KR101796359B1

KR101796359B1 - 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물, 이를 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자

Info

Publication number: KR101796359B1
Application number: KR1020150158378A
Authority: KR
Inventors: 유재현; 최국현; 김준형; 김미경
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2014-11-13
Filing date: 2015-11-11
Publication date: 2017-11-10
Also published as: CN107109094A; US9963602B2; US20170321073A1; CN107109094B; JP6418471B2; KR20160057331A; JP2018503699A

Abstract

본 발명은 안료 분산액, 바인더 용액, 단관능 모노머 및 광개시제를 포함하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물로서, 패턴 형성 시 두께가 30㎛ 이하이고 은폐율이 98% 이상인 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물, 이를 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자에 관한 것이다.

Description

잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물, 이를 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자{UV curable white ink composition for inkjet, method for manufacturing a white bezel pattern using the same and electric device comprising the white bezel pattern}

본 발명은 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물, 이를 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 두께 및 은폐율을 높이고, 고온 열처리에도 황변 현상이 발생하지 않고, 향상된 부착력을 나타낼 수 있는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물, 이를 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자에 관한 것이다.

화이트 베젤(bezel)의 경우 안료 특성상 은폐력을 갖기 위해서는 두께 30㎛ 수준으로 베젤을 인쇄해야 하는데, 기존에는 대부분 스크린 프린팅(screen printing) 방식으로 화이트 4도 인쇄(1도 인쇄마다 7㎛) 및 블랙 또는 그레이 1도 인쇄(7㎛)하여 은폐력 및 차광특성을 확보하였다. 하지만, 1도 인쇄마다 경화공정(오븐 - 160℃, 10분)이 포함되어 공정이 복잡하고 시간이 오래 걸리는 단점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 화이트 베젤을 한 번에 인쇄하고 자외선 경화함으로써 공정 단순화 및 시간단축을 할 수 있는 잉크젯용 자외선 경화 화이트 잉크의 개발이 필요한 실정이다.

화이트 베젤(bezel)은 기재에서 표면경도 5H, 부착력 5B, 은폐율 98% 이상, 색값 (L*>90, a*<±1, b*<±1), 고온 (200℃) 내열성, 내화학성을 요구한다. 또한, 터치스크린패널 베젤용 자외선 경화 화이트 잉크는 강화유리뿐만 아니라 다양한 기재에 적용될 수 있어야 하며, 잉크젯용 잉크로 젯팅 성능이 우수해야 하고 고온 열처리 후에도 황변이 없고 베젤 성능이 우수하게 나타나야 한다. 특히 커버 글라스 일체형 터치 패널은 베젤을 인쇄하고 그 위에 전극을 증착하기 때문에 200℃ 이상의 온도에서 내열성이 확보되어야 한다.

KR 2014-0098462 A KR 2013-0056598 A

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 1회 공정으로 은폐력을 가질 정도의 두께로 베젤을 형성할 수 있고, 고온 열처리에도 황변 현상이 발생하지 않고, 향상된 부착력을 나타낼 수 있는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물, 이를 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법 및 이에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 안료 분산액, 바인더 용액, 단관능 모노머 및 광개시제를 포함하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물로서, 패턴 형성 시 두께가 30㎛ 이하이고 은폐율이 98% 이상인 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 제공한다.

본 발명은 a) 기판에 본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 30㎛ 이하의 두께로 잉크젯 프린팅하여 화이트 베젤이 형성된 기판을 제조하는 단계; b) 상기 기판에 1000 mJ/㎠ 이상의 자외선을 조사하여 경화된 화이트 베젤 패턴을 형성하는 단계; 및 c) 상기 기판을 열처리하는 단계를 포함하는, 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 제조방법을 이용하여 제조한 화이트 베젤 패턴을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자를 제공한다.

본 발명에 따르면 잉크 조성물에 포함되는 안료 함량을 잉크젯용 잉크로 적용 가능한 범위 내에서 조절함으로써 두께 30㎛ 이하, 은폐율 98% 이상의 화이트 베젤 패턴을 1회 인쇄로 제조할 수 있다.

본 발명에 따라 제조한 화이트 베젤 패턴은 고온 열처리(220℃, 30분) 후에도 황변이 발생하지 않으며, 향상된 부착력을 나타낼 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 안료 분산액, 바인더 용액, 단관능 모노머 및 광개시제를 포함하고, 패턴 형성 시 두께가 30㎛ 이하이고 은폐율이 98% 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물에 포함되는 상기 안료 분산액은 백색 안료, 제1 반응성 모노머 및 분산제를 포함할 수 있다.

