KR20200020546A - 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

정전기 제거용 도전성 잉크 조성물은 30 내지 60 중량%의 플레이크 형상을 갖는 은(Ag) 입자, 10 내지 30 중량%의 열가소성 폴리우레탄 수지 및 여분의 용매를 포함한다. 이로써, 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물을 이용한 도팅 공정을 통하여 정전기 제거용 패턴이 효과적으로 형성될 수 있다.

Description

정전기 제거용 도전성 잉크 조성물{CONDUCTIVE INK COMPOSITION FOR DISCHARGING ELECTROSTATIC CHARGES}
본 발명은 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은, 컬러 필터 상의 편광 필름으로부터 발생한 정전기를 기판을 통해 접지시킬 수 있는 정전기 제거용 패턴을 형성하는 데 사용되는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치는, 회로 신호를 제어하는 TFT 기판, 컬러 필터 기판 및 상기 TFT기판과 컬러 필터 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다.
상기 컬러 필터 기판에는, 컬러 필터층, 편광 필름 및 이들 사이에 개재되는 압력 감지 접착층을 포함한다. 상기 압력 감지 접착층은, 기존의 ITO 필름을 대체하면서 터치에 대하여 보다 높은 반응 속도를 갖는 이점을 가진다.
또한 상기 컬러 필터 기판에는, 상기 편광 필름으로부터 발생한 정전기를 제거하기 위하여 편광 필름 및 유리 기판 사이를 전기적으로 연결시키는 정전기 제거용 패턴이 형성된다.
상기 정전기 제거용 패턴은 도전성 잉크 조성물을 이용하여 프린팅 공정을 통하여 형성될 수 있다. 상기 도전성 잉크 조성물은, 도팅 공정과 같은 연속 공정에 적합한 연속 작업성을 구비하여야 한다. 또한, 상기 도전성 잉크 조성물에는, 편광 필름의 수축 또는 압력 감지 접착층의 수축에 따라 효과적으로 신축할 수 있는 연신율, 상대적으로 낮은 레벨링성 및 우수한 분산 안정성이 요구된다.
특히, 액정 표시 패널을 제조하는 공정 중, 이물과 정전기가 공정 불량을 야기하는 원인에 해당할 수 있다. 정전기 방전(ESD)이 액정 표시 패널에 직접 손상을 줄 수가 있으며, 주변 부품에도 영향을 미칠 수가 있다. 이러한 ESD 손상을 방지하지 않으면 액정 표시 패널과 이를 포함하는 액정 표시 장치의 생산 수율이 크게 저하가 된다.
이러한 문제를 해결하기 위해서, 액정 표시 패널은 액정 표시 패널 및 컬러 필터 패널에 도전성 페이스트를 이용하는 정전기 제거용 패턴을 형성하여 정전기를 제거하는 방법이 개발되고 있다.
또한, 편광 필름의 수축과 팽창을 막아 주기 위하여 불가피하게 도전성 페이스트를 액정 표시 패널 및 컬러 필터 패널 및 편광 필름 상에 도포하여 정전기 제거용 패턴을 형성하여야 한다. 이러한 공정에서는 정전기 제거용 패턴은, 편광 필름의 수축과 팽창에 대응하기 위하여 높은 연신율이 요구된다.
본 발명의 일 목적은 우수한 연신율, 레벨링성 및 분산 안정성을 갖는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 목적은 우수한 연속 작업성을 구현할 수 있는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물은 30 내지 60 중량%의 플레이크 형상을 갖는 은(Ag) 입자, 10 내지 30 중량%의 열가소성 폴리우레탄 수지 및 여분의 용매를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 은 입자는 1 내지 3 μm의 D50 을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 은 입자는 D50 과 관련되어 적어도 두 배 차이를 갖도록 서로 다른 평균 입경을 갖는 제1 은 입자군 및 제2 은 입자군에 각각 속할 수 있다. 여기서, 상기 제1 은 입자군은 1 내지 3 μm의 D50을 갖고, 상기 제2 은 입자군은 6 내지 8 μm의 D50을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 바인더는 폴리우레탄 수지를 더 포함할 수 있다.
