 광학밀도가 5.5를 초과할 경우에는 투입해야 할 안료의 요구 함량이 매우 높아지기 때문에 잉크의 제조 및 잉크젯 공정에 악영향을 미칠 수 있으며, 자외선 경화성 잉크 조성물이 방사선에 의해 경화되는 것을 저해할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 베젤 패턴을 포함하는 폴더블 디스플레이 기판을 제공한다.
상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름일 수 있다.
상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이는 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED)에 사용되는 것일 수 있다.
이하 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변경 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
실시예
[실시예 1] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 36 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 2] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 18 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 34.5 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 3] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 35 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 2 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 4] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 33 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 8 중량부, 증감제(DBA) 2 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 5] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 39 중량부, 부착력 증진제 (KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Irgacure290) 3 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 6] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 38 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Irgacure 290) 4 중량부, 증감제 (DBA) 1 중량부, 계면활성제 (Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 7] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 36 중량부, 부착력 증진제 (KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Wet 270) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[실시예 8] 자외선 경화형 잉크 조성물의 제조
하기 표 1에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 36 중량부, 부착력 증진제 (KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제 (DBA) 1 중량부, 계면활성제 (BYK-3550) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 본 발명의 자외선 경화형 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 1] 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 15 중량부, 옥세탄 221 31 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 2] 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 20 중량부, 글리시딜 에테르(Neopentyl glycol diglycidyl ether) 16 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 3] 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 36 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(F-554) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 4] 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 38 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제 (Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 5] 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 16.5 중량부, 분산제 3 중량부, Ethylene glycol monobutyl ether acetate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 36 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.
[비교예 6] 잉크 조성물의 제조