상기 백색 안료로는 이산화티타늄(TiO₂), 산화아연 등을 사용할 수 있으며, 반사율을 높여 조성물로 형성한 패턴에 은폐력을 부여하는 역할을 한다.

본 발명의 잉크 조성물은 상기 백색 안료를 안료 분산액의 총 중량에 대하여 55 내지 70중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 55중량% 미만인 경우 은폐특성이 미흡하고, 70중량% 초과인 경우 분산이 어렵다.

상기 제1 반응성 모노머로는 3관능성 아크릴레이트계 모노머와 2관능성 아크릴레이트계 모노머를 사용할 수 있다.

상기 3관능성 아크릴레이트계 모노머로 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate: TMPTA), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리스톨 트리아크릴레이트, 트리메틸렌 프로필 트리아크릴레이트, 프로폭시레이티드 글리세롤 트리아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 2관능성 아크릴레이트계 모노머로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(neopentylglycol diacrylate, NPGDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate, DPGDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Tripropylene Glycol Diacrylate, TPGDA) 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제1 반응성 모노머는 상기 안료 분산액의 총 중량에 대하여 30 ~ 50 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 분산제로는 고분자형, 비이온성, 음이온성, 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있으며, 그 예로는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가알콜, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 또는 알킬아민 등이 있다. 이들은 단독으로 첨가하거나 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 분산제는 상기 안료 분산액의 총 중량에 대하여 2 ~ 6 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 안료 분산액은 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 50 ~ 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물에 포함되는 상기 바인더 용액은 에폭시계 수지와 제2 반응성 모노머로 구성된다.

상기 에폭시계 수지는 바인더 용액의 총 중량에 대하여 20 ~ 40 중량%로 포함된다.

상기 제2 반응성 모노머는 바인더를 희석시키는 역할을 하며. 2관능성 아크릴레이트계 모노머, 단관능 모노머 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 2관능성 아크릴레이트계 모노머로 1,6-헥산디올 디아크릴레이트(1,6-hexanediol diacrylate, HDDA), 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트(neopentylglycol diacrylate, NPGDA), 디프로필렌글리콜 디아크릴레이트(dipropylene glycol diacrylate, DPGDA), 트리프로필렌글리콜 디아크릴레이트(Tripropylene Glycol Diacrylate, TPGDA) 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 단관능 모노머는 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, 2-HEA), 이소보닐 아크릴레이트 (IBOA), 페녹시에틸 아크릴레이트 (PEA), 페놀 아크릴레이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 제2 반응성 모노머는 바인더 용액의 총 중량에 대하여 60 ~ 80 중량%로 포함된다.

상기 바인더 용액은 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 15 중량%로 포함된다. 1 중량% 미만이면 기재와 인쇄 층의 부착력 및 막 강도가 충분하지 않고, 15 중량% 초과이면 점도가 너무 높아 잉크젯 공정이 어렵다.

본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물에 포함되는 상기 단관능 모노머는 잉크의 점도를 낮추면서 기재와 인쇄 층의 부착력을 향상시키는 역할을 한다. 상기 단관능 모노머는, 히드록시 관능기를 갖는 것을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, 2-HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate, HPMA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, 2-HEMA), 히드록시프로필 메타크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate, HPMA) 및 4-Hydroxybutyl acrylate(4HBA)로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 모노머를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, 2-HEA)의 모노머를 사용할 수 있다.

상기 단관능 모노머는 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 5 ~ 25 중량%, 보다 바람직하게는 10 ~ 20 중량%로 포함될 수 있다. 5 중량% 미만이면 부착력이 미흡하고, 25 중량%를 초과하면 안료 함량이 적어 막의 광 차단특성이 충분하지 못하다.

본 발명의 잉크 조성물은 부착력 증진을 위해 종래 기술과 같이, butyl carbitol acetate 등의 용매를 포함하지 않는 무용제(solvent-free) 형태로 사용하며, 부착력 증진제로서 히드록시 관능기를 갖는 단관능 모노머, 예를 들어 2-HEA 등의 아크릴레이트 모노머를 포함할 수 있다.