여기서, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 상기 폴리우레텐 수지 대비 30 내지 70 중량% 범위일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 용매는 디메틸포름아마이드, 이메틸일산화황, 메틸피롤리돈, 테트라하이드로퓨란, 디베이직에스테르 및 디메틸아세트아미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 용매는 디메틸아세트아미드 일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물은, 3,000 내지 40,000 cPs 의 범위의 점도를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 상온 내지 50ㅀC에서 건조되며 도전성이 우수하면서도 고연신율과 탄성을 가지고 있는 연속적으로 도전성 패턴을 형성할 수 있는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물이 제공된다.
나아가, 상기 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물을 이용하여 도팅 공정을 통하여 정전기 제거용 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 각각에 대하여 푸리에변환 적외선 분광법에 따른 분석 그래프들이다.
도 2a 및 도 2b는 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 각각에 대하여 겔투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC) 법에 따른 분자량 측정 그래프들이다.
도 3a 및 도 3b는 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 각각에 대하여 시차 주사 열량 분석(Differential Scanning Calorimeter; DSC) 법에 따른 전이 온도 측정 그래프들이다.
도 4는 정전기 제거용 패턴에 대한 열충격 시험을 수행하기 위한 온도 사이클을 나타내는 그래프이다.
이하, 본 발명은 본 발명의 실시예들을 통하여 더욱 상세하게 설명된다. 그러나, 본 발명은 하기에서 설명되는 실시예들에 한정된 바와 같이 구성되어야만 하는 것은 아니며 이와 다른 여러 가지 형태로 구체화될 수 있을 것이다. 하기의 실시예들은 본 발명이 온전히 완성될 수 있도록 하기 위하여 제공된다기보다는 본 발명의 기술 분야에서 숙련된 당업자들에게 본 발명의 범위를 충분히 전달하기 위하여 제공된다.
하나의 요소가 다른 하나의 요소 또는 층 상에 배치되는 또는 연결되는 것으로서 설명되는 경우 상기 요소는 상기 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결될 수도 있으며, 다른 요소들 또는 층들이 이들 사이에 게재될 수도 있다. 이와 다르게, 하나의 요소가 다른 하나의 요소 상에 직접적으로 배치되거나 연결되는 것으로서 설명되는 경우, 그들 사이에는 또 다른 요소가 있을 수 없다. 다양한 요소들, 조성들, 영역들, 층들 및/또는 부분들과 같은 다양한 항목들을 설명하기 위하여 제1, 제2, 제3 등의 용어들이 사용될 수 있으나, 상기 항목들은 이들 용어들에 의하여 한정되지는 않을 것이다.
하기에서 사용된 전문 용어는 단지 특정 실시예들을 설명하기 위한 목적으로 사용되는 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 또한, 달리 한정되지 않는 이상, 기술 및 과학 용어들을 포함하는 모든 용어들은 본 발명의 기술 분야에서 통상적인 지식을 갖는 당업자에게 이해될 수 있는 동일한 의미를 갖는다. 통상적인 사전들에서 한정되는 것들과 같은 상기 용어들은 관련 기술과 본 발명의 설명의 문맥에서 그들의 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석될 것이며, 명확히 한정되지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 외형적인 직감으로 해석되지는 않을 것이다.
본 발명의 실시예들은 본 발명의 이상적인 실시예들의 개략적인 도해들인 단면 도해들을 참조하여 설명된다. 이에 따라, 상기 도해들의 형상들로부터의 변화들, 예를 들면, 제조 방법들 및/또는 허용 오차들의 변화들은 예상될 수 있는 것들이다. 따라서, 본 발명의 실시예들은 도해로서 설명된 영역들의 특정 형상들에 한정된 바대로 설명되는 것은 아니라 형상들에서의 편차들을 포함하는 것이며, 도면들에 설명된 영역들은 전적으로 개략적인 것이며 이들의 형상들은 영역의 정확한 형상을 설명하기 위한 것이 아니며 또한 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것도 아니다.
이하에서는 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
본 발명의 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물은, 30 내지 60 중량%의 플레이크 형상을 갖는 은(Ag) 입자, 10 내지 30 중량%의 열가소성 폴리우레탄(thermoplastic polyurethane; TPU) 수지 및 여분의 용매를 포함한다.