하기 표 2에 나타낸 조성과 같이, 안료분산액(카본 블랙 12 중량부, 분산제 2 중량부, Diethyl succinate 25 중량부), 셀록사이드 2021P 10 중량부, 옥세탄 221 41.5 중량부, 부착력 증진제(KBM-403) 2 중량부, 광중합 개시제(Sppedcure 992) 6 중량부, 증감제(DBA) 1 중량부, 계면활성제(Flow 370) 0.5 중량부를 6시간 동안 교반 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.
　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8
(A) 카본 블랙 16.5 18 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5
아크릴계 분산제 3 3 3 3 3 3 3 3
Diethyl succinate 25 25 25 25 25 25 25 25
Ethylene glycol monobutyl ether acetate 　 　 　 　 　 　 　 　
(B) Celloxide 2021p 10 10 10 10 10 10 10 10
(C) OXT-221 36 34.5 35 33 39 39 36 36
Neopentyl glycol diglycidyl ether 　 　 　 　 　 　 　 　
(D) KBM-403 2 2 2 2 2 2 2 2
(E) Speedcure992 6 6 6 8 　 　 6 6
Irgacure 290 　 　 　 　 3 　 　 　
Irgacure 250 　 　 　 　 　 3 　 　
(F) DBA 1 1 2 2 1 　 1 1
ITX 　 　 　 　 　 1 　 　
(G) Flow370 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 　 　
Wet270 　 　 　 　 　 　 0.5 　
BYK-3550 　 　 　 　 　 　 　 0.5
F-554 　 　 　 　 　 　 　 　
　 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
(A) 카본 블랙 16.5 16.5 16.5 16.5 16.5 12
아크릴계 분산제 3 3 3 3 3 2
Diethyl succinate 25 25 25 25 　 25
Ethylene glycol monobutyl ether acetate 　 　 　 　 25
(B) Celloxide 2021p 15 10 10 10 10 10
(C) OXT-221 31 20 36 38 36 41.5
Neopentyl glycol diglycidyl ether 　 16 　 　 　
(D) KBM-403 2 2 2 　 2 2
(E) Speedcure992 6 6 6 6 6 6
Irgacure 290 　 　 　 　 　
Irgacure 250 　 　 　 　 　
(F) DBA 1 1 1 1 1 1
ITX 　 　 　 　 　
(G) Flow370 0.5 0.5 　 0.5 0.5 0.5
Wet270 　 　 　 　 　
BYK-3550 　 　 　 　 　
F-554 　 　 0.5 　 　
(A) 안료 분산액 : 블랙안료 분산액, BK-5313 토쿠시키 제조
(B) 지환식 에폭시 : Celloxide 2021P 다이셀 제조
(C) 모노머 : OXT-221 토아고세이 제조, Neopentyl glycol diglycidyl ether (LD-203, 국도화인켐 제조),
(D) 부착력 증진제 : KBM-403 신에츠 제조
(E) 광중합 개시제 : 양이온 중합성의 개시제 Speedcure992 (PF6-, in Propylene carbonate 50%), lambson제조), Irgacure 290 (BF6-, 100% solid, IGM resin제조), Irgacure 250 (PF6-, in Propylene carbonate 25%, IGM resin제조)
(F) 증감제 : DBA (9,10-Dibutoxyanrthracene, kawasaki제조, ANTHRACURE™ UVS-1331), ITX (isopropyl thioxanthone, IHT제조)
(G) 계면활성제 : Flow370 (아크릴계, TEGO제조), Wet270 (아크릴계, TEGO제조), BYK-3550 (실리콘계, BYK제조), F-554 (불소계, DIC제조)
[실시예 1 내지 8, 비교예 1 내지 6] 잉크 조성물로 제조된 시편의 물성 평가
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 6에서 제조된 잉크 조성물을, 가로 50 mm, 세로 50 mm, 두께 50 ㎛의 크기를 가지는 정사각형 모양의 TAC 필름에, 광학농도(Optical Density: O.D, X-rite 341C 사용) 2.5로 잉크젯 프린팅(1도 인쇄) 및 395 nm UV LED 램프로 UV 경화한 후에 다시 광학농도 2.5로 잉크젯 프린팅 (2도 인쇄) 및 395 nm UV LED 램프로 UV 경화하여 광학농도 5로 시편(sample)을 제작하여, 시편의 두께 및 경화감도, 부착력, 재도장성, 경화 후 표면주름, dynamic folding, 잉크젯 공정성 및 OCA 부착 후 기포발생 여부를 평가하였으며, 그 결과를 표 3 및 표 4에 나타내었다.
여기서, 경화감도는 395 ㎚ 파장의 UV LED 램프를 이용하여 점착력이 없어지는 지점(tack free point)에서 UV 에너지를 확인하였고, 재도장성은 1도 인쇄 및 경화 후 2도 인쇄 시 빈 공간이 없이 잉크의 도포가 가능한지 육안으로 확인함으로써 평가하였고, 부착력은 cross cut test를 실시 측정하여 0B 내지 5B로 평가하였으며(규격: ASTM D3002, D3359), Dynamic folding은 필름 폴딩테스트 머신(모델:STS-VRT-5AXIS, 사이언스타운 제작)을 사용하여 폴딩 반지름 2.5R로 10만회 folding하여 Crack 발생 여부를 확인하였고, 잉크젯 공정성은 전 노즐이 나오는 상태에서 Short purse(3s) 및 wiping 후 idle time(휴지시간)에 따른 젯팅(jetting) 평가로 확인하였고, 표면 주름은 UV경화 후 표면 주름 여부를 육안으로 확인하여 평가하였다. 또, OCA 부착 후 기포발생 여부는 OCA 라미네이션 후, Autoclave (50℃, 90s) 처리한 다음 현미경으로 bezel 경계면에서 기포 발생 유무를 확인하여 평가하였다. 하기 표 3 및 4의 표면 주름 및 재도장성 평가, OCA부착 후 기포 발생에 있어서, OK 표시는 우수함을 의미하고, NG 표시는 우수하지 않음을 의미한다.