상기 광개시제는 자외선 경화형 과정에서 잉크에 함유된 불포화 이중결합을 갖는 모노머가 반응하여 고분자를 형성하는 경화 반응을 개시하는 역할을 한다.

본 발명에서는 광개시제로서, 에틸-2, 4, 6 트리메틸벤조일페닐 포스피네이트 옥사이드 (Ethyl-2, 4, 6 trimethylbenzoylphenyl phosphinate oxide)를 포함하는 것을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 Lucirin® TPO(2,4,6-Trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide, BASF사 제조), Irgacure 2100, Irgacure 819 등을 사용할 수 있다. 특히, 광개시제로 Lucirin® TPO를 사용하면 고온 열처리(220℃, 30분) 후에도 황변 현상이 발생하지 않고, 경화 및 용해도가 우수하다. 상기 광개시제는 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 광개시제의 함량이 1 중량% 미만이면 경화 반응이 충분하지 않고 10 중량% 초과이면 모두 용해되지 않을 수 있다.

또한 본 발명의 잉크 조성물은 광개시제로서, 황변을 나타내는 광개시제 Irgacure 907, Irgacure 754, Irgacure 2959, Darocure MBF, Irgacure 184 등은 사용하지 않는다.

본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은, 상기 구성 외에, 올리고머, 다관능 모노머, 중합억제제 및 계면활성제로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.

본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물에 있어서, 상기 다관능 모노머 또는 올리고머는 자외선 경화를 통해 가교결합을 일으켜 인쇄 층의 막 강도를 증가시키는 역할을 한다.

상기 올리고머는 다관능 아크릴레이트(메타크릴레이트), 우레탄아크릴레이트, 폴리에스테르아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 멜라민아크릴레이트 등을 포함하는 아크릴계 올리고머 또는 이들의 중합체 등을 사용할 수 있다.

상기 다관능 모노머는 예를 들면 관능성기가 4 내지 6 이상인 것이 바람직하며, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(PETA), 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트 (DPPA), 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) 로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 모노머를 사용할 수 있으며, 가장 바람직하게는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)를 사용할 수 있다.

상기 올리고머 또는 다관능 모노머는 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 15 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 1 중량% 미만이면 막의 강도가 충분하지 않고 15 중량% 초과이면 잉크의 점도가 너무 높아져서 공정이 불가능할 수 있다.

본 발명의 잉크 조성물은 추가로 중합억제제 및 계면활성제를 잔량 포함할 수 있다.

상기 중합억제제는 잉크가 상온에서 보관하는 동안 경화반응이 일어나지 않도록 하는 역할을 한다.

상기 중합억제제로는 모노메틸에테르하이드로퀴논(Mono Methyl Ether Hydroquinone, MEHQ), 벤조퀴논, 카테콜, 페노티아진, N-니트로소페닐히드록시아민 및 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 유리 라디칼 및 이들의 유도체로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.

상기 계면활성제는 잉크의 표면장력을 조절하여 젯팅이 원활하게 일어나게 하며 유리 기판에서 잉크가 적절하게 퍼지도록 하는 역할을 한다.

상기 계면활성제는 실리콘계 계면활성제 또는 불소계 계면활성제이며, 구체적으로 실리콘계 계면활성제는 BYK-Chemie 사의 BYK-077, BYK-085, BYK-300, BYK-301, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-320, BYK-322, BYK-323, BYK-325, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-335, BYK-341v344, BYK-345v346, BYK-348, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358, BYK-361, BYK-370, BYK-371, BYK-373, BYK-375, BYK-380, BYK-390 등을 사용할 수 있으며, 불소계 계면활성제로는 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 F-114, F-177, F-410, F-411, F-450, F-493, F-494, F-443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F-472SF, F-474, F-475, F-477, F-478, F-479, F-480SF, F-482, F-483, F-484, F-486, F-487, F-172D, MCF-350SF, TF-1025SF, TF-1117SF, TF-1026SF, TF-1128, TF-1127, TF-1129, TF-1126, TF-1130, TF-1116SF, TF-1131, TF1132, TF1027SF, TF-1441, TF-1442 등을 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 부착력 증진을 위해 종래 기술과 같이, butyl carbitol acetate 등의 용매를 포함하지 않는 대신, 부착력 증진제로서 히드록시 관능기를 갖는 단관능 모노머, 예를 들어 2-HEA 등의 아크릴레이트 모노머를 포함하기 때문에, 무용제(solvent-free) 형태로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 상기와 같은 조성을 가짐에 따라서, 상온에서 점도가 10~50 cP이고, 60℃에서 점도가 5~50 cP이므로 잉크젯 공정성 및 저장 안정성이 뛰어나고, 잉크 조성물에 포함되는 안료 함량을 잉크젯용 잉크로 적용 가능한 범위 내에서 조절함으로써 두께 30㎛ 이하, 은폐율 98% 이상의 화이트 베젤 패턴을 제조할 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 상기와 같은 조성을 가짐에 따라서, 고온 열처리(200℃, 30분) 후에도 황변이 발생하지 않으며, 향상된 부착력을 나타낼 수 있어, 베젤을 형성하는데 유리하다.