상기 은 입자는 플레이크 형상을 가진다. 즉, 은 입자는 판상을 가질 수 있다. 만약 비드형의 은 입자가 사용될 경우, 판형과 비교하여 금속 분말간 접촉면의 감소로 저항값이 상승하여 우수한 전기 도전성을 확보하는 데 어려움이 있다. 나아가, 비드형의 은 입자는, 판형과 비교하여 상대적으로 높은 비표면적을 갖기 때문에 동일한 함량의 은 입자로 제조하였을 때, 점도가 지나치게 상승하여 도팅 공정과 같은 연속 공정과 관련하여 공정 적합성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지가 상기 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물에 포함된다. 이로써, 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지는 우수한 연신율 및 탄성을 가질 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄 수지(TPU)는, 열로 녹여서 성형할 수 있는 폴리우레탄 수지에 해당한다. 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지는 폴리에스테르계 폴리우레탄 수지 및 폴리에테르계 폴리우레탄 수지로 구분될 수 있다. 나아가, 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지는 폴리카프로락톤계 폴리우레탄 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르계 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지의 일 예로서 다음의 구조식 1을 가질 수 있다.
구조식 1
Figure pat00001
열가소성 폴리우레탄(TPU) 및 폴리우레탄(PU) 각각에 대한 특성들을 푸리에변환 적외선 분광법(FT-IR), 겔투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC) 법 및 시차 주사 열량 분석(Differential Scanning Calorimeter; DSC) 법을 이용하여 각각 확인한다.
도 1a 및 도 1b는 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 각각에 대하여 푸리에변환 적외선 분광법에 따른 분석 그래프들이다.
도 1a 및 도 1b을 참조하면, 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 서로 다른 원자들의 종류, 결합의 종류 및 관능기를 가짐을 알 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 각각에 대하여 겔투과 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC) 법에 따른 분자량 측정 그래프들이다.
도 2a 및 도 2b를 참조하면, 폴리우레탄(PU)은 약 157,150 분자량을 가짐을 알 수 있는 반면에, 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 102,674 분자량을 가짐을 확인할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 폴리우레탄(PU) 및 열가소성 폴리우레탄(TPU) 각각에 대하여 시차 주사 열량 분석(Differential Scanning Calorimeter; DSC) 법에 따른 전이 온도 측정 그래프들이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 폴리우레탄(PU)은 약 55°C의 전이 온도(Tg)를 가짐을 알 수 있는 반면에, 열가소성 폴리우레탄(TPU)은 약 144°C의 전이 온도(Tg)을 가짐을 확인할 수 있다.
상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지는 10 내지 30 중량%의 범위를 가질 수 있다. 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지가 10 중량% 미만일 경우, 은 입자들 사이의 결합력이 약화될 수 있다. 반면에, 상기 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지가 30 중량% 초과일 경우, 상기 도전성 잉크 조성물을 이용하여 형성된 정전기 제거용 패턴의 전기 도전성이 저하되며, 나아가 상기 도전성 잉크 조성물을 이용하는 도팅 공정을 통하여 형성된 정전기 제거용 패턴의 인쇄성이 저하될 수 있다.
상기 용매는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지를 녹일 수 있는 물질에 해당한다. 상기 용매는, Dimethylformamide, Dimethylacetamide, Dimethylsulfonic acid, N-methylpyrrolidone, tetrahydrofurane, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone 등을 포함할 수 있다. 상기 용매는 50 내지 250 °C의 비점을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 은 입자는 1 내지 3 μm의 D50 을 가질 수 있다. 이로써, 상기 은 입자의 입경이 조절됨으로써, 상기 은 입자를 포함하는 도전성 잉크 조성물을 이용하여 형성되 정전기 제거용 패턴이 증대된 전기전도성을 확보할 수 있다.
또한, 상기 은 입자는 D50 과 관련되어 적어도 두 배 차이를 갖도록 서로 다른 평균 입경을 갖는 제1 은 입자군 및 제2 은 입자군에 각각 속하도록 구비될 수 있다. 이로써, 상기 은 입자는 크게 두 가지 입자군에 속하는 평균 입경을 갖도록 조절될 수 있다.