　 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 실시예5 실시예6 실시예7 실시예8
두께 (㎛) 4 3.6 4 4 4 4 4 4
Optical Density 5 5 5 5 5 5 5 5
1도 인쇄 시 경화감도 (mJ/㎠) 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500 1,500
표면주름 OK OK OK OK OK OK OK OK
재도장성 OK OK OK OK OK OK OK OK
Cross cut 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B 5B
Dynamic folding >100K >100K >100K >100K >100K >100K >100K >100K
잉크젯 공정성 (idle time) 10분 10분 10분 10분 10분 10분 10분 10분
OCA 부착 후 기포발생 OK OK OK OK OK OK OK OK
　 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4 비교예5 비교예6
두께 (㎛) 4 4 4 4 4 6
Optical Density 3 5 5 5 5 5
1도 인쇄 시 경화감도 (mJ/㎠) 1,500 3,000 1,500 1,500 1,500 1,500
표면주름 NG OK OK OK OK OK
재도장성 - OK NG OK OK OK
Cross cut 0B 5B - 0B 5B 5B
Dynamic folding NG >100K - NG >100K >100K
잉크젯 공정성 (idle time) 10분 10분 10분 10분 3분 10분
OCA 부착 후 기포발생 NG OK OK OK OK NG
표 1 및 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 8의 잉크 조성물은 1도 인쇄 후의 경화감도, 표면주름, 재도장성, 부착력, dynamic folding 및 잉크 공정성에 있어서 우수한 결과를 나타내었다. 구체적으로, 실시예 1의 잉크 조성물은 카본 블랙 16.5%, Solvent (diethyl succinate) 25%로 O.D 5에서 두께 4㎛이며, 필름 변형이 발생하지 않는 낮은 UV조사량 (<2,000mJ/㎠)으로 경화 가능한 잉크젯 잉크임을 확인할 수 있고, 실시예 2의 조성물은 실시예 1에서 카본 블랙 18%로 변경한 잉크로 O.D 5에서 두께 3.6㎛이며, 표면주름이 없고 2도 인쇄 시 재도장성이 우수하였고, 실시예 3의 조성물은 실시예 1에서 광 증감제 DBA 함량을 1 중량%에서 2 중량%로 높인 잉크로 베젤 성능이 우수하였고, 실시예 4의 조성물은 실시예 3에서 광중합 개시제 speedcure 992의 함량을 6 중량%에서 8 중량%로 높인 잉크로 베젤 성능이 우수하였고, 실시예 5의 조성물은 실시예 1에서 광중합 개시제를 Irgacure 290으로 변경한 잉크로 베젤 성능이 우수하였고, 실시예 6의 조성물은 실시예 1에서 광중합 개시제를 Irgacure 250으로 변경한 잉크로 베젤 성능이 우수하였고, 실시예 7의 조성물은 실시예 1에서 계면활성제를 Wet 270로 변경한 잉크로 2도 인쇄시 재도장성이 우수하였고, 실시예 8의 조성물은 실시예 1에서 계면활성제를 BYK-3550으로 변경한 잉크로 2도 인쇄시 재도장성이 우수하였다.
이에 반해, 비교예 1의 조성물은 실시예 1에서 지환식 에폭시 화합물(celloxide 2021P)의 함량을 10 중량%에서 15 중량%로 높이고, 옥세탄 화합물(OXT-221)의 함량을 36 중량%에서 31 중량%로 낮춘 잉크로 표면주름이 발생하여 재도장성, 부착력, folding 성능이 좋지 않았다. 또, 비교예 2의 조성물은 실시예 1에서 옥세탄 화합물(OXT-221)의 함량을 36 중량%에서 20 중량%로 낮추고 glycidyl ether(LD-203, 16 중량%)를 첨가한 잉크로 경화감도 (3,000mJ/㎠)가 좋지 않아 필름에 변형 발생하였다. 비교예 3의 조성물은 실시예 1에서 불소계 계면활성제(F-554)를 적용한 잉크로 재도장성이 좋지 않았고, 비교예 4의 조성물은 실시예 1에서 부착력 증진제(KBM-403)를 제거한 잉크로 cross cut test 0B이며, folding 성능이 좋지 않았고, 비교예 5의 조성물은 실시예 1에서 비점 200 ℃ 이하인 Ethylene glycol monobutyl ether acetate를 용매로 사용한 것으로 잉크젯 공정성이 좋지 않았다. 비교예 6의 조성물은 실시예 1에서 카본 블랙 함량을 (16.5%->12%) 낮춰 O.D 5수준으로 2도 인쇄하면 인쇄 두께 6㎛로 OCA부착 후 Autoclave처리해도 기포가 없어지지 않았다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 도면 및 실시예를 통해 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (25)

  1. 블랙 안료, 분산제, 지환식 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제, 비점이 200℃ 이상인 유기용매, 광 증감제, 광중합 개시제 및 부착력 증진제를 포함하고,
    상기 에폭시 화합물: 옥세탄 화합물의 중량비율이 1:3 내지 1:5인, 폴더블 디스플레이 기판의 베젤패턴 형성용 자외선 경화형 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 에폭시 화합물: 옥세탄 화합물의 중량비율이 1:3~1:4인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 블랙 안료의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 5 내지 20 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 분산제의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 0.5 내지 5 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 지환식 에폭시 화합물의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 