또한, 본 발명은 a) 기판에 본 발명의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 30㎛ 이하의 두께로 잉크젯 프린팅하여 화이트 베젤이 형성된 기판을 제조하는 단계; b) 상기 기판에 1000 mJ/㎠ 이상의 자외선을 조사하여 경화된 화이트 베젤 패턴을 형성하는 단계; 및 c) 상기 기판을 열처리하는 단계를 포함하는, 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법을 제공한다.

상기 단계 b)는 395㎚ UV LED lamp를 이용하여 두께 30㎛를 기준으로 1000 mJ/cm² 이상의 자외선을 조사하는 단계일 수 있다.

상기 단계 c)는 자외선 경화 후에, 150~180℃, 10~30분의 조건으로 베젤이 형성된 기판을 열처리하는 단계일 수 있다. 상기 열처리는 오븐 또는 핫플레이트 내에서 할 수 있다. 상기 단계 c)는 베젤의 부착력 향상을 목적으로 자외선 경화 후에 추가되는 단계이다. 상기 단계 c)는 기판의 종류(예를 들어 필름)에 따라 필요 없을 수도 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 자외선 경화 후 열처리 공정을 실시함으로써 베젤 패턴의 부착력을 5B 수준으로 향상시킬 수 있었다.

상기 화이트 베젤 패턴은 두께 30㎛이하에서 은폐율 98% 이상, 표면경도 5H 이상, 부착력 5B, 색값 (L*>90, a*<±1, b*<±1) 등의 물성을 나타낼 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자를 제공한다. 상기 전자소자는 액정표시장치, 디스플레이, 터치 패널 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 터치 패널인 것이 바람직하다. 터치 패널용 패턴은 액정표시장치용 블랙 매트릭스 패턴에 비하여 매우 단순하여 잉크젯 프린팅 공정을 통하여 쉽게 형성할 수 있기 때문이다.

본 발명에 따른 전자소자는 전술한 본 발명에 따른 패턴을 포함하는 것을 제외하고는 당기술 분야에 알려진 구성을 가질 수 있다.

이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예 및 비교예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.

실시예

하기 표 1 및 표 2와 같은 조성으로 잉크 조성물을 혼합하였으며, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 8의 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 제조하였다.

(각 수치는 중량% 기준)			실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
안료 분산액	안료	TiO₂	36	36	36	30	36	36
	분산제	870	1.8	1.8	1.8	1.5	1.8	1.8
	모노머	HDDA	22.2	22.2	22.2	18.5	17.2	22.2
	용매	BCA	-	-	-	-	5	-
올리고머/ 다관능모노머		DPHA	10	-	10	10	10	10
올리고머/ 다관능모노머		Oligomer	-	10	-	-	-	-
2 관능 모노머		HPNDA	-	-	-	10	-	19.9
단관능 모노머		2-HEA	19.9	19.9	19.9	19.9	19.9	-
에폭시 레진		PD7610	2	2	2	2	2	2
부착력 증진제		KBM-403	3	3	3	3	3	3
부착력 증진제		KBM-503	-	-	-	-	-	-
광개시제		TPO	5	5	-	5	5	5
		I 2100	-	-	5	-	-	-
		I 184	-	-	-	-	-	-
		I 907	-	-	-	-	-	-
계면활성제		BYK307	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
중합억제제		MEHQ	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
총합			100	100	100	100	100	100