예를 들면, 상기 제1 은 입자군은 1 내지 3 μm의 D50을 갖고, 상기 제2 은 입자군은 6 내지 8 μm의 D50을 가질 수 있다. 상기 제1 은 입자군은 상대적으로 작은 평균 입경을 갖고, 반면에 상기 제2 은 입자군은 상대적으로 큰 평균 입경을 가짐으로써, 은 입자들이 상기 용매 내에서 균일한 분산될 수 있다. 이로써, 은 입자를 포함하는 도전성 잉크 조성물을 이용하여 정전기 제거용 패턴이 형성될 경우, 상기 정전기 제거용 패턴이 우수한 전기전도도를 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 바인더는 폴리우레탄 수지(PU)를 더 포함할 수 있다. 상기 폴리우레탄(PU) 수지는 예를 들면, 에폭시, 폴리에스테르, 페놀 등을 포함할 수 있다.
상기 폴리우레탄 수지(PU)는 열경화성 수지와 유사한 3차원 구조를 가진다. 상기 폴리우레탄 수지(PU)는 상기 도전성 잉크 조성물을 이용하여 형성되는 정전기 제거용 패턴이 유리 기판에 보다 우수한 접착력을 확보할 수 한다.
상기 폴리우레탄(PU)의 합성은 아래의 반응식을 따라 형성된다.
Figure pat00002
즉, 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지는 우수한 탄성 및 전기 전도성을 가질 수 있는 반면에, 유리 기판 과의 접착력이 상대적으로 낮을 수 있다.
따라서, 상기 바인더는 열가소성 폴리우레탄(TPU) 수지 및 폴리우레탄 수지(PU)를 포함함으로써, 우수한 탄성 및 개선된 접착력을 확보할 수 있다.
여기서, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 상기 폴리우레탄 수지 대비 5 내지 95 중량% 범위를 가질 수 있다. 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 상기 폴리우레탄 수지 대비 5 중량% 미만일 경우, 탄성이 낮아서 가요성이 요구되는 정전기 제거용 패턴으로 사용하는 데 어려움이 있다. 한편, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지가 상기 폴리우레탄 수지 대비 95 중량% 초과일 경우, 유리 기판에 대한 접착력이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 용매는 디메틸포름아마이드, 이메틸일산화황, 메틸피롤리돈, 테트라하이드로퓨란, 디베이직에스테르, 또는 디메틸아세트아미드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
특히, 상기 용매는 디메틸아세트아미드를 포함할 수 있다. 디메틸포름아마이드와 이메틸이산화황는 지나친 냄새를 발생함으로써, 제조환경에 적합하지 않을 수 있다. 한편, 상기 메틸피롤리돈의 경우 플라스틱으로 구성된 시린지 등 공정장비의 용기와 상용성이 좋지 않을 수 있다. 나아가, 테트라하이드로퓨란의 경우 보관 안정성 저하를 유발할 수 있다. 따라서, 상기 용매는 디메틸아세트아미드를 포함할 경우, 우수한 공정 작업성을 확보할 수 있다.
한편, 상기 용매의 함량은 주로 잉크의 레올로지를 조절하기 위하여 적절히 조절될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물은 3,000 내지 40,000 cPs 의 범위의 점도를 가질 수 있다.
상기 점도가 3,000 cPs 미만일 경우, 상기 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물로 이루어진 패턴이 소정의 두께를 갖도록 형성하는 데 어려워질 수 있다. 한편, 상기 점도가 40,000 cPs를 초과할 경우, 도팅 공정에서 정량 토출이 어려우며, 형성되는 패턴의 두께가 지나치게 커질 수 있다.