3 내지 25 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 옥세탄 화합물의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 25 내지 50 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 아크릴계 또는 실리콘계 계면활성제의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 0.1 내지 1.0 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 유기용매의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 20 내지 30 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 광중합 개시제의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 1 내지 10 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 상기 부착력 증진제의 함량은 전체 잉크 조성물에 대하여 1 내지 5 중량%인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  11. 제1항에 있어서, 상기 블랙 안료는 카본 블랙 안료, 락탐 블랙 안료 또는 페릴렌 블랙 안료 또는 이의 조합인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  12. 제1항에 있어서, 상기 분산제는 아크릴 계열, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가알콜, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  13. 제1항에 있어서, 상기 지환식 에폭시 화합물은 디시클로펜타디엔디옥사이드, 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 및 (3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  14. 제1항에 있어서, 상기 옥세탄 화합물은 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 및 페놀노볼락 옥세탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  15. 제1항에 있어서, 상기 유기용매는 부틸 다이글라임(Butyl diglyme), 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트(Dipropylene glycol methyl ether acetate), 에틸렌글리콜 디부티레이트(ethylene glycol dibutyrate), 디에틸 숙신산(Diethyl succinate), 감마부티로락톤(gamma-butyrolactone) 및 에틸 카프레이트(Ethyl caprate)로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상의 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  16. 제 제1항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 요오드늄 염 및 설포늄 염 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  17. 제16항에 있어서, 상기 광중합 개시제는 설포늄 염을 포함하는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  18. 제1항에 있어서, 상기 부착력 증진제는 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필 메틸디에톡시실란, 3-글리시독시프로필 트리에톡시실란 및 3-메타크릴옥시프로필 트리메톡시실란으로 이루어진 군으로부터 선택되는 알콕시 실란 화합물 및 포스페이트계 아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  19. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물은, 경화 도즈량이 100 내지 5,000 mJ/cm2이고, 250 내지 410 nm 파장 범위의 방사선을 흡수하여 경화되는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  20. 제1항에 있어서, 상기 자외선 경화형 잉크 조성물은 경화 후 기재와의 부착력이 cross cut test 4B 이상이고 폴딩 반지름 2.5R에서 100,000회 폴딩시 크랙이 발생하지 않는 것인, 자외선 경화형 잉크 조성물.
  21. a) 기판에 제1항에 따른 자외선 경화형 잉크 조성물을 제1도 잉크젯 프린팅하는 단계;
    b) 1차 UV 경화하여 베젤패턴을 형성하는 단계;
    c) 상기 b)단계에서 형성된 베젤패턴 위에 제1항에 따른 자외선 경화형 잉크 조성물을 제2도 잉크젯 프린팅하는 단계; 및
    d) 2차 UV 경화하여 베젤패턴을 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 b)단계 및 d)단계의 경화 도즈량은 200 내지 3,000mJ/cm2이고,
    상기 a)단계 수행 후의 베젤패턴은 두께가 1 내지 2.5μm 이고 OD 값이 2 내지 2.5이고,
    상기 d)단계 수행 후의 베젤패턴은 두께가 2 내지 5 μm 이고 OD 값이 4 내지 5인 것인, 폴더블 디스플레이 기판용 베젤패턴의 제조방법.
  22. 제21항에 있어서, b)단계 및 d)단계의 경화는 360 nm 내지 410 nm의 파장 범위의 자외선을 흡수하여 이루어지는 것인, 폴더블 디스플레이 기판용 베젤패턴의 제조방법.
  23. 제21항에 따른 방법에 따라 제조한 베젤패턴.
  24. 제23항의 베젤패턴을 포함하는 폴더블 디스플레이 기판.
  25. 제24항에 있어서, 상기 폴더블 디스플레이 기판은 폴더블 디스플레이 필름을 포함하는 것인, 폴더블 디스플레이 기판.
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