(각 수치는 중량% 기준)			비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7	비교예 8
안료 분산액	안료	TiO₂	36	36	36	36	36
	분산제	870	1.8	1.8	1.8	1.8	1.8
	모노머	HDDA	22.2	22.2	22.2	22.2	22.2
	용매	BCA	-	-	-	-	-
올리고머/ 다관능모노머		DPHA	10	10	10	10	10
올리고머/ 다관능모노머		Oligomer	-	-	-	-	-
2 관능 모노머		HPNDA	16.9	-	-	-	-
단관능 모노머		2-HEA	3	21.9	19.9	19.9	19.9
에폭시 레진		PD7610	2	0	2	2	2
부착력 증진제		KBM-403	3	3	-	3	3
부착력 증진제		KBM-503	-	-	3	-	-
광개시제		TPO	5	5	5	-	-
		I 2100	-	-	-	-	-
		I 184	-	-	-	5	-
		I 907	-	-	-	-	5
계면활성제		BYK307	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
중합억제제		MEHQ	0.05	0.05	0.05	0.05	0.05
총합			100	100	100	100	100

870: Hybridur®870 (Air Products 사)

HDDA: 1,6-hexanediol diacrylate

BCA: butyl carbitol acetate

DPHA: 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트

Oligomer: 크레졸 노볼락 에폭시 올리고머 SC6400 (Miwon사)

HPNDA: Hydroxy Piperidinoic Acid Ester neopentyl Glycol Diacrylate

2-HEA: 2-hydroxyethyl acrylate

PD7610: 에폭시 수지(Anderson 사)

KBM-403: 신에츠사

KBM-503: 신에츠사

TPO: Lucirin® TPO

I 2100: Irgacure 2100 (BASF 사)

I 184: Irgacure 184 (BASF 사)

I 907: Irgacure 907 (BASF 사)

BYK307: (Byk사)

MEHQ: Mono Methyl Ether Hydroquinone

<표면경도 및 부착력 평가>

상기 제조된 실시예 1 내지 3, 및 비교예 1 내지 8의 잉크 조성물을 가로 50mm, 세로 50mm, 두께 0.5mm의 크기의 정사각형 모양의 glass에 30㎛의 두께로 잉크젯 프린팅하고, 395㎚ UV LED lamp를 이용하여 1000 mJ/cm² 이상의 자외선을 조사하여 UV경화를 실시한 후 오븐에서 150℃의 온도로 15분 열처리하여 베젤 패턴 시편을 제조하였다. 이후 상기 시편을 오븐 내에서 220℃, 15분 열처리하여 베젤 패턴 시편을 제조하여, 표면경도 측정 실험 및 부착력 측정 실험을 수행하였다. 이후 상기 시편을 오븐 내에서 200℃, 30분 열처리 후 고온내열성 및 황변 평가를 수행하여 그 결과를 표 3 및 4에 나타냈다.

표면경도 측정은 연필경도계로 측정하였으며, 긁기 각도 45도, 하중 500g 조건에서 측정하였다(규격: ASTM D3363).

부착력 측정은 크로스 컷 테스트(cross cut test)를 실시하여 부착력을 0B~5B로 평가하였다(규격: ASTM D3359).

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	비교예 1	비교예 2	비교예 3
인쇄두께 (㎛)	27	27	27	30	27	27
은폐율 (%)	98	98	98	96	98	98
표면경도	5H	5H	5H	5H
Cross cut	5B	5B	5B	5B
고온 내열성 (200℃, 30min.) 및 황변	OK	OK	OK	OK	NG (박리)	NG (박리)

	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7	비교예 8
인쇄두께 (㎛)	27	27	27	27	27
은폐율 (%)	98	98	98	98	98
표면경도	5H	2H	5H	5H	5H
Cross cut	0B	2B	0B	5B	5B
고온 내열성 (200℃, 30min.) 및 황변	OK	OK	OK	NG (황변)	NG (황변)

상기 표 3에서 비교예 1은 백색안료 (TiO₂)를 분산액 총중량 기준으로 50중량% 포함하는 잉크 조성물로 30㎛ 두께로 베젤 패턴을 형성하면 은폐율 96%로 요구수준에 미치지 못하였다.

그리고 비교예 2는 용매(butyl carbitol acetate)를 포함하는 잉크 조성물로 고온 열처리(200℃, 30분) 과정에서 베젤이 박리되는 현상이 관찰되었다.

비교예 3은 단관능 아크릴레이트인 2-HEA를 포함하지 않는 잉크조성물로 비교예 2와 마찬가지로 고온열처리 과정에서 베젤이 박리되는 문제가 있었다.