원하는 물성을 확보하기 위해 첨가제가 잉크 조성물에 추가적으로 포함될 수 있다. 통상적으로 사용되는 다양한 첨가제는 표면활성제, 계면활성제, 습윤제, 산화방지제, 틱소트로피제, 보강 섬유, 실란 관능성 퍼플루오로에테르, 포스페이트 관능성 퍼플루오로에테르, 티타네이트, 왁스, 페놀 포름알데히드, 공기 방출제, 유동 첨가제, 접착 촉진제, 유변 개질제 및 스페이서 비드(spacer bead)를 포함한다. 추가 성분은 임의적이며, 선택된 최종 용도에 바람직한 임의의 물성을 얻기 위해 구체적으로 선택된다. 사용되는 경우, 첨가제는 총 건조 조성물의 약 10 중량 퍼센트 이하를 구성할 수 있다.
도전성 잉크 조성물의 응용
도전성 잉크 조성물은 다양한 기재에 프린팅 공정에서 이용되어, 기재 상에 패턴으로 형성된다.
상기 기재는, 종이, glass, PET, PI, PEN등의 필름, Al, Cu, Ni등의 금속 호일을 포함할 수 있다. 상기 프린팅 공정은, 예를 들면, 그라비아, 프렉소, 스크린, 로터리, 디스펜서, 젯팅 또는 옵셋 공정을 포함할 수 있다.
특히, 상기 기재가 실질적으로 TFT 패널, C/F 패널, 점착제, 형광 필름이 순차적으로 적층된 액정 표시 장치 된다. 본 발명에서는 도전성 잉크 조성물를 디스펜서 또는 젯팅을 통하여 도포한다
도전성 잉크 조성물는 디스펜서 또는 젯팅을 통하여 점, 선(직선,곡선), 면(직사각형, 정사각형, 원)으로 패터닝 될 수 있다.
도전성 잉크 조성물은 플라네타리 믹서에서 먼저 분산된 후 3-Roll-mill로 하며, 1 내지 10회 3-Roll mill을 통과할 수 있다. 또한 사용전 페이스트 믹서로 탈포하여 사용할 수도 있다.
도전성 잉크 조성물의 건조는 상온 내지 50°C에서 1 내지 720분, 또는 건조오븐 내에서 20°C 내지 120°C 온도에서 1 내지 120분 내에 건조 시킬 수 있다.
본 발명에 의한 고연신율을 갖는 도전성 잉크 조성물를 사용하여 형성된 정전기 제거용 패턴은 수축 팽창이 큰 편광필름상에서도 균열 또는 단선에 의한 문제 없이 안정적으로 정전기를 제거해 주는 IPS-LCD 패널을 제조할 수 있으며, 생산수율을 높일 수가 있다.
혼합예
플라네타리 믹서에 DMAC(Dimethylacetamide, 대정화금社 제조) 50중량부와 TPU Resin(1170 A10, BASF社 제조) 50중량부를 넣고 온도를 60 °C로 상승시키고 온도를 4시간 유지하며 교반시켜 바인더(1-1)을 얻었다.
실시예 1
Paste 용기에 바인더(혼합예) 30.00중량부, 유기용매 DMAC(Dimethylacetamide, 대정화금社 제조), 유기용매 Dibasic ester를 7.5 : 2.5 비율로 각 13.50중량부와 4.50 중량부로 투입한다. 판형 은 분말(Ag, 희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END) 1.5 ㎛ (D50 기준)를 단독으로 투입하였다. 우수한 분산성을 위하여 분산제 2.00 중량부를 투입 후에 Paste Mixer로 교반을 공전/자전 600/600 rpm으로 실시한 뒤 3-Roll-Mill 장비를 사용하여 3-Pass 분산작업을 실시하여 최종 혼합물을 얻었다. 구체적 조성과 시험결과는 표 1에 정리하였다.
실시예 2
판형 은 분말(Ag, 희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END) 3.0 ㎛ (D50 기준)를 단독으로 사용하여 제조한 잉크 조성물을 제조하였다.
실시예 3
Paste 용기에 바인더(혼합예 1-1) 30.00 중량부, 유기용매 DMAC(Dimethylacetamide, 대정화금社 제조), 유기용매 Dibasic ester를 7.5 : 2.5 비율로 각 13.50중량부와 4.50 중량부로 투입한다. 판형 은 분말(Ag, 희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END) 1.5 ㎛ (D50 기준)과 판형 은 분말(Ag) 6.0 ㎛(D50 기준)를 7.0 : 3.0 비율로 각 35.00 중량부와 15.00중량부를 투입하였다. 우수한 분산성을 위하여 분산제 2.00 중량부를 투입 후에 Paste Mixer로 교반을 공전/자전 600/600 rpm으로 실시한 뒤 3-Roll-Mill 장비를 사용하여 3-Pass 분산작업을 실시하여 최종 혼합물을 얻었다.
실시예 4
실시예 1에서 사용한 바인더는 TPU를 TPU와 PU(Toyobo社 제조, 모델명; UR-6100)가 중량비 1:1로 혼합된 혼합 바인더로 대체하고, 나머지 조성비와 제법은 동일하게 하여 잉크를 제조하였다.
실시예 5
친환경적인 디메틸아세트아미드가 단독으로 사용되었다.
비교예 1
0.5 ㎛ (D50 기준) 크기의 은 분말(희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END) 을 사용하여 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 2
6.0 ㎛ (D50 기준) 크기의 은 분말(희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END) 을 사용하여 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 3
실시예 1에서 판형 은 분말 분말(희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END) 중량부로 25% 로 사용하여 제조한 잉크 조성물을 제조하였다.
비교예 4
실시예 1에서 판형 은 분말(희성금속社 제조, 모델명; HP-0202END)은 중량부로 65% 사용하여 제조한 잉크조성물을 제조하였다.
비교예 5
실시예 1에서 사용한 바인더인 TPU를 PU(Toyobo社 제조, 모델명; UR-6100)로 대체하고, 나머지 조성비와 제법은 동일하게 하여 잉크를 제조하였다.
비교예 6
실시예 1에서 사용한 바인더는 TPU를 polyester(Toyobo社 제조, 모델명; Vron 630)로 대체하고, 나머지 조성비와 제법은 동일하게 하여 잉크를 제조하였다.
이상 준비한 도전성 페이스트를 디스펜서로 유리 기판 상에 편광 필름이 부착되어 있는 기판에 선형(20.0㎜ X 1.5㎜의)으로 도포하였다. 도포가 완료된 시편을 상온 (온도 22 ~ 27°C)에서 360분간 건조를 행하여 도전성 패턴을 얻었다.
이상의 실시예들 1 내지 5와 비교예들 1 내지 6에서 얻어진 도전성 잉크 조성물을 이용한 도전성 패턴에 대해 다음과 같은 평가를 실시하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다.
(1) 점도의 평가
도전성 잉크 조성물를 BrookField D-II pro HB type 점도계와 Spindle No. 14을 이용하여 샘플 어댑터를 22°C로 유지한 상태에서 2rpm과 20rpm을 각각 1분간 방치 후 점도를 각 rpm별로 1분간 측정하였다.
(2) 저항 평가
20.0㎜ X 1.5㎜의 도전성 패턴에 대해 2-Probe에 대하여 End to End의 선저항을 측정하였다.
(3) 건조성 확인
지름 2.0㎜의 원형을 디스펜서 장비와 니들 내경 (0.30 ~ 0.50㎜)를 사용하여 Glass에 도포 후 상온 (온도 22 ~ 27°C)에서 60분 건조 후 흰천으로 눌렀을 때 도전성 잉크 조성물가 묻어 나오는지 확인하였다.
(4) 열충격 시험(Thermal Shock Test)
건조성 확인 후 도전성 패턴 시편을 Thermal Shock Tester에 투입한다. 시험 조건은 -40°C ↔ 80°C, 100 Cycle (1Cycle=60min)이며, Test가 끝난 후 시편을 꺼내어 도전성 잉크 조성물의 크랙 또는 단락 확인을 하였다. 유리 기판(Glass)은 변형이 없기에 궁극적으로 편광 필름 및 기판 간의 단차 부위에서 패턴의 크랙 또는 단락이 없어야 한다. 도전성 패턴에 대해 2-Probe에 대하여 End to End의 선저항을 다시 측정하였다. 이에 대한 상세한 온도 사이클 내용은 도 4에 도시되어 있다.