또한, 표 4에서 비교예 4는 2-HEA를 3중량% 포함하고 있어 고온열처리 과정에서 베젤이 박리되지 않았지만 부착력이 0B로 나타났다.

비교예 5는 에폭시 수지인 PD7610을 포함하지 않는 잉크조성물로 표면경도 (2H) 및 부착력 (5B)이 떨어졌으며, 비교예 6은 부착력 증진제로 KBM-503을 사용하였더니 부착력이 0B로 나타났다.

비교예 7과 비교예 8은 광개시제로 Irgacure 184와 907을 사용하였으나 황변현상이 발생하였다.

반면에, 표 3에서 실시예 1 내지 2의 용매 없이 아크릴레이트 모노머 (2-HEA)를 포함하는 잉크조성물은 표면경도 5H, 크로스 컷 테스트 5B로 베젤 성능이 우수하게 나타났고, 고온열처리 후에도 황변 및 물성 변화가 없었다.

또한 광개시제 Irgacure 2100이 포함된 실시예 3의 조성물도 황변이 발생하지 않았다.

Claims

안료 분산액, 바인더 용액, 단관능 모노머 및 광개시제를 포함하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물로서,
상기 단관능 모노머는, 2-히드록시에틸 아크릴레이트(2-hydroxyethyl acrylate, 2-HEA), 히드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate, HPMA), 2-히드록시에틸 메타크릴레이트(2-hydroxyethyl methacrylate, 2-HEMA) 및 히드록시프로필 메타크릴레이트(hydroxypropyl methacrylate, HPMA)로 이루어지는 군에서 선택된 1종 이상의 모노머이고, 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 5 ~ 25 중량%로 포함되며,
상기 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 무용제(solvent-free) 형태이고,
패턴 형성 시 두께가 30㎛ 이하이고 은폐율이 98% 이상인 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 올리고머, 다관능 모노머, 중합억제제 및 계면활성제로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
삭제
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 단관능 모노머는 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 10 ~ 20 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 안료 분산액은 백색 안료, 제1 반응성 모노머 및 분산제를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 7에 있어서,
상기 백색 안료는 이산화티타늄(TiO₂)인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 7에 있어서,
상기 백색 안료는 안료 분산액 총 중량에 대하여 55 내지 70중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 7에 있어서,
상기 제1 반응성 모노머는 2관능성 아크릴레이트계 모노머인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 바인더 용액은 에폭시계 수지와 제2 반응성 모노머로 구성되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 반응성 모노머는 단관능 아크릴레이트계 모노머인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 11에 있어서,
상기 제2 반응성 모노머는 바인더 용액의 총 중량에 대하여 60 ~ 80 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 바인더 용액은 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 광개시제는 에틸-2,4,6 트리메틸벤조일페닐 포스피네이트(Ethyl-2,4,6 trimethylbenzoylphenyl phosphinate)를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 광개시제는 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 10 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 다관능 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 2에 있어서,
상기 다관능 모노머는 잉크 조성물의 총 중량에 대하여 1 ~ 15 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 상온에서 점도가 10~50 cP인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 60℃에서 점도가 5~20 cP인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물은 베젤 형성용인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물.
a) 기판에 청구항 1의 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 30㎛ 이하의 두께로 잉크젯 프린팅하여 화이트 베젤이 형성된 기판을 제조하는 단계;
b) 상기 기판에 1000 mJ/㎠ 이상의 자외선을 조사하여 경화된 화이트 베젤 패턴을 형성하는 단계; 및
c) 상기 기판을 열처리하는 단계를 포함하는, 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법.
청구항 23에 있어서,
상기 단계 c)는 자외선 경화 후에, 150~180℃, 10~30분의 조건으로 베젤이 형성된 기판을 열처리하는 단계인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 자외선 경화 백색 잉크 조성물을 이용하는 화이트 베젤 패턴의 제조방법.
청구항 23의 제조방법을 이용하여 제조한 화이트 베젤 패턴.
청구항 25에 있어서,
상기 화이트 베젤 패턴은 표면경도 5H 이상, 부착력 5B, 은폐율 98% 이상, 색값 (L*>90, a*<±1, b*<±1)인 것을 특징으로 하는 화이트 베젤 패턴.
청구항 25의 화이트 베젤 패턴을 포함하는 전자소자.
청구항 27에 있어서,
터치 패널인 것을 특징으로 하는 전자소자.