(5) 연속작업성 시험
디스펜서 장비와 니들 내경 (0.30 ~ 0.50㎜)를 사용하여 A4용지 사이즈(297.0 × 210.0 ㎜) Glass에 지름 2.0㎜의 원형을 1.0 ~ 3.0㎜의 간격을 두고 0.1 ~ 2.0초 동안 도포한다. 도포 후 0.1 ~ 2.0초 동안 대기한다.
반복 작업을 통해 총 10,000개의 원형을 형성한다. 작업이 완료되면 현미경을 통하여 1 ~ 10,000개의 원형 지름이 10%이내의 오차 범위가 있는지를 확인하였다.
표 1은 상기 검사 항목들에 관하여 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 6에 대한 결과를 나타낸다.
구분 단독/D50
(μm)		 은 함량
(중량%)		 바인더 점도
(cPa)		 저항
(Ω)		 건조성
(60분이내)		 열충격 연속
작업성
실시예 1 단독/1.5 50 TPU 4,000 1.0 OK OK 가능
실시예 2 단독/3.0 50 TPU 5,000 1.0 OK OK 가능
실시예 3 혼합/1.5＋6.1 50 TPU 7,000 0.9 OK OK 가능
실시예 4 단독/1.5 50 TPU+PU 5,500 1.0 OK OK 가능
실시예 5 단독/1.5 50 TPU단독 5,000 1.0 OK OK 가능
비교예 1 단독/0.5 50 TPU 3,000 2.5 OK OK 불가능
비교예 2 단독/6.0 50 TPU 9,000 1.0 OK OK 불가능
비교예 3 단독/1.5 25 TPU 500 - OK Fail 불가능
비교예 4 단독/1.5 65 TPU 15,000 1.0 OK Fail 가능
비교예 5 단독/1.5 50 PU 5,500 1.0 OK Fail 가능
비교예 6 단독/1.5 50 polyester 2,000 1.0 OK Fail 불가능
실시예3의 경우, 실시예 1의 단독의 판형 은 분말의 경우보다 접촉저항이 감소하여 전기저항이 낮게 관찰되어 정전기 제거기능을 원활하게 할 수 있다.
한편, 실시예 4에 따른 TPU와 PU 혼합물의 경우 TPU와 비교하여 탄성이 다소 감소하나. 하지만, PU의 우수한 기판 접착력과 TPU의 탄성 기능이 시너지를 나타내어 범용으로 사용하는데 우수한 특성을 보인다.
비교예1에 따른 잉크 조성물을 이용하여 패턴을 형성한 경우, 전기 저항이 상승하고, 점도의 감소에 따라 공정 적합성이 저하된다.
비교예2에 따른 잉크 조성물을 이용하여 패턴을 형성한 경우, 층분리 현상이 가속화되며, 점도가 현격히 증감함에 따라 도팅 공정 중 노즐 막힘의 원인을 제공한다.
비교예3에 따른 잉크 조성물을 이용하여 패턴을 형성한 경우 전기저항이 높아져 정전기 제거 목적에 충분하지 않고, 분산안정성이 낮아 층분리가 가속화되어 공정적합성이 저하된다. 층분리를 방지하기 위하여 유무기 첨가제를 투입하여 레올로지를 조절할 수도 있지만, 이 경우 상대적으로 높은 비전도성물질이 전기저항을 상승시켜 정전기 제거기능이 저하된다.
비교예4에 따른 잉크 조성물을 이용하여 패턴을 형성한 경우, 점도가 상승하여 제팅성이 저하되며, 바인더 대비 은 분말의 중량%가 지나치게 높아서, 편광 필름이 30 μm 이상 수축시 패턴이 끊어지는 현상이 발생한다.
비교예5에 따른 PU의 바인더를 이용할 경우, TPU와 비교하여 탄성이 충분하지 않아 편광필름 상, 편광필름과 유리기판, 그리고 유리기판 상에 걸쳐 패턴을 형성하고, 편광필름에 수축을 가하였을 때, 편광필름이 30㎛ 이상 수축할 경우 패턴이 끊어지는 특징을 보인다. 또한 낮은 점도로 인하여, 층분리가 가속화되는 현상이 확인된다.
비교예6에 따른 Polyester의 바인더를 이용할 경우, TPU와 비교하여 탄성이 충분하지 않아 편광필름 상, 편광필름과 유리기판, 그리고 유리기판 상에 걸쳐 패턴을 형성하고, 편광필름에 수축을 가하였을 때, 유리기판과의 낮은 부착력으로 인하여 유리기판과 분리되어 정전기 제거기능을 수행하는데 문제를 일으킨다.

Claims (9)

  1. 30 내지 60 중량%의 플레이크 형상을 갖는 은(Ag) 입자;
    10 내지 30 중량%의 열가소성 폴리우레탄 수지; 및
    여분의 용매를 포함하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 은 입자는 1 내지 3 μm의 D50 을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 은 입자는 D50 과 관련되어 적어도 두 배 차이를 갖도록 서로 다른 평균 입경을 갖는 제1 은 입자군 및 제2 은 입자군에 각각 속하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 은 입자군은 1 내지 3 μm의 D50을 갖고, 상기 제2 은 입자군은 6 내지 8 μm의 D50을 갖는 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  5. 제1항에 있어서, 상기 바인더는 폴리우레탄 수지를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  6. 제5항에 있어서, 상기 열가소성 폴리우레탄 수지는 상기 폴리우레텐 수지 대비 5 내지 95 중량% 범위인 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 용매는 디메틸포름아마이드, 이메틸일산화황, 메틸피롤리돈, 테트라하이드로퓨란, 디베이직에스테르 및 디메틸아세트아미드가 이루는 군에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 용매는 디메틸아세트아미드인 것을 특징으로 하는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 3,000 내지 40,000 cPs 의 범위의 점도를 갖는 정전기 제거용 도전성 잉크 조성물.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20120080878A (ko) * 2011-01-10 2012-07-18 (주)켐스 도전성 잉크 조성물 및 그 제조방법
KR101675493B1 (ko) * 2008-03-18 2016-11-14 주식회사 잉크테크 복합 기능 코팅액 조성물
KR20170092568A (ko) * 2014-12-08 2017-08-11 헨켈 아게 운트 코. 카게아아 전기 전도성 조성물, 방법 및 적용
JP2017533333A (ja) * 2014-11-06 2017-11-09 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 熱可塑性基材及び装着可能なエレクトロニクスのための伸縮性ポリマー厚膜組成物

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7211205B2 (en) * 2003-01-29 2007-05-01 Parelec, Inc. High conductivity inks with improved adhesion
US6939484B2 (en) * 2003-12-04 2005-09-06 E. I. Du Pont De Nemours And Company Thick film conductor compositions for use in membrane switch applications
KR101133466B1 (ko) * 2008-09-08 2012-04-09 주식회사 에프피 태양전지용 저온 건조형 전극 페이스트 조성물 및 이를 이용한 인쇄방법
CN105378005B (zh) * 2013-04-17 2020-08-14 爱博斯迪科化学(上海)有限公司 导电油墨
KR101729885B1 (ko) * 2013-06-25 2017-04-24 가켄 테크 가부시키가이샤 박편상 은분, 도전성 페이스트, 및 박편상 은분의 제조 방법
KR101618093B1 (ko) * 2014-03-17 2016-05-09 주식회사 상보 도전막 형성을 위한 유연 기판용 전도성 페이스트 조성물 및 이의 제조방법
CN105702380B (zh) * 2014-11-27 2017-08-22 比亚迪股份有限公司 应用油墨组合物形成导电层的方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101675493B1 (ko) * 2008-03-18 2016-11-14 주식회사 잉크테크 복합 기능 코팅액 조성물
KR20120080878A (ko) * 2011-01-10 2012-07-18 (주)켐스 도전성 잉크 조성물 및 그 제조방법
JP2017533333A (ja) * 2014-11-06 2017-11-09 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニーＥ．Ｉ．Ｄｕ Ｐｏｎｔ Ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ Ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ 熱可塑性基材及び装着可能なエレクトロニクスのための伸縮性ポリマー厚膜組成物
KR20170092568A (ko) * 2014-12-08 2017-08-11 헨켈 아게 운트 코. 카게아아 전기 전도성 조성물, 방법 및 적